【摘要】：復(fù)合絕緣橫擔(dān)以其強(qiáng)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(diǎn),逐漸取代傳統(tǒng)鋼材橫擔(dān)應(yīng)用于輸電線路的架設(shè)中。與復(fù)合絕緣子相比,復(fù)合絕緣橫擔(dān)在運(yùn)行過程中更多地承受垂直于軸心方向的彎曲應(yīng)力,以及風(fēng)偏、導(dǎo)線的舞動等,會導(dǎo)致橫擔(dān)長期處在無規(guī)律的應(yīng)力振動及擺動中,引起復(fù)合橫擔(dān)應(yīng)力疲勞老化。此外,晝夜溫差或季節(jié)變化也會造成復(fù)合絕緣橫擔(dān)承受高低溫的循環(huán)作用。這些可能導(dǎo)致復(fù)合橫擔(dān)界面出現(xiàn)縫隙分層等老化現(xiàn)象,降低復(fù)合絕緣橫擔(dān)的使用壽命。眾所周知,復(fù)合絕緣橫擔(dān)存在硅橡膠護(hù)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(hù)套和芯棒的界面問題國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量卓有成效的研究。鑒于此,本文擬模擬復(fù)合絕緣橫擔(dān)的運(yùn)行工況,對復(fù)合橫擔(dān)絕緣試樣進(jìn)行機(jī)械應(yīng)力、循環(huán)熱應(yīng)力和電場應(yīng)力作用的多因素人工加速老化試驗,進(jìn)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(shù),開展復(fù)合絕緣橫擔(dān)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(fù)合絕緣橫擔(dān)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(fù)合絕緣橫擔(dān)的實(shí)際工況和材料、尺寸等參數(shù),搭建了復(fù)合絕緣的實(shí)體模型,計算了復(fù)合絕緣橫擔(dān)的實(shí)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(fù)合絕緣橫擔(dān)的真型模型,利用Comsol仿真分析軟件計算橫擔(dān)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(biāo)準(zhǔn),確定了試驗的溫度范圍。基于上述試驗參數(shù)研究成果,借鑒復(fù)合絕緣子老化平臺搭建標(biāo)準(zhǔn),搭建了用于本課題研究的復(fù)合絕緣橫擔(dān)試樣多因素人工老化試驗平臺;根據(jù)復(fù)合絕緣橫擔(dān)界面特性測試項目,確定了試樣數(shù)量,設(shè)計了復(fù)合絕緣橫擔(dān)在機(jī)械應(yīng)力、循環(huán)熱應(yīng)力和電場應(yīng)力作用下的老化試驗方案。通過對復(fù)合絕緣橫擔(dān)試樣老化后進(jìn)行剝離功測試、水?dāng)U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(xué)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(yán)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(xué)鍵變化十分明顯,大量化學(xué)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(jī)械老化對界面破壞更嚴(yán)重。介質(zhì)損耗的測量和FTIR檢測對界面的特性反應(yīng)更靈敏。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM216
【圖文】：

圖 1-1 復(fù)合絕緣橫擔(dān)受力簡圖 Hcos sin sin sin

本文編號：2735532