复合绝缘子注射伞套的芯棒及其护套界面结构性能分析

导线在长期微风振动下会将振动传递给复合绝缘子,使其容易发生疲劳破坏。以某500kv线路为例,计算导线在微风振动下线夹出口处的最大动弯应力,根据导线悬挂角度得到由导线振动传递给悬垂复合绝缘子的振动载荷数值。同时针对分析复合绝缘子芯棒与护套界面胶接的疲劳,基于ansys软件建立复合绝缘子实体模型,采用威布尔分布函数描述振动频率的概率分布,根据miner线性疲劳损伤累积法则分析胶接层在各频率段内的疲劳耗用系数,最后得到其疲劳寿命。

与传统绝缘子相比,变伞形绝缘子制作工艺可操作性强,产品的爬距质量高;避免胶可料的浪费;开模具的资金少;模具使用率高等。伞形在标准允许规范内变化,可"不视为设计改变"。但伞型在大范围内变化,对复合绝缘子串的电场分布、覆冰雪、耐污闪等性能能否产生正面的影响,有待验证。

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

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。

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。

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

介绍了我国交流复合绝缘子运行情况,分析了绝缘子的老化问题和事故原因,对现场取下的试品进行了憎水性和硬度的测量以及老化性能的评估。认为目前复合绝缘子损坏的主要原因是早期设计、制作工艺和材料配方不成熟,真正由于硅橡胶伞裙护套老化造成的事故还不多见。大部分复合绝缘子运行10年及以上仍具有良好的憎水性,硅橡胶表面憎水性的下降和硬度的增加与运行时间并无明显关联。硅橡胶的老化是一个漫长的过程,即使出现中期老化特征,仍在一段较长时间内可以保障复合绝缘子的安全运行。认为硅橡胶的老化不应成为复合绝缘子推广使用的障碍。

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。

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。

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。

在复合绝缘子的伞裙配方方面采取提高硅橡胶含量,对配方中的所有无机物进行表面处理,采用高纯度原料,增加特殊的光稳剂等措施,并进行了"w"形五伞结构设计优化及采用防雨闪伞裙边结构。试验结果表明,"w"形五伞结构的复合绝缘子外绝缘既符合交直流高压输电的电场理论,又能满足高海拔、覆冰(雪)地区交直流输电工程的实际应用。

专利申请号:cn200610057986.1公开号:cn1889200公开日:2007.01.03申请人:赵辅本发明提供了在有伞棱的玻璃或瓷质单层伞盘形悬式绝缘子的下表面粘接硅橡胶合成伞裙并获得双(多)层伞悬式绝缘子的技术方案。具体的结构是,合成伞裙的中间孔以筒状向上延伸,该筒状延伸部的上部与悬式绝缘子的伞盘的下表面相互粘接。使用该方案对已有单层伞盘形悬式绝缘子进行改造,既提高了绝缘子的防污闪性能,又没有降低其装拆串性能。

通过采用劣化绝缘子电场法检测理论分析和对伞裙良好绝缘子和伞裙损坏严重的绝缘子的电场分布情况进行对比试验研究,得出结论:通过试验采用电场法检测手段无法判别绝缘子伞裙损坏造成的现象。

对有机复合绝缘子用拉挤电绝缘芯棒的组成及结构特性进行了论述。对芯棒的灯光透视试验及芯棒透光性问题进行了探讨,认为灯光透视检验不能作为拉挤电绝缘芯棒性能优劣的判断标准。

西安交通大学的申文伟等人针对在役复合绝缘子的老化问题，分别对实验室电晕老化和现场自然老化的热硫化硅橡胶材料的憎水性、泄漏电流、表面微观形貌及化学成分等特性进行了对比研究。结果表明，电晕老化与现场老化造成材料特性变化的规律呈现一致性：电晕老化造成材料憎水性下降；若提高电晕老化强度（电压和时间），则导致材料憎水性恢复变慢，

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。

　采用丙烯酸改性酚醛环氧树脂,并对以此树脂为基体,以ddsa为增韧剂研制成功一种耐酸性玻璃钢拉挤电绝缘芯棒用树脂基体配方。应用dsc、tga和ft-ir等分析技术对该改性树脂基体的固化反应进行了研究,对其浇铸体以及玻璃纤维增强的拉挤芯棒的耐酸性、耐热性等性能也进行了研究。结果表明:该树脂基体满足拉挤工艺要求,用此树脂基体制得的玻璃钢拉挤芯棒具有优异的耐酸性以及良好的机电热性能。

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。