温度对硅橡胶材料介电性能的影响

硅橡胶材料在电气设备中的应用越来越广泛，温度对硅橡胶材料介电性能的影响是一个重要因素，根据对甲基乙烯基硅橡胶介电性能热谱曲线的测试结果，可以指导设计人员有选择地使用硅橡胶，并进行材料配方的调整．

运行断裂的500kV棒形悬式复合绝缘子蚀损试验和电场计算分析

应用有限元数值计算方法,依据实际运行中的工况,对运行环境相近的两种典型结构500kV棒形悬式复合绝缘子,进行了电场和电位分布计算。得出受杆塔和高压导线分布电容的影响,绝缘子导线侧和接地侧的电场畸变严重;导线侧和接地侧的电场强度均高出绝缘子中部十几倍,电场分布极不均匀。结合运行实际,对复合绝缘子及伞套材料的耐漏电起痕和耐电蚀损性进行了试验。发现500kV棒形悬式复合绝缘子断裂掉线原因是硅橡胶伞套蚀损,内部芯棒暴露后经电晕烧蚀,进而水解引起脆断;复合绝缘子出现的电蚀老化,外部因素主要是电场分布不均匀和大气污湿,本体因素是伞套材料的耐漏电起痕及电蚀损性能较低。

输电线路用防鸟罩结构及运行分析

防鸟罩结构是目前线路绝缘子解决防鸟粪闪络措施中的主要方法。结合杆塔和绝缘子的尺寸,对目前常见的三种结构形式的防鸟罩进行定性分析并提出了改进方向。

脱模剂对复合绝缘子产品质量的影响分析

环氧树脂玻璃纤维引拔棒的传统制造工艺中离不开脱模剂,而脱模剂的作用除有助于芯棒生产顺利脱模成型外,由于脱模剂的种类、配方以及引拔棒形状和生产工艺的不同,对引拔棒的电气性能、机械强度也有不同程度的影响,从而给复合绝缘子产品质量带来负面作用。无脱模剂引拔棒生产工艺克服了以上缺陷,使得绝缘子的质量更稳定,更适用于特高压线路。

电气化铁道用有机复合绝缘子的不同结构和整体模压技术

介绍了电气化铁道用有机复合绝缘子的几种工艺结构及工艺过程，着重对整体模压结构的复合绝缘子工艺进行了分析。

不同结构的复合绝缘子及其性能分析

对目前复合绝缘子所使用的内衬材料，伞套材料的性能进行对比分析，对绝缘子伞套的不同结构及其工艺、性能测试结果进行了分析，就复合绝缘子的发展提出了个人的看法。

特高压交流架空线路用复合绝缘子均压特性研究

介绍了特高压交流架空线路用1 000 kV棒形悬式复合绝缘子电场分布计算及均压特性研究等情况,运用三维有限元法,比较了整体单支、1/3和2/3元件组串、1/6和5/6元件组串和一种1/6瓷质绝缘子及5/6复合绝缘子组串,结果可以看出,两复合绝缘子元件组串对电场分布没有任何改善,在结构上复合绝缘子采用整体单支比两元件组串的好;导线侧使用瓷质绝缘子,接地侧使用复合绝缘子组串,可以充分利用瓷质绝缘子良好的耐电弧性和复合绝缘子良好的憎水防污性,比采用整体单支复合绝缘子的电场分布均匀,使复合绝缘子元件端部密封处的电场强度降低了60%以上。计算分析了特高压绝缘子的电场分布,均压环经优化配置后,使整体单支复合绝缘子导线侧的电场强度小于320 V/mm,瓷质绝缘子和复合绝缘子组串,复合绝缘子承受的最大场强小于110 V/mm。

1100kV变压器套管抗震性能研究

通过对某型1 100 kV变压器套管(A型)的抗震计算,发现瓷件圆弧处的应力比瓷根部直线部分的应力大的现象。在另一种结构的1 100 kV变压器套管(B型)的抗震试验中,证实了计算中遇见的瓷件圆弧处的应力比直线部分应力大的现象,因此仅以瓷根处直线部分的应力作为抗震试验通过与否的标准并不准确,如何判断抗震试验是否通过还需进一步的探讨。

极性反转试验中，±800kV换流变压器套管尾部的电场分布研究

±800 kV换流变压器出线套管,是一个结构复杂的绝缘系统。在试验与运行中,套管要承受不同形式电压的作用。特别在直流极性反转的情况下,套管尾部结构复杂,电场十分集中,易发生油中闪络或击穿放电,严重威胁特高压换流变压器的安全运行。应用有限元法,仿真计算了±800 kV换流变压器出线套管尾部的电场分布,计算结果表明:在极性反转试验中,套管尾部电场分布不均匀,且不同时刻、套管尾部电场分布及各关键位置的场强变化呈现线性特性。进一步分析得知:在套管设计中,不仅要考虑正负极性反转试验电压下的稳态电场分布,还应重视极性反转过程中暂态电场与界面空间电荷效应,以便留有足够的裕度,避免在极性反转试验时套管损坏。

特高压交流棒形悬式复合绝缘子的研究

介绍了特高压交流架空线路用1000kV系列棒形悬式复合绝缘子的研究、设计及试验等情况。以硅橡胶为基料,进行了改性配制的研究试验,结果表明,伞套材料的耐电痕化和蚀损性能与分子量、硫化剂、填料及加工条件等有关,但填料对其影响最大;由两个复合元件组成的复合绝缘子对电场分布没有任何改善,同时元件连接处不加装均压环时,会引起局部的场强集中,尤其是由1/6和5/6两元件组合而成的复合绝缘子,故采用整体单只复合绝缘子比由两个元件组合而成的复合绝缘子好;均压环配置采用大、小均压环结构,可以最大限度地改善绝缘子端部金具与硅橡胶复合界面处的电场分布,对防止电晕、电蚀,提高绝缘子运行可靠性十分有利。

±800kV直流系统用棒形支柱瓷芯复合绝缘子研究

介绍了机械固定用±800kV棒形支柱瓷芯复合绝缘子的设计、计算、制造、试验等试制情况。根据产品的使用特点,对高温硫化硅橡胶伞套材料配方进行了改进与完善;采用"ANSYS"三维有限元对金属附件进行了分析论证;对水泥胶合剂和硅橡胶与瓷芯棒用粘接剂进行了一系列的摸索研究;通过对绝缘子的电场分布计算,优化了绝缘子的整体结构设计和均压环配置;同时,进行了特高压输电系统用支柱绝缘子的结构抗震稳定性计算。试验结果表明,产品通过了所要求的23项定型试验。

252kV GIS用绝缘隔板的机械强度研究

对绝缘隔板的主应力大小、方向和分布情况进行准确的计算和确定是改进设计的前提。笔者采用有限元软件对252 k V GIS用绝缘隔板在不同压力下的主应力分布进行了仿真计算,在对其进行的水压试验验证中,采用高速摄像机获取了水压破坏发展过程的影像和破坏时间,采用应变片与动态信号采集分析系统监测了水压试验中绝缘隔板重点部位的主应力变化。分析表明,仿真计算的最大主应力分布和方向与试验结果具有很好的一致性,应力大小存在一定差异,需进一步研究和完善;通过各监测点在破坏前后的应力突变可较为准确判断破坏的位置和发展方向。这些研究方法为各电压等级的各类绝缘隔板的设计优化提供了一定的参考。

±800kV瓷芯支柱复合绝缘子硅橡胶及粘接工艺的研究

对±800kV瓷芯支柱复合绝缘子用硅橡胶进行了研究,为保证硅橡胶在注射硫化过程中与瓷芯棒粘接牢固,且不能产生气隙,选用110-2甲基乙烯基硅橡胶,分子量为630000～650 000。不同配方硅橡胶与瓷芯棒的粘接强度、耐漏电起痕和电蚀损性能对比试验结果表明:在配方中添加少量的复合阻燃剂,可以使硅橡胶护套伞裙材料的直流电压下耐漏电起痕和电蚀损性达到1A4.5级。确定了硅橡胶的混炼工艺和配合体系以及粘接剂的制备方法,并对瓷芯棒与硅橡胶的粘合进行了对比实验,确定了粘合工艺和硫化工艺。生产出的瓷芯支柱复合绝缘子的产品性能达到要求。

棒形悬式复合绝缘子伞形结构对覆冰闪络特性的影响

研究了两种类型伞形结构(耐污型和防冰型)的棒形悬式复合绝缘子在相同的绝缘距离、硅橡胶外套材料、人工污秽和人工覆冰试验条件下对交流覆冰闪络电压特性的影响,同时介绍了复合绝缘子的人工覆冰闪络试验方法。覆冰闪络试验结果表明,防冰型复合绝缘子的伞形结构设计较合理,可以阻止或延长冰桥的形成,对于110 kV/100 kN棒形悬式复合绝缘在相同人工污秽(SDD/NSDD 0.25/1.5 mg/cm2)和人工覆冰(覆冰水折算到20℃时电导率为120μS/cm,覆冰密度0.84～0.89 g/cm3)试验条件下,防冰型的交流覆冰闪络电压比耐污型提高了17.0%～25.0%,具有一定的防覆冰闪络的效果;其次,防冰型复合绝缘子受覆冰重量的影响小于耐污型,即覆冰越严重,防冰型覆冰闪络电压下降的趋势小于耐污型。

基于声发射技术的高压电器用环氧浇注材料损伤特性研究

环氧树脂浇注材料是高压电器产品的重要基础材料,在绝缘件制造中用量很大,其损伤特性对产品设计和试验验证具有重要意义,但相关研究很少。文中采用声发射技术研究了高压电器用环氧树脂浇注材料的损伤特性,分别进行了分级保载、分级重复加载、分级保载重复加载试验研究,记录了材料在损伤过程中的声发射信号。试验分析表明,在承载状态下,材料的损伤是一个逐步发展演化的过程,大致可分为起始、发展、失稳3个阶段,发展阶段的初始负荷值约为最终破坏值的(50%~60%)。发展阶段的初始负荷值表明材料内部已经产生了不可逆的损伤,并有持续扩展趋势。这种现象应当在生产实践中引起足够重视。

SF6气体绝缘高压直流设备内部绝缘子用新型陶瓷材料特性探索

陶瓷材料具有高导热性、高机械强度,在SF6绝缘高压直流电气设备内具有一定应用潜力。该文探索了一种新型陶瓷材料的电导特性、表面电荷特性、机械特性及耐酸蚀性,并与工程用环氧树脂/Al2O3复合材料进行了对比,研究发现:室温、低场下陶瓷体积电阻率为4.5×1015W×m,且其温度依赖性较环氧复合材料低;正、负极性直流电压下,陶瓷表面均积聚正极性表面电荷,且最大电荷密度仅为0.21pC/mm2,较环氧复合材料低54%;此外,陶瓷材料表现出了较优的机械与耐酸蚀特性。基于材料物化结构的电导机理模型及温度梯度下支柱绝缘子的电场计算结果,进一步验证了陶瓷所具备的优异特性与巨大潜力。研究成果为提升SF6绝缘高压直流电气设备沿面绝缘性能提供了一种新的思路,为新型陶瓷材料的工程应用提供了理论基础。

固定约束边界条件对盘式绝缘子机械强度计算的影响探讨

由于盘式绝缘子的环氧部分为脆性材料,环氧与金属法兰之间不能直接贴合固定,因此在计算盘式绝缘子机械强度时,准确地描述固定约束边界条件非常关键。文中针对同一盘式绝缘子结构,选取不同固定约束边界条件下的计算结果进行了分析和对比,并与水压试验实测值进行了校对,得出不同固定约束边界条件对盘式绝缘子计算结果的影响偏差大小,给出了适用于工程应用的固定约束边界条件的设置方法。

干式套管芯体复合材料的机械损伤性能研究

胶浸纸干式套管具有无油、防爆、电气特性稳定等优点,在变压器、电抗器、阀厅穿墙等场景使用广泛,是高压电器的重要组成部件。电容芯体是套管主绝缘部件,芯体复合材料的微观损伤最终将可能导致设备发生机械和电气方面的故障,因此对于干式套管芯体复合材料损伤性能的研究具有重要的意义。本研究为准确反映芯体复合材料在干式套管中的实际性能,从干式套管芯体上直接取样,并对其机械损伤性能进行了测试研究,得出微观损伤和宏观破坏值之间的关系。实验中分别采用万用电子拉力机、声发射技术、三维X射线成像技术等检测手段对材料机械损伤特性进行研究,获得了芯体复合材料的机械性能数据,分析了损伤机理和过程,为同类干式套管的设计提供了基础材料参数和设计依据。

1100kV瓷套型避雷器机械应力仿真分析

根据1 100 kV瓷套型避雷器机械性能要求,从力学分析角度,建立瓷套型避雷器的静力学和动力学分析模型,采用有限元法进行静力弯曲试验和动力学仿真分析。静力学、动力学仿真计算数据与产品试验数据的对比研究表明:静力学、动力学仿真计算建模及计算方法准确;1 100 kV瓷套型避雷器设计满足工程需求。

特高压支柱瓷绝缘子弯曲强度可靠性分析

特高压工程在电气、机械和运行可靠性方面对支柱绝缘子提出了更高的技术要求。从统计学角度提出产品强度设计与配合方面的一些新思路,分析了常规设计方法与笔者推荐的设计思路下瓷支柱绝缘子弯曲负荷试验时的损伤概率,提出:提高特高压瓷支柱绝缘子可靠性的关键是降低瓷材料的分散性;元件设计时,若瓷材料由于工艺等原因的限制分散性较大,可通过提高法兰和水泥胶装结构的强度提高元件可靠性;整柱设计时,非等裕度强度配合可以有效提高瓷支柱绝缘子的可靠性。