發(fā)布時間：2017-10-12 18:28

  本文關(guān)鍵詞：500kV緊湊型輸電線路V形復(fù)合絕緣子屈曲特性研究

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【摘要】：絕緣子是架空輸電線路中懸掛與支撐導(dǎo)線的電氣絕緣器件,對保障輸電線路安全運行起到至關(guān)重要的作用,復(fù)合絕緣子以其良好的防污閃性能,在電網(wǎng)運行中得到廣泛應(yīng)用。與此同時,其斷裂破壞故障也時有發(fā)生,造成輸電線路掉串、掉線事故,威脅著電網(wǎng)的安全運行。2010年,昌平—房山500kV緊湊型線路發(fā)生國內(nèi)首次有記錄的復(fù)合絕緣子屈曲失效斷裂事故,這與以往懸垂串、耐張串中絕緣子在軸向拉力作用下斷裂的破壞形式完全不同。因此,有必要對V形復(fù)合絕緣子串的屈曲力學(xué)特性進行深入研究,為其加工工藝改進和運行更換周期確定提供參考。本文通過ANSYS建模仿真,分別基于線性、非線性大變形理論對V串的屈曲變形情況及力學(xué)特性進行了研究。分析了線路走廊途徑區(qū)域的典型氣象條件,分別計算出V串懸掛點的水平和垂直外載荷,確定了極端氣象條件下的最大風(fēng)偏角度及其對V串受力的影響。介紹了復(fù)合絕緣子及其芯棒的生產(chǎn)工藝特點,基于Halpin-Tsai方程理論,在ANSYS環(huán)境中建立了玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂材料的有限元模型。分別用數(shù)值法、解析法求得復(fù)合芯棒的屈曲臨界載荷,對芯棒進行了非線性屈曲分析。對V串整體的屈曲失穩(wěn)變形情況進行了仿真模擬。結(jié)果表明：最大風(fēng)偏角大于V串夾角的一半,下風(fēng)向絕緣子在軸向壓力作用下發(fā)生屈曲變形；復(fù)合芯棒屈曲臨界載荷的數(shù)值解和解析解相差不超過0.2%,驗證了建模的有效性,第3階屈曲模態(tài)振型與實際變形情況比較接近；對V串整體失穩(wěn)變形的仿真模擬發(fā)現(xiàn),中間聯(lián)板偏轉(zhuǎn)角度對特征值、特征矢量的影響顯著。在國內(nèi)對V串屈曲變形的研究中,本文首次關(guān)注中間聯(lián)板偏轉(zhuǎn)角度對變形情況的影響,得到了與實際工況吻合的變形、應(yīng)力云圖�？梢栽诖嘶A(chǔ)上,開展進一步的研究,調(diào)整試驗思路,改進試驗設(shè)備。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合絕緣子 玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂 有限元 屈曲特性
【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】：2015
【分類號】：TM216;TM75
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外對復(fù)合絕緣子機械特性的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 國外研究進展10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究進展13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 V形復(fù)合絕緣子串的荷載計算18-26
• 2.1 V形復(fù)合絕緣子串的受力形式19
• 2.2 氣象條件選取19-22
• 2.2.1 原始資料20-21
• 2.2.2 計算風(fēng)速的確定21-22
• 2.2.3 覆冰厚度22
• 2.2.4 計算采用的氣象條件一覽表22
• 2.3 荷載大小的確定22-24
• 2.3.1 水平檔距及水平荷載22-23
• 2.3.2 垂直檔距及垂直荷載23
• 2.3.3 故障線路荷載大小23-24
• 2.4 彎曲試驗次數(shù)確定24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第3章 復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)及芯棒的力學(xué)性能26-32
• 3.1 復(fù)合絕緣子的技術(shù)優(yōu)勢26
• 3.2 復(fù)合絕緣子結(jié)構(gòu)26-27
• 3.3 復(fù)合絕緣子芯棒的材料特性27-31
• 3.3.1 玻璃纖維增強環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝及材料力學(xué)特性28-29
• 3.3.2 芯棒材料參數(shù)的轉(zhuǎn)化29-30
• 3.3.3 驗證轉(zhuǎn)化參數(shù)的正確性30-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第4章 復(fù)合絕緣子芯棒的屈曲特性32-40
• 4.1 屈曲臨界載荷數(shù)值解32-33
• 4.2 基于ANSYS的屈曲臨界載荷解析解33-36
• 4.2.1 基于各向同性假設(shè)的特征值屈曲特性34-35
• 4.2.2 基于正交各向異性材料的屈曲特性35-36
• 4.3 單根芯棒屈曲模態(tài)分析36-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 V形復(fù)合絕緣子串的屈曲特性40-46
• 5.1 建模條件41-42
• 5.2 V串屈曲變形仿真模擬42-45
• 5.3 本章小結(jié)45-46
• 第6章 結(jié)論與展望46-48
• 6.1 結(jié)論46-47
• 6.2 展望47-48
• 參考文獻48-52
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作52-53
• 致謝53

【參考文獻】

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本文編號：1020293