特高压换流变阀侧绝缘性能试验成套设备研发

针对昌吉换流站高端换流变阀外施交流耐压及局放试验的特点研发了一套特高压换流变阀侧绝缘性能试验设备,由高压谐振电抗器、交流分压器等组成。其中电抗器和分压器集成为单柱式共塔结构。通过仿真计算验证了该整套设备的稳定性和可靠性。同时基于装置参数选取的基础上开展了整套装置一体化、兼容性、无局放等优化结构设计。另外,自主研发了固定电感式分压测压系统和气囊式金属鳞片状均压罩。开展了4000m海拔,1500kV电压下共塔结构电场分布模拟计算。

配置高强网格式间接钢筋的RPC局压承载力试验研究

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式,对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括RPC轴心抗压强度(88、104.8 MPa)、网格式间接钢筋抗拉强度标准值(800、970、1 270 MPa)、间接钢筋体积配筋率(0.9%~1.5%)。试验结果表明:RPC发生局压破坏时,均在局压影响区产生四角锥楔形体,劈尖夹角约53°~61°;随着RPC强度等级、间接钢筋强度等级的提高,间接钢筋拉应力(340~550 MPa)逐渐减小,且小于间接钢筋比例极限。收集33个RPC轴心抗压强度介于74~110 MPa、局压面积比介于1.4~9的未配置间接钢筋的RPC的局压承载力试验数据,对未配置间接钢筋的RPC局压承载力影响因素进行参数分析,发现未配置间接钢筋的RPC局压承载力与局压面积比及轴心抗压强度有关。根据试验结果及收集数据可知:配置高强网格式间接钢筋的RPC局压破坏时,间接钢筋不易发挥作用,RPC对局压承载力的贡献远大于高强网格式间接钢筋;随着RPC及间接钢筋材料强度等级的提高,局压破坏时间接钢筋拉应力逐渐减小,使间接钢筋充分发挥作用的体积配筋率下限值逐渐上升,工程实践中仍需对RPC局压承载力进行合理计算。基于未配置间接钢的RPC局压承载力计算公式、配置间接钢筋RPC试件局压破坏时间接钢筋拉应力计算公式,提出了配置高强网格式间接钢筋的PRC局压承载力计算公式。试验所得实测值与计算值吻合良好,适用范围为活性粉末混凝土强度90~130 MPa、高强网格式间接钢筋屈服强度800~1 300 MPa。

不同养护条件下活性粉末混凝土局压承载力试验

为了保证活性粉末混凝土(RPC)在不同材料设计和工程条件下预应力锚固区的局部受压安全性,以养护条件、钢纤维掺量与局压面积比为基本参数,深入研究各因素对RPC材料局部受压承载力的影响,完成了18个RPC试件的轴心局部受压承载力试验,获得了试件的局部受压极限承载力、破坏形态、裂缝发展模式以及荷载-位移关系等,并由此分析了RPC材料试件局部受压机理。在此基础上,引入RPC材料在不同养护条件和钢纤维掺量下的受压和受拉本构关系,基于ABAQUS建立RPC构件局部承压非线性有限元模型,完成全过程非线性分析,并将有限元结果与试验结果进行对比。基于现有规范公式,根据上述主要试验因素的影响规律,建立实用的RPC材料局压承载力统一计算公式。研究结果表明:与自然养护相比,采用蒸汽养护的RPC试件局压承载力提高约7%;钢纤维掺量(体积分数,下同)从1%增加到2%以及从2%增加到3%时,试件局部受压承载力的增幅分别为26.8%和13.2%,说明钢纤维的掺入能有效提高RPC材料的局压承载力,但其提高作用随钢纤维掺量的增加而减弱;与普通混凝土相似,RPC材料局部受压承载力与局压面积比存在线性关系,说明局压面积比对材料局部受压性能的影响属于结构层面,并不因材料性能的增强而改变;有限元分析以及拟合公式结果均与试验结果吻合良好。

电缆局放耐压试验端头闪络及击穿现象的探讨

通过对额定电压20kV及以上中压电缆进行交流耐压试验时端头闪络及击穿现象的阐述、端头闪络及击穿原理的分析,寻找导致端头闪络及击穿的原因。经过分析,发现导致端头闪络及击穿现象的因素主要有绝缘油中的水分和杂质含量、绝缘屏蔽层断口处的处理方式、电缆线芯中释放的气体。针对这三个因素,提出了过滤绝缘油、电缆端头进行均压环处理、严格执行电缆脱气工艺三项控制措施,以确保电缆局放耐压试验的顺利进行,实现对中压电缆绝缘水平的真实检验。