强风区复合绝缘子伞裙撕裂研究

复合绝缘子相关技术的研究与进步推动了我国特高压输电线路的建设和发展,对复合绝缘子的制造工艺、材料、试验方法、老化问题、机械性能、脆断、伞裙结构等方面的研究一直是高电压绝缘领域的重点。复合绝缘子的伞裙破坏问题是强风灾害下出现的新问题,无相关研究成果见诸报道,在IEC和国家标准中尚未有针对性的条项。利用风洞试验和模拟仿真,揭示强风时流体与复合绝缘子伞裙作用过程,阐释复合绝缘子伞裙的破坏机制。研究发现,在风速高于35 m/s时,试验使用的复合绝缘子伞裙将发生高频大幅振动,导致伞裙根部发生严重的应力集中,在周期循环载荷作用下,伞裙根部长期处于应力疲劳状态,伞裙根部出现微裂纹,进而扩展为深度裂纹,贯穿伞裙根部最终导致伞裙撕裂问题。

光纤光栅复合绝缘子故障模拟试验分析

随着复合绝缘子在我国电网上的应用数量不断增加,其运行状态直接影响着输电系统安全。采用光纤光栅来监测复合绝缘子的运行状况,已成为复合绝缘子监测的重要手段。为了弄清故障状态下复合绝缘子内光栅波长与复合绝缘子应变之间的关系,模拟了复合绝缘子芯棒断裂、伞裙破坏和金具不同压接程度等情况,分析了这些情况下应力应变或热应变与破损比例及光栅中心波长变化之间的关系。结果表明,随着芯棒破损面积的增大,光栅的波长均随着破损深度大小上升,并且离破损点最近的光栅波长变化幅度最大;光栅波长随绝缘子通电时间的增加有明显的增加,伞裙破损点的波长漂移量较未破损有显著变大的趋势;压接区内光纤光栅的温度灵敏度系数随金具侧向压力的增大而明显增大,压接区的热涨应力对温度灵敏度的变化也有一定的影响。这预示着该法获得的数据可为复合绝缘子的运行提供检测参考。