【摘要】：復合絕緣橫擔以其強度大、質(zhì)量輕、耐腐蝕以及耐久性能和電絕緣性能好等特點,逐漸取代傳統(tǒng)鋼材橫擔應用于輸電線路的架設中。與復合絕緣子相比,復合絕緣橫擔在運行過程中更多地承受垂直于軸心方向的彎曲應力,以及風偏、導線的舞動等,會導致橫擔長期處在無規(guī)律的應力振動及擺動中,引起復合橫擔應力疲勞老化。此外,晝夜溫差或季節(jié)變化也會造成復合絕緣橫擔承受高低溫的循環(huán)作用。這些可能導致復合橫擔界面出現(xiàn)縫隙分層等老化現(xiàn)象,降低復合絕緣橫擔的使用壽命。眾所周知,復合絕緣橫擔存在硅橡膠護套和芯棒以及芯棒與芯棒內(nèi)部填充物兩種宏觀界面,硅橡膠護套和芯棒的界面問題國內(nèi)外已經(jīng)進行了大量卓有成效的研究。鑒于此,本文擬模擬復合絕緣橫擔的運行工況,對復合橫擔絕緣試樣進行機械應力、循環(huán)熱應力和電場應力作用的多因素人工加速老化試驗,進而借助泄漏電流、介質(zhì)損耗等宏觀特性測試以及掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等微觀特性測試技術,開展復合絕緣橫擔芯棒(FRP)與聚氨酯界面特性在多因素作用下的變化規(guī)律研究。研究成果有望為復合絕緣橫擔的界面特性評估及檢測提供一定的借鑒。首先,根據(jù)江蘇神馬電力股份有限公司提供的復合絕緣橫擔的實際工況和材料、尺寸等參數(shù),搭建了復合絕緣的實體模型,計算了復合絕緣橫擔的實際受力情況,得出了在本文試驗中試樣所加力的大小;利用所給尺寸參數(shù)在Solidworks軟件中構(gòu)建復合絕緣橫擔的真型模型,利用Comsol仿真分析軟件計算橫擔的電場分布情況,確定了試驗所需電壓大小;同時,參照IEC 62217-2012等標準,確定了試驗的溫度范圍�；谏鲜鲈囼瀰�(shù)研究成果,借鑒復合絕緣子老化平臺搭建標準,搭建了用于本課題研究的復合絕緣橫擔試樣多因素人工老化試驗平臺;根據(jù)復合絕緣橫擔界面特性測試項目,確定了試樣數(shù)量,設計了復合絕緣橫擔在機械應力、循環(huán)熱應力和電場應力作用下的老化試驗方案。通過對復合絕緣橫擔試樣老化后進行剝離功測試、水擴散試驗、泄漏電流測量和介質(zhì)損耗試驗,從宏觀上研究了FRP與聚氨酯界面在多因素老化下的變化情況;通過SEM和FTIR測試,從微觀上觀測了FRP與聚氨酯界面的微觀結(jié)構(gòu)和化學鍵的變化規(guī)律。得出以下結(jié)果:隨著老化時間的增加,剝離功越低,泄漏電流和介質(zhì)損耗越大,老化因素越多,介質(zhì)損耗越大,并且力的作用對老化界面的泄露電流和剝離功影響最顯著;SEM結(jié)果表明,隨著老化時間的增加,試樣界面分離越明顯,交變的力比恒力破壞更嚴重,FTIR測試結(jié)果表明,隨著老化時間的增加,界面處兩種材料的化學鍵變化十分明顯,大量化學鍵發(fā)生斷裂。分析結(jié)果表明多因素老化對界面特性影響更明顯,并且機械老化對界面破壞更嚴重。介質(zhì)損耗的測量和FTIR檢測對界面的特性反應更靈敏。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM216
【圖文】：

圖 1-1 復合絕緣橫擔受力簡圖 Hcos sin sin sin

本文編號：2735532