微风振动下复合绝缘子芯棒与护套界面胶接处疲劳分析

文章对复合绝缘子芯棒在气动漩涡作用下发生振动破坏的使用寿命估算方法进行了研究,计算了架空导线的振动频率及其时长,根据修正的goodman图、s-n曲线和miner线性损伤积累法则,给出了芯棒使用寿命的估算方法,通过220kv复合绝缘子芯棒使用寿命估算的算例,与实际统计寿命对比,表明了文章估算方法具有可靠性。

本文详细介绍了复合绝缘子芯棒脆断原因及主要影响因素,在此基础上叙述了目前国内外为降低绝缘子脆断发生率采取的一些措施,并有针对性的介绍了对芯棒耐应力腐蚀性的改进。

通过对2起复合绝缘子芯棒断裂掉串事故的分析及同期运行的同批次220kv输电线路复合绝缘子的抽样试验,初步分析了发生复合绝缘子芯棒脆断的原因,并提出防止类似事故发生的主要措施:改进金具接头界面的密封工艺并对档距较大的跨越采取双串。

复合绝缘子所采用的纤维浸渍树脂拉挤成型芯棒,其材质构成的波动,将较大地影响产品压接连接界面结构组装时芯棒弹性变形的性能参数,应适当调整修正,保证产品界面连接的稳定性

通过对500kv棒形复合绝缘子高压端芯棒脆断事故发生原因的分析,指出其主要原因为绝缘子串电压分布严重不及均压环设计、安装不规范引起导线端电场畸变,加速硅橡胶护套发生电蚀穿孔所致。提出将原下垂式线夹更换为上扛式防电晕线夹,导线挂点“八”字型改造,在复合绝缘子导线侧加挂玻璃绝缘子;采用非标准长度的复合绝缘子与玻璃绝缘子组合成串等对策来改善复合绝缘子的电场分布,降低其导线端承受的电压,消除畸变电场,达到预防芯棒脆断目的

介绍了玻璃纤维新应用——复合绝缘子芯棒制造所采用的基体材料和增强材料。重点介绍了适合制造复合绝缘子芯棒的基体材料环氧树脂的特点及其固化剂的选用及固化机理,以及提出了适合制造复合绝缘子芯棒的增强材料玻璃纤维的性能要求及目前适合选用的玻璃纤维品种。介绍了复合绝缘子芯棒生产工艺、生产中的注意要点及复合绝缘子芯棒的最终产品性能要求。

为了清楚了解注射硫化成型伞套复合绝缘子芯棒和护套界面的局部结构性能,根据我厂复合绝缘子绝缘部件结构特点,结合注射硫化成型伞套工艺的实际情况,通过分析认为:从注射产品伞套模具注射口以高速垂直喷射胶料易损伤芯棒表面,可以用粗纤维浸渍玻璃化转变温度高的树脂拉挤芯棒及改长条注射口来限制其损伤程度;多个注射口的胶料推力使芯棒产生s形状而形成护套厚薄不一,可以用活动顶杆加以限制,而胶料的粘度、流动面粗糙度及注射口偏移等造成其护套厚度变化,可以用液体胶料或加固定垫块来减少其厚度偏差。

通过对500kv棒形复合绝缘子高压端芯棒脆断事故发生原因的分析,指出其主要原因为绝缘子串电压分布严重不均匀及均压环设计、安装不规范而引起导线端电场畸变,加速了硅橡胶护套的电蚀穿孔所致。提出了将原下垂式线夹更换为上扛式防电晕线夹,作导线挂点“八”字型改造,在复合绝缘子导线侧加挂玻璃绝缘子;采用非标准长度的复合绝缘子与玻璃绝缘子组合成串等对策,以改善复合绝缘子的电场分布,降低导线端所承受的电压,消除畸变电场,预防芯棒脆断。实践表明,改进效果良好。

介绍了一起复合绝缘子脆断的发生过程,通过解剖和相关电气、机械性能试验,以及脆断面形成机理等方面分析了脆断原因,发现芯棒脆断的原因是运行环境的恶劣加之结构的缺陷使得端部密封不良,造成酸蚀并最终导致芯棒机械性能下降而发生脆断。为防止脆断事故的发生,从加强检验、连接方式、材料工艺、存储安装等方面提出了相应的对策,保证电网的安全可靠运行。

通过对220kv坪核线复合绝缘子芯棒脆断造成相间短路事故的原因分析,指出其主要原因是耐张绝缘子使用单串且没有安装均压环连接方式的设计不合理,以及早期生产的复合绝缘子存在产品制造缺陷,芯棒不耐酸等原因所致。提出采用新工艺及材料制造的复合绝缘子,采用双串带均压环设计,预防芯棒脆断及造成掉线相间短路事故。

通过对一起复合绝缘子芯棒断事故特征分析和同期运行在500kv输电线路上的复合绝缘子抽样试验,初步判断复合绝缘子芯棒断裂原因属酸蚀脆断,并据此提出防止类似事故发生的措施,即厂商应改进金具接头界面的密封工艺并注意复合绝缘子芯棒的抗蚀性能,而设计者也应改进复合绝缘子的技术参数

通过对一起复合绝缘子芯棒断事故特征分析和同期运行在500kv输电线路上的复合绝缘子抽样试验，初步判断复合绝缘子芯棒断裂原因属酸蚀脆断，并据此提出防止类似事故发生的措施，即厂商应改进金具接头界面的密封工艺并注意复合绝缘子芯棒的抗蚀性能，而设计者应改进复合绝缘子的技术参数。

特高压复合绝缘子对于芯棒有较高的拉弯性能要求。通过对芯棒进行强度性能测试,研究了玻璃纤维纱含量对芯棒拉弯性能的影响。结果表明,当芯棒的纤维质量分数在79%～83%时,芯棒的机械性能最优。复合绝缘子中的芯棒最终按照质量分数80%左右的纤维含量进行生产,产品顺利通过了复合相间间隔棒产品定型试验。

使用pea法空间电荷测量系统测量了负直流高压电场作用后复合绝缘子芯棒材料中空间电荷分布,并进行了相关的分析和讨论。结果表明,在高压直流电场作用下,芯棒材料内部积累的空间电荷的极性和密度受到温度、电场强度和电场作用时间等因素的影响。由于陷阱深度的不同和物理、化学变化的作用,不同温度下芯棒材料内空间电荷的积聚极性和积聚量不同,特别是在20℃和40℃之间以及100℃和120℃之间存在明显变化。20℃下芯棒材料中空间电荷的积累随电场增大、电压作用时间的增加而增加。

一种用于大吨位的复合绝缘子芯棒的制造设备和生产工艺，放置在芳纶纱架、玻璃纤维纱架，将纤维穿过混杂纤维导纱架，密封好两端端盖，有序的将芳纶和玻璃纤维依次穿过辅层设计分纱器，带温控分区模具加热系统，带温控的二次固化加热烘箱和机械牵引系统，关闭带温控的环氧基胶料脱气搅拌釜上的出胶阀门，加热脱气后，设定好各个加热设备的控制温度后，

一种用于大吨位的复合绝缘子芯棒的制造设备和生产工艺，放置在芳纶纱架、玻璃纤维纱架，将纤维穿过混杂纤维导纱架，密封好两端端盖，有序的将芳纶和玻璃纤维依次穿过辅层设计分纱器，带温控分区模具加热系统，带温控的二次固化加热烘箱和机械牵引系统，关闭带温控的环氧基胶料脱气搅拌釜上的出胶阀门，加热脱气后，设定好各个加热设备的控制温度后，

基于力学原理,探讨了压接式复合绝缘子不同工况荷载下接头处的破坏形式和机理。结果表明,拉弯荷载的组合作用,绝缘子最大应力出现于芯棒压接区边缘外表受拉一侧,压接区的强度易破坏,且滑脱极限应力远低于芯棒轴向拉伸强度,金具滑脱是绝缘子破坏的主要形式。

研究了复合绝缘子用耐酸芯棒的性能,对4种芯棒在不同浓度的硝酸中的耐腐蚀性能进行了长期试验。结果表明,各项指标都符合应力腐蚀试验标准的耐酸芯棒其耐腐蚀性能也存在较大差别,性能好的耐酸芯棒即使在非常严酷的条件下也很难发生脆断。为适应不同工程应用的要求,作者根据试验结果讨论了选择优良耐酸芯棒的试验方法。

为了减少复合绝缘子脆断而采用耐酸芯棒,耐酸芯棒是由无捻直接粗纱纤维浸渍起着粘合、保护纤维作用的树脂经模具拉挤固化而成型的。通过分析论证无捻直接粗纱的特点和树脂的防护性能,认为采用无捻直接粗纱纤维拉制的芯棒和提高芯棒纤维间树脂的固化度,可以避免酸介质进入棒内腐蚀纤维,保证耐酸芯棒性能的稳定性。并得出芯棒长期承受较大载荷对其树脂防护性能影响不大的结论

用于减少复合绝缘子发生脆断的耐酸芯棒的性能稳定性取决于芯棒中起粘合纤维作用的树脂的防护性能。通过分析论证,认为采用无捻直接粗纱纤维拉制芯棒和提高芯棒纤维间树脂固化度,可以避免酸介质进入内部腐蚀纤维,保证耐酸芯棒性能的稳定性。同时也得出芯棒长期承担较大载荷对其树脂防护性能影响不大的结论。

为了减少复合绝缘子脆断而采用的耐酸芯棒,是依据芯棒中起着粘合纤维作用的树脂防护性能特点,通过分析论证,认为采用无捻玻璃纤维粗纱拉制芯棒和提高芯棒的基体树脂固化度,可以避免酸介质进入内部腐蚀纤维,保证耐酸芯棒性能的稳定性。同时也得出芯棒长期承担较大载荷过程中对其树脂防护性能影响不大的结论

项目编号：0512001 项目简介：硅氟橡胶复合绝缘子机械强度高、抗冲击、耐老化、耐腐蚀、电气绝缘性能优异、使用寿命长、运行维护简单、重量轻。所使用的硅氟新材料是国际上新型的功能材料，将硅氟橡胶用于制造绝缘子伞套，使绝缘子表面能更低，憎水角度大，自洁性更优异。在产品的制造过程中采用了全自动高压注射成型、声发射探测技术监控机械式压接、高温二次成型等新技术、新工艺，实现产品整体结构无合模缝。自动化程度高，采用在线色谱分析和微机检测控制技术，可实现管理的集成化、精细化和现代化。