高压电瓷绝缘子水泥胶合剂应力松驰实验研究
高压电气设备的绝缘试验及新技术探究 王祥水
高压电气设备的绝缘试验及新技术探究王祥水摘要：高压电气设备的运行环境极其复杂，机械、化学等各项因素都会对其性能造成影响，在此过程中也使得原本起绝缘作用的材料被破坏，这时其自然无法起到保护设备的作用，因此必须进行绝缘试验，并运用色谱、电压分布及等多种方式加以检测。
此外，还应运用新的绝缘技术，如红外线等，进而避免电气设备的质量受损。
关键词：高压电气设备；绝缘试验；新技术引言如果电气设备外部的绝缘材料被损坏，则会导致设备性能严重受损，进而使得整个电气系统的正常运行受到影响。
为了避免出现此类问题，必须进行绝缘试验，掌握设备的绝缘特性，并做好相应的防护措施，本文就对此问题进行了具体分析。
一、预防性试验预防性试验可分为破坏与否两种不同的形式，具体来说，在进行非破坏试验的过程中必须确保电压较低，此时才能对泄漏电流及电阻等各项参数进行测量，进而明确设备的状态，目前该试验方法的应用较为普遍，其实效性也较为显著，可了解设备的耐电强度。
另外，在进行破坏性试验的过程中需要对设备进行加压处理，该方法要求较高且具有一定的危险性，但其对设备有无缺陷极为敏感。
在测量过程中的要点在于支流及交流两种不同状态下的耐压情况。
该试验方法尽管测量结果较为准确，但可能会使设备受损，因此在应用过程中需要加以注意。
此外，这两种方法并非单一进行，而是应该按照相应的顺序依次进行试验，具体来说，应遵循先非破坏性后破坏性的基本顺序，目的在于防止出现击穿现象。
以变压器的检测为例，如果在试验过程中发现设备受潮现象较为严重，则必须尽快进行干燥处理，只有在确保设备干燥度达标的情况下才能进入破坏性试验的环节，否则就会发生击穿故障，同时还会使设备中原本存在的故障越发严重，进而演变为更为严重的安全事故。
二、绝缘试验意义电气设备的运行环境较为复杂，容易受到外界因素的干扰，为了避免设备质量受损，进而出现故障，必须通过绝缘体加以保护。
但绝缘材料的性能并非固定不变，无论其以何种形式存在，都会在理化方面发生改变，进而导致绝缘材料的机械及电气两方面的性能受到影响。
高压瓷瓶支柱绝缘子有限元应力分析及安全性评定
高压瓷瓶支柱绝缘子有限元应力分析及安全性评定第卷第3期2006年6月四川电力技术SchuanEl~tricPowerTw.hndogyVd.29.No.3A.-2006高压瓷瓶支柱绝缘子有限元应力分析及安全性评定周松.陈本荣.张宏雁.肖宏博(1.四川电力试验研究院,四川成都610072;2.宜宾发电总厂,四川宜宾644600)摘要:以高压瓷瓶支柱绝缘子为研究对象,采用ABAQUS有限元软件进行三雏有限元局部分析,分析了整体结构在自重,安装偏差,温度变化,风栽以厦短路电流栽荷作用下的应力分布,为支柱绝缘子的安全性评定提供了科学的依据.关键词:支柱绝缘子;三维有限元局部分析;变形;应力;安全性评定Ad:3一Dfinitedementlocalanaly胄i8isdoneforHVporcelainpostinsulatorbyABAQUSfiniteelementsoftware.The8t1"~8 distributionofone—piece81aa.1ctu~u/lderdeadwei,erectiondeviation,temperaturechllllg~,wiIldloadandsho rt—cizeuitedloadisanaly2ed,whichprovldmthescientificbasisforsecurity舶艇s8lIle]呲ofpostinsulator. Keywordstpostinsulator;3一Dfinitedementlocalanalysis;deformation;stress~securityassessment中图分类号:TM21文献标识码:A文章编号:1003—6954(20o6)o3—0032—04支柱绝缘子的安全可靠与否对电网安全,经济,稳定运行至关重要.但由于支柱绝缘子的质量,运行,检修,检测手段及水平的差异,常常发现不了设备的缺陷和隐患,从而导致支柱绝缘子损坏,造成设备损坏甚至人身伤害事故,使变电站部分或者全部停电,这不仅给国家造成巨大的经济损失,同时在社会上也造成了不良的影响.1支柱绝缘子破坏原因的定性分析1.1支柱绝缘子事故的特征分析支柱绝缘子事故电压等级分析如表1所列.表1按电压等级统计分布表(kv)电压等级66110220330500合计数最781o12042.3388从发生事故的支柱绝缘子的地区分布来分析如表2所列.裹2按地区统计分布表地区东北华北西北华东华中南方合计折断4o2822132114138开裂153291761917241其它0500229合计1936239194233388从断裂的部位特征来分析,断裂部位多数是接地32?器下节支柱绝缘子的下法兰处瓷体,少数为下节支柱绝缘子的上法兰瓷体.1.2传统设计校核方法的不足工程设计时一般以母线短路状态下,作用在支柱绝缘子端部的最大弯矩来校验抗弯强度.但是目前采用这种设计校核的绝缘子断裂的事故却屡屡发生,其断裂的原因有:①设计校核时对支柱绝缘子位置选择的不完善.在设计中选择的是中间的支柱绝缘子,但是在实际中,由于绝缘子所受的载荷有扭矩, 最先开始断裂的往往不是中间的支柱绝缘子,而是两边的支柱绝缘子.②关于管母托架受风压影响的问题.设计中未考虑托架所受的风压,与实际情况相差较大.③关于微地形和微气象条件下的风压问题. 有的变电站在地势较高的风口位置,相应地风压较一般地面也应增大2o%5o%,因此,设计中的风速和风压应在气象部门提供的数据上再适当增加.④关于支柱绝缘子在计算中的风速取值问题.设计风速取为定值(15—n/8),国内部分专家认为此风速取设计最大风速较为合理.⑤关于安全系数的取值问题. 设计计算中安全系数取值为1.67,但考虑到支柱绝缘子材料脆性较大,建议将安全系数提高到2.0.1.3支柱绝缘子断裂的其它原因1)生产工艺和检测手段的限制.绝缘子的缺陷和隐患如裂纹,夹渣,夹层,深烧,气孔等都在法兰里面,在应力作用下产生裂纹并且扩展,具有较大的隐蔽性.2)胶装质量问题.法兰口里边无胶装剂或胶装第29卷第3期2OO6年6月四川电力技术Sidm~aElectricPowerTedInd0,.29.No.3Air..20O6剂量不足,易造成瓷柱和法兰之间无可靠连接,存在很大间隙.其次是胶装采用滚花压槽工艺,会使凹凸纹处和沟槽处应力集中,导致瓷件内微裂纹逐渐扩展,造成瓷件断裂.3)托架管母和金具配套问题.由于管母刚度不够,可能造成管母绕度过大超过设计规定,导致管母和金具形成紧固定状态,使其受到的弯曲负荷超过其能承受的强度而断裂.4)水泥的膨胀应力.瓷瓶胶装水泥中的氧化镁,三氧化硫,氧化甲含量超标,遇水后产生化学反应,造成体积膨胀,膨胀受约束产生应力,这也成为瓷件产生开裂的原因.5)温差引起的应力.尤其东北地区昼夜温差大,因铸铁法兰和高压支柱绝缘子的膨胀系数不同.瓷件会受到局部剪切负荷,有时会足以使瓷件开裂甚至断裂.6)冰冻应力.因绝缘子胶装部位空洞存水或是胶装剂致密度差,冬季进水后结冰,产生极大的冰冻应力.7)电气事故.中国现行标准对变电站设备污秽设计的原则是由爬电比距法确定,而实际运行的污秽等级往往又高于设计值,易发生大面积污闪.综上所述,高压支柱瓷绝缘子在几种应力的共同作用下,在绝缘子的法兰口内产生很大的应力,并且有剪切应力的性质,使绝缘子进入亚裂纹扩展状态. 当绝缘子两端应力超过其额定应力的80%以上时, 由于受法兰的束缚,应力无处释放,集中向本来就有缺陷的绝缘子端部释放.而那些具有夹渣,夹层,深烧,气孔,微裂纹等缺陷容易产生应力集中,导致裂纹产生并且扩展,最后使绝缘子断裂.2管型母线和支柱绝缘子整体结构的有限元分析2.1管型母线和支柱绝缘子有限元模型的建立某变电站输电线分为A,B,C三相,相间距离为3 m,母线为管形截面,外直径为120rfgrl,内直径为110 mm;管母通过管母托架与支柱绝缘子相连,管母托架长2400rfgrl,截面为T形截面,支柱绝缘子为ZSW 220/6—3型支柱绝缘子,其高度为2350rfgrl,截面为圆形,有效截面直径为142mm,支柱绝缘子沿母线方向的跨距为13111.将绝缘子从左到右进行编号,分为l—l2号绝缘子,并建立了有限元模型.2.2载荷工况及边界条件计算中主要考虑以下载荷工况.2.2.1结构自重2.2.2风栽按l0级风计算,最大风速28.4m/s,计算基本风压o=0.5041kN/,作用在结构高度处的风压为:××/2,o其中为管母线风载体型系数,根据规定:当o×d2≤0.002时,取1.2当o×d2≥0.015时,取0.7这里,o×d=0.504l×0.1=0.005041,us=1.083.风压由高度变化系数确定:对B类地形:由=().～,取=9.254m,得=0.976'=Us××1,O0=1.083×0.976×0.504l=0.5328kN/m2管母线单位长度上受到的风压力:g=×d=0.419×1o3×0.1=53.28N/m作用在管母线托架上的风压:=Us××1,O0=1.0×0.9755×0.5041=0.492kN/m2托架的高H=0.112917,所以风对托架单位长度的压力为:g×H=0.492×0.112917×lo3=55.55N/m与管母线上的风载计算一样,作用在支柱绝缘子的线压力分别为:g=73.36N/m2.2.3短路电动力短路电流为125A,管母线单位长度的电动力为;2,d=1.76×9.8=1.76××0.58×9.8=521.32.2.4安装位置偏差文中主要考虑ll和l2号支柱绝缘子在2和3方向的安装偏差.偏差的大小假设分别为10rfgrl,20 rfgrl,30rfgrl,40rfgrl和50rfgrlo2.2.5温度栽荷工作中主要考虑温度差为5c【=,l0c【=,l5c【=,20c【=和25c【=时温度变化支柱绝缘子中的应力水平. 33?第29卷第3期2006年6月四川电力技术SichuanElectricPowerTechnologyVl01.29.No.3Apr.-211O62.3单元选择殛网格划分整体分析时可以简化为空间梁结构,采用空间线性梁单元模拟管母线和支柱绝缘子.划分网格时一般应考虑如下一些原则:①网格数量;②网格疏密;③单元阶次;④网格质量.2.4有限元计算结果及分析2.4.1自重作用下的应力从结构在自重作用下的Mises应力分布图得知,在自重作用下的最大Mises应力出现在l2号支柱绝缘子下端,其大小为2.44MPa.由于支柱绝缘子的许用应力为35MPa,而支柱绝缘子在自重作用下的最大应力只有2.44MPa,所以在仅考虑重力作用时,支柱绝缘子完全是安全的.2.4.2安装位置偏差引起的应力表311号支柱绝缘半2方向安装偏差的影响安装偏差(mm)一10—20—30—40—50最大Mises应力(MPa)2.652.863.073.283.49表411号支柱绝缘子3方向安装偏差的影响安装偏差(mm)1020304050最大Mises应力(MPa)2:652.862.502.552.60表512号支柱绝缘半2方向安装偏差的影响安装偏差(mm)1020304050最大Mises应力(MPa)2.242.863.063.273.48裹612号支柱绝缘子3方向安装偏差的影响安装偏差(mm)1020304050最大Mises应力(MPa)2.452.472.502.542.60表3和4分别列出了ll号支柱绝缘子2和3方向安装偏差时,所有支柱绝缘子的最大Mises应力. 表5和6分别列出了l2号支柱绝缘子2和3方向安装偏差时,所有支柱绝缘子的最大Mises应力.最大应力出现在l2号绝缘子下法兰处.综合考查上面的数据,l2号支柱绝缘子在2方向安装偏差为50唧时的Mises应力最大,其值为3.48MPa,小于支柱绝缘子的许用应力35MPa,所以当支柱绝缘子的安装偏差不超过50ran1时是安全的.2.4.3温度变化引起的应力表7则为温度对支柱绝缘子应力的影响.计算结果表明,温度变化越大,所引起的支柱绝缘子的应3_4?力就越大,当温度降低25℃时,最大Mises应力为33.27MPa,出现在l号支柱绝缘子下端,略小于支柱绝缘子的许用应力,支柱绝缘子在这种情况下是危险的.而在中国部分地区昼夜温差还要大于25℃,因此温度变化应该是引起支柱绝缘子破坏的主要原因之一.表7温度变化对支柱绝缘子应力的影响温度变化510152025—-5—-10—-15—-20—-25(℃)最大M-岫.7.73l4.12加.5l26.9l33.306.9513.5320.1126.6933.27应力(h)2.4.4风栽引起的应力在风载作用下的最大Mises应力出现在l2号支柱绝缘子下端,其大小为3.54MPa,小于支柱绝缘子的许用应力.因此在整体分析中支柱绝缘子在所给定的风载作用下是安全的.2.4.5短路电流引起的应力在短路时的最大Mises应力达到25.11MPa,最大应力出现在12号绝缘子下端,1号绝缘子的下端的应力比较大,为24.94MPa.两端最大应力也超出了支柱绝缘子的许用应力,所以两端的支柱绝缘子发生了破坏.而中间的支柱绝缘子仍然是安全的,由此可以说明传统的设计方法存在问题.3支柱绝缘子局部三维有限元分析3.1支柱绝缘子三维有限元模型的建立3.1.1分析对象的选择计算分析的结构中使用的是ZSW220/6—3型支柱绝缘子,整个绝缘子由两根直径142mm,最大伞径260嗍,高1150l硼的绝缘柱两端胶装在金属法兰内连接而成的.3.1.2网格的划分划分绝缘柱的单元大小为37n-flxl,金属法兰的单元大小为23n瑚,整个结构被划分为22484个单元, 共44657个节点.3.2有限元计算结果及分析3.2.1自重工况下的计算结果该结构的最大Mises应力为lO.08MPa,出现在顶部法兰上,而瓷瓶绝缘柱上的最大应力为3.83 MPa,出现在下绝缘柱从下面数起第一伞群根部.由第29卷第3期20O6年6月四川电力技术SichumElectricPovmrTechnologyV o1.29tNo.3Apt.t2OO6于其应力远小于材料的破坏极限,支柱绝缘子在重力作用下是安全的.3.2.2安装位置偏差工况下的计算结果从整体分析结果可以看到,当安装偏差在50mm以内,l2号支柱绝缘子2方向安装偏差为50mm时所引起的支柱绝缘子的应力最大,所以对这种工况进行局部分析.最大Mises应力为14.45MPa,出现在顶部法兰上,而瓷瓶绝缘柱上的最大Mises应力为5.29MPa,出现在下绝缘拄从下面数起第一伞群根部.所以整个变电站在50mm以内的安装偏差以内是安全的. 3.2.3温差工况下的计算结果从整体分析可知,当温度升高25℃时绝缘子的Mises应力最大,这里给出这种工况下的局部分析结果. 最大Mises应力为46.96MPa,出现在下绝缘柱从下面数起第一伞群根部,超过了绝缘子的许用应力.绝缘子将发生破坏.整体分析时,温度升高25℃的最大Mises应力并没有超过许用应力(35MPa),而在局部分析中却超过了这个值,这主要是伞群根部应力集中所致.最大Mises应力为38.01MPa,出现在下绝缘柱从下面数起第一伞群根部.该应力值仍然超过了许用应力,说明绝缘子仍不安全.3.2.4风栽工况下的计算结果风载工况下支柱绝缘子最大Mises应力为10.23 MPa,出现在顶部法兰上.而瓷瓶绝缘柱上的最大应力为8.98MPa.出现在下绝缘柱从下面数起第一伞群根部.可见绝缘子在风载作用下是安全的.3.2.5短路电流工况下的计算结果短路电流工况下支柱绝缘子最大Mises应力为88.41MPa.出现在顶部法兰上.而瓷瓶绝缘柱上的最大应力为59.26MPa,出现在下绝缘柱从下面数起第一伞群根部.而且在最大应力附近的应力值也超过了瓷瓶绝缘子的许用应力,所以在电路发生短路时, 支柱绝缘子将发生破坏.4结论以某变电站高压瓷瓶支柱绝缘子为研究对象,采用国际商用有限元软件ABAQUS首先建立了管型母线和支柱绝缘子整体结构的空间梁单元有限元模型, 分析了整体结构在自重,安装偏差,温度变化,风载以及短路电流载荷作用下的变形和应力分布,进而对各种工况下最危险绝缘子进行了三维有限元局部分析, 得到了支柱绝缘子在各种工况下应力的最大值及其出现的位置,为支柱绝缘子的安全性评估提供了科学的依据.具体得出以下结论:①在仅考虑自重时,该变电站支柱绝缘子是安全的.②当风速小于28.4m/s时.风载作用下的最大应力小于支柱绝缘子的许用应力.该变电站的支柱绝缘子是安全的.③考虑温差影响时,当温度升高小于2o℃时,支柱绝缘子最大应力在许用应力以内.该变电站支柱绝缘子是安全的;当温度降低15℃以内时也是安全的,如果温度升高超过了2o℃,降低超过了15cc,最大应力超过了支柱绝缘子的许用应力,绝缘子强度不够,可能发生破坏.④当支柱绝缘子的安装位置横向偏差小于50 mm时,该变电站的支柱绝缘子是安全的.⑤考虑短路电动力作用时,绝缘子的应力超过了许用应力,支柱绝缘子将发生破坏.根据以上的研究结果可知,温度和短路电动力可能是导致高压瓷瓶支柱绝缘子破坏的主要原因.参考文献[1]靳宝丰,魏光大,方云桥(译).绝缘子[M].机械工业出版社.199o.3:38—43.[2]西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].第一册, 第一版.北京:水利电力出版社,1989.[3]李样锐.220kV配电装置采用管母设计的改进[J].东北电力技术,1994(1).(收稿日期:2005—12一lO)(上接第28页)主要方向是以电力电子逆变技术为核心,设计研发无源和有源的混合系统,开发出性能更为优良的无功补偿装置.目前,没有无源设备(大电感,电容)的纯电力电子无功补偿装置,如DSTAT- COM技术在实用化过程中存在一些问题:结构复杂,控制难度大,制造与维修不便,成本较高等.根据国情,此类装置的实用化仍需要较长时间.TIER (TransformerbasedThyristorControlledReactor)电抗器保持了高速响应的特点,同时谐波小,损耗低,表现出显着的技术优越性.初步研究表明,与传统TCR相比.无论从结构上还是从技术上都更为简单,可靠性更高,制造成本也大大降低,因此具有很大的应用前景.(收稿日期12006—03一lO)5?。
瓷绝缘子等静压工艺控制要点浅析
电瓷生产的浇釉和浸釉工艺会使坯体折断或坯体内 渗入水分过多造成开裂， 所以等静压瓷绝缘子的上 釉均采用喷釉工艺， 经过特殊处理的釉浆喷到加热 后的坯体上， 水分快速蒸发， 釉层牢固地附着在坯 体上。喷釉一般采用手工操作， 对操作工的技能要 求较高， 各部位的厚薄要掌握好， 喷釉过厚， 水分 渗入坯体会造成开裂； 喷釉太薄， 釉层无法完全覆 盖坯体， 烧成后形成花釉。 ２．７ 烧成
收稿日期： ２００７－ ０６－ ２６
作者简介： 郭志军（ １９７０－ ） ， 男， 湖北应城人， 工程师， 主要从事高压电瓷技术研究工作。
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２００７年第 ５ 期
瓷绝缘子等静压工艺控制要点浅析
（ 总第 ２１９ 期）
１ 国内瓷绝缘子等静压生产现状
１９８８年， 西安西电高压电瓷有限责任公司从瑞 典引进国内第一条等静压棒形支柱绝缘子生产线， 当 时 的 主 要 设 备 如 ＡＳＥＡ 公 司 的 冷 等 静 压 机 、 ＤＯＲＳＴ 的喷雾干燥塔、德国干法修坯机 、 美 国 贝 克莱抽屉窑等均是世界知名公司生产， 国内的制造 水平无法满足要求， 难以大面积推广。经过十多年 的消化和吸收， 关键是等静压机、数控修坯机、高 速喷嘴抽屉窑及相关配套设备和技术的国产化， 使 国内等静压瓷绝缘子的生产技术得到了很大的发 展， 一些条件较好的厂家也都建成了等静压支柱绝 缘子生产线。近几年来， 除西安西电高压电瓷有限 责任公司外， 如唐山高压电瓷有限公司、河南省红 星电瓷厂、浙江电瓷厂有限责任公司、抚顺电瓷制 造有限公司等通过技术改造， 陆续建成了等静压瓷 绝缘子生产线， 新进入的中材高新和抚顺高科也建 成了等静压瓷绝缘子生产线并投入了生产， 电力建 设部门要求 ２２０ ｋＶ 及以上电压等级的棒形支柱瓷 绝缘子使用等静压工艺生产， 等静压棒形支柱绝缘 子市场呈现供不应求的局面， 还有一些厂家正在积 极准备或正在建设等静压生产线， 已有等静压生产 线的厂家也在通过扩建或新建生产线等方式扩大生 产规模， 满足市场需求。
高压电瓷绝缘水泥胶合剂材料抗压强度与线膨胀系数测定
ｅ ： ＋ｋ 一 ） 一 ［ ＋ｋ 一 ］ ＝ ｎ （ ： ｎ （ 风）
＝
ｃ
一
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维普资讯
一
３ — ２
由 此 可 得 ＝ ＋
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２０ ０２年
第 ４卷 ２
第 ｌ２ 、 期
Ａ ｔ一
＝
某 电 瓷 厂 提 供 的 高 压 电 瓷 绝 缘 子 水 泥 胶 合 剂 材料进行 抗 压强 度 实验 和线膨 胀 系 数测 定 。 并 对 实 验 结 果 进 行 分 析讨 论 。
２ 材 料 与 方 法
．
【 ＋ｋ Ｂ ｄ （ｍ一照）
式 中
一 敏 感 栅 的 电 阻 温 度 系 数 Ｂ— — 试 样 的 线 膨 胀 系 数 ， 随 — 敏感 栅 的线 膨 胀 系 数 —
实验 材 料 为某 电 瓷厂 提 供 的 配 制 好 的 高 压 电瓷绝缘 子水 泥 胶合 剂材 料 ， 材 料 加 工 将 成 高 ２ ｒ 直 径 １ｒｍ 的 试 样 １ ５ ｍ， ａ ５ ａ Ｏ个 压缩 实验 设备 为 长春 试验 机研 究所生 产 的 Ｃ Ｓ １ ） 子 万 能 试 验 机 ， 荷 由 载 荷 Ｓ ４４ ｃ 电 ＿ Ｘ 载 传 感 器传 递 ， 载荷传感 器最 大 量 程 ２ Ｎ 使 用 ｋ， 量 程 ２＿ 位 移 由光 电 编 码 器 传 递 。 ｋ Ｎ， 线 嘭 胀 系 数 测 定 采 用 应 变 电 测 量 的 方 法 ， 试 仪 器 为 Ｙ —２型 静 态 电 阻 应 变 仪 、 测 ＪＮ 温 控 仪 和环 境 温 箱
４ ±０ ∞ ２ ２ ６ ± ３ ６ ４ Ｓ
位移｛ ｍｍ｝
０ ３ ±Ｏ １ ７ 仃７
４ 线 膨 胀 系数 测 定
电瓷快速胶装水泥及其应用要点
申自强，贺庆（江西百新电瓷电气有限公司，江西萍乡，337200）电瓷快速胶装水泥及其应用要点摘要:文章首先介绍了电瓷快速胶装水泥性能试验的基本情况,然后再通过实验分析得出电瓷快速胶装水泥在棒形电瓷产品生产中的三个应用要点。
关键词:电瓷快速胶装水泥;普通硅酸盐水泥;电瓷胶合中图分类号:TU525文献标志码:A 文章编号:1671-9344(2019)01-0031-01作者简介：申自强（1985—），男，汉族，河南新乡人。
电瓷产品由绝缘子元件、金属附件构成，其胶合剂多采用普通水泥、硫磺石墨、环氧树脂等。
然而目前诸多电网应用的高电压棒形产品的机械强度要求较高，普通水泥、硫磺石墨、环氧树脂等胶合剂并不能满足其强度及生产效率要求。
本文着重论述一种高强度、快硬化的硫铝酸盐水泥，以此来解决普通材料所存在的问题。
1电瓷快速胶装水泥性能试验2018年6月，笔者对电瓷快速胶装水泥进行性能试验，使用石英砂（粗粒）以及牟平砂（细粒）对胶合剂进行配置，同时和目前市面上使用的普通硅酸盐水泥性能进行比较。
电瓷快速胶装水泥和普通硅酸盐水泥的配比为：电瓷快速胶装水泥（水泥∶砂∶水∶添加剂=1∶0.5∶0.26∶0.01）；普通硅酸盐水泥（水泥∶砂∶水=1∶0.5∶0.29）。
其中电瓷快速胶装水泥通过小型普通混凝土搅拌机进行搅拌，搅拌时间为10min ，然后测试其塌落度、流动度与凝结时间，并将其放入磨具中干燥、硬结成细条，4h 后对电瓷快速胶装水泥进行养护。
普通硅酸盐水泥采用相同的搅拌方法和成型方法，在1d 后开始养护。
电瓷快速胶装水泥、普通硅酸盐水泥在养护2d 后，开始测试二者在不同时间段的强度。
在温度为21℃的情况下，电瓷快速胶装水泥和普通硅酸盐水泥的流动度、凝结时间为：①电瓷快速胶装水泥（拌和石英砂），原始流动度为330mm ，40min 后衰减流动度为300mm ，初凝时间为99min ，终凝时间为140min ；②电瓷快速胶装水泥（拌和牟平砂），原始流动度为330mm ，40min后衰减流动度300mm ，初凝时间为80min ，终凝时间为129min ；③普通硅酸盐水泥（拌和牟平砂），原始流动度为250mm ，40min后衰减流动度为240mm ，初凝时间为235min ，终凝时间为290min 。
高压电瓷绝缘子水泥胶合剂材料抗压强度与线膨胀系数测定
高压电瓷绝缘子水泥胶合剂材料抗压强度与线膨胀系数测定高压电瓷绝缘子水泥胶合剂材料的抗压强度和线膨胀系数，听起来有点复杂，对吧？别担心，咱们今天就来聊聊这玩意儿，轻松一点儿，别紧张。
大家知道电瓷绝缘子吧？就是那些在电线杆上，像小卫士一样守护电流的家伙。
它们的工作可不是闹着玩的，得承受住各种天气、温度变化，还有来自电流的压力。
为了能让这些瓷绝缘子更靠谱，水泥胶合剂就成了大英雄。
说到水泥胶合剂，咱们可能就想到了家里那包水泥，混合点沙子、石子，再加点水，就成了那个灰扑扑的“粘合剂”。
可这水泥胶合剂可不简单哦，特别是针对高压电瓷绝缘子的，得有着超高的抗压强度。
不然，要是碰上个大风天，瓷绝缘子一歪，电线就有可能“失控”，那可就得麻烦了。
所以，研究抗压强度的重要性可想而知。
简单来说，就是要确保它能“顶住”住压力，不让电流跑了。
再说说线膨胀系数，听上去像个高深莫测的物理名词，其实就是材料在温度变化时，长短变化的程度。
想象一下，夏天晒太阳，铁轨会热胀冷缩，到了冬天就又缩回去。
绝缘子的材料如果线膨胀系数不合适，夏天热得时候，绝缘子变得“胖胖”的，冬天冷得时候又变得“瘦瘦”的，这样来来回回，就容易产生裂纹，搞得电力系统不稳定。
可不是开玩笑，影响可大了。
咱们得讲讲怎么测这些性能。
抗压强度的测定可得用到专门的设备，像是那种“大铁块”，把样品放进去，然后施加压力。
看看它能顶住多少，最后就能算出抗压强度了。
测线膨胀系数就简单点，取个样品，把它放在温度变化的环境中，测量它在不同温度下的长度变化。
这样，就能得出它的线膨胀系数。
听起来没啥复杂的，其实得细心，任何小差错可都是“大事”。
好啦，说了这么多，这些试验可不是简单的“来吧，给我个结果”。
得准备好多材料、仪器，还得有专业的团队来操作。
每一步都要谨慎，生怕搞错了。
要是实验结果出来，数据都靠谱，那就像中大奖一样，兴奋得不得了。
毕竟，这可是关乎电力安全的大事，不能马虎。
想说的是，虽然高压电瓷绝缘子水泥胶合剂听起来很专业，但它们的应用真的是无处不在。
一种早强绝缘子水泥胶合剂[发明专利]
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510026176.9(22)申请日 2015.01.19C04B 28/04(2006.01)C04B 14/06(2006.01)(71)申请人武汉金磊珂建材科技有限公司地址430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路210号博文花园1-3-302申请人新八建设集团有限公司(72)发明人陈友治 陈雍雍 孙涛 韩卫卫孙冕 崔静恩 闫革 凌刚赖松林 沈志勇(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102代理人唐万荣 刘洋(54)发明名称一种早强绝缘子水泥胶合剂(57)摘要本发明公开了一种早强绝缘子水泥胶合剂。
由以下质量百分比的原料组成：P·O52.5硅酸盐水泥30％-40％，砂子35％-50％，减水剂0.4％-1.0％，混合矿物掺合料5％-15％，水9％-15％；所述混合矿物掺合料含有活性硅粉；所述活性硅粉为火山灰沉积所生成的硅质岩石经粉磨和分级处理而得到的粉末制品，平均粒径d＝1.53μm ；其余的组分为矿渣微粉、粉煤灰的一种或两种。
本发明水泥胶合剂具有较高的流动度，同时具有一定的粘聚性，方便工人胶装，提高了胶装的效率和质量，从根本上保证了水泥胶合剂的操作性能。
同时，还拥有早期强度高、后期发展强度高的特性，能够使电瓷胶装用水泥胶合剂具有优良的综合性能。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页(10)申请公布号CN 104671725 A (43)申请公布日2015.06.03C N 104671725A1.一种早强绝缘子水泥胶合剂，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：P·O52.5硅酸盐水泥30％-40％砂子35％-45％减水剂0.4％-1.0％混合矿物掺合料5％-15％水9％-15％；所述混合矿物掺合料含有活性硅粉；所述活性硅粉为火山灰沉积所生成的硅质岩石经粉磨和分级处理而得到的粉末制品，平均粒径d＝1.53μm；混合矿物掺合料中其余的组分为矿渣微粉、粉煤灰的一种或两种；所述绝缘子水泥胶合剂标准养护7天，抗折强度达到11.5MPa以上，抗压强达到度105MPa以上；40℃高温恒湿养护24小时，抗折强度达到9.6MPa以上，抗压强度达到97.6MPa以上。
瓷绝缘子水泥胶合剂的改进及耐冻融循环性能试验
瓷绝缘子水泥胶合剂的改进及耐冻融循环性能试验摘要：本文通过ADVA152减水剂，DARA-VAIR110引气剂和硅粉，改进了瓷绝缘子水泥粘合剂的传统配方，制备了改良的水泥粘合剂样品并将其应用于瓷绝缘子样品中，然后通过试验测试了这些样品在冻融循环后各方面的性能，结果发现，本文中对水泥胶合剂的改进能够提升瓷绝缘子在冻融环境下各方面的性能。
关键词：瓷绝缘子；水泥胶合剂；性能试验1引言目前来看，我国在对于瓷绝缘子性能标准的规定中要求交流线路中瓷绝缘子的性能试验中的温差应大于70K，同时在承受60%—65%的机械破坏的环境下，在－40±5℃-40±5℃的温度环境下进行四次循环试验，每次试验不得少于24小时，尤其是在－40±5℃和40±5℃的节点温度环境下连续进行时间不得少于4小时。
从我国东北部分地区的气象资料来看，冬季气温低于-50℃的天气并不少见。
因此，按照当前瓷绝缘子性能标准的相关规定是无法满足生产实践需求的。
瓷绝缘子在输电线路中需要不断承受千伏以上的电压，如果其内部存在缺陷，在使用过程中就会发生击穿事故。
因此，有必要对瓷绝缘子胶合剂的配方进行改进，以适应高寒地区复杂的温度环境。
2水泥胶合剂配方的改进对水泥胶合剂的配方进行改进，其目的是增强其在极端高低温环境中的性能：首先，通过ADVA152高效减水剂替换胶合剂传统配方中的减水剂,在保障胶合剂本身的和易性的基础上，使得胶合剂的含水量和水灰比变得更低，使得胶合剂在极端高低温环境中的强度变化更小。
其次，对水泥材料的灰砂比进行改善，使得水化过程中的热量降低。
在配方中添加一定量的DARA－VAIR110引气剂和硅粉对胶合剂的内部结构进行改善，使得胶合剂的孔隙率和膨胀程度得以降低。
最后，提高胶合剂传统配方中石英砂的质量，对石英砂的大小要求进行调整，提高胶合剂内部强度，水泥选用高强度52.5R硅酸盐水泥。
2试验分析2.1胶合剂耐冻融循环能力试验及分析按照传统胶合剂的配方和改进后的配方分别制作2组40×40×260mm规格的胶合剂试块。
高压复合绝缘子用GFRP材料吸湿特性及湿应力分布数值模拟
高压复合绝缘子用GFRP材料吸湿特性及湿应力分布数值模拟侯思祖;钟正;刘云鹏;耿江海【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2022(37)4【摘要】在我国南方长期高温高湿环境下,外界水分逐渐侵入复合绝缘子芯棒内部,会造成芯棒酥朽劣化甚至会使整支绝缘子断裂,因此准确模拟及分析水分入侵过程对于解决此类问题至关重要。
该文仿真计算外界环境温度分别为10℃、20℃和30℃,相对湿度为90%下高压复合绝缘子用玻璃纤维增强环氧树脂(GFRP)材料的瞬态吸湿扩散过程及材料内部的湿应力变化情况。
结果显示,水分在GFRP材料内部的扩散过程满足Fick定律,且吸湿扩散率和饱和吸湿率均随环境温度的升高而有所增大;在GFRP材料内部纤维分布密集处和纤维-基体界面处存在较大的湿应力和湿失配应力,且其与吸湿量正相关。
当饱和吸湿率在0.008%~0.4%时,材料内部最大湿应力可达到48.07~66.06MPa。
进一步研究分析得出,材料内部吸湿和脱湿周期性循环且湿应力水平较高的情况下,易产生微裂纹、微孔洞、纤维-基体界面脱粘开裂等缺陷,并进一步促进材料的吸湿。
该文将计算值与已有文献中的试验值进行比较,相对误差在±5%以内,验证了模型的合理性和计算结果的正确性。
研究结论对揭示复合绝缘子芯棒酥朽断裂机理、提高复合绝缘子使用寿命具有重要的参考价值。
【总页数】10页(P1010-1019)【作者】侯思祖;钟正;刘云鹏;耿江海【作者单位】华北电力大学河北省电力网联网技术重点实验室;保定毅格通信自动化有限公司;华北电力大学河北省输变电安全防御重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TM216【相关文献】1.基于材料物性参数时变特性的复合材料层合板固化残余应变应力数值模拟2.三维编织碳纤维/环氧复合材料的吸湿特性及外应力的影响3.钨基复合材料内部应力场分布的数值模拟分析4.复合绝缘子局部微间隙对电场分布影响的有限元数值模拟及分析5.GFRP复合材料与砖界面粘结性能的数值模拟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
复杂应力—应变情况下橡胶介电常数松弛的研究
复杂应力—应变情况下橡胶介电常数松弛的研究
Д.,ВИ;江畹兰
【期刊名称】《橡胶译丛》
【年(卷),期】1996(000)006
【摘要】复杂应力－应变情况下橡胶介电常数松弛的研究ДырдаВ．И．等著江畹兰摘译以前我们曾研究过在静态变形下棱柱体橡胶原件的介电常数（ε）和介电损耗正切角（ｔｇδ）的松弛（１）。
在这种相对“简单”受力作用下，元件的侧面和端面发生凸起，从而使这种应力－应变...
【总页数】2页(P357-358)
【作者】Д.,ВИ;江畹兰
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.72
【相关文献】
1.压弯复杂应力下焊趾局部应力-应变研究 [J], 刘慧;严仁军;张新宇;徐琳
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量工 作
但 高 压 电 瓷 绝 缘 子 胶 合 剂 的 粘
０２Ｎ， 力 达 到 １１３ ａ时 使 应 变 保 持 恒 ．ｋ 应 ．１ＭＰ 定 ， 力 随 时 间 改 变 不 断 下 降 。 计 算 机 程 序 应 设 定 从 时 间 ｔ ） 始采 集 数 据 ， ０．ｓ 集 （ 开 ０ 每 ６采
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试验技术 与试验 机
２０ 年 ０２
一
１Ｔ ０ Ａ自动控 制 电子万 能试验 机 ， 载荷 由载
Ｇ￡ ｛ （ ： ）Fra bibliotek荷 传 感 器 传 递 ， 荷 传 感 器 最 大 量 程 为 载 １０ Ｎ， 用 量 程 为 １Ｎ， 移 通 过 装 在 机 器 ０ｋ 使 ｋ 位 丝杠 上的光 电编码 器传递 该机 具有 自动控 制应 力 、 变增加速 度 和使 应力 、 变保 持恒 应 应 定的功 能将 实验 数 据输 入 给 计算 机 ， 达到 设
一
弹性 力 学 性 质 未 见 报 道 ， 于 工 程 实 际 的 需 鉴
要 ， 者对 某 电 瓷 子 配 制 的 高 压 电 瓷 绝 缘 子 作 胶 合 剂 进 行 应 力 松 弛 实 验 研 究 ， 出 了 高 压 得 电 瓷 绝 缘 子胶 合 剂材 料 的 应力 松 弛 数 据 和 曲 线 ， 出 了其 应 力 松 弛 与 时 间 的 变 化 规 律 ， 得 对 实验结 果进行 分析讨论 。
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３ — ０
２０ ０９ ＿年
第 ４ ２卷
第 】２期 、
试 验 技 术 与 试 验 机
高 压 电 瓷 绝 缘 子 水 泥 胶 合 剂 应 力 松 弛 实 验 研 究
延 边大 学 吉林大学 崔 文柏 马 洪 顺
摘 要
垒 桂 一
本 文 报 道 了对 高压 电 瓷 绝 缘 子 胶 合 剂 应 力 松 弛 实 验 的站 果 。 得 出 了应 力 松 弛 实验 数 据 和 曲 线 。得 出 了应 力 一时 间 变 化 规 律 。 实 验 结 果 表 明 ， 高压 电 瓷 绝缘 子 胶 合 剂 为 粘 弹 性 材 料 。
２ 材 料 与 方 法
个数 据 ， 集 ｌ 采 ０次 ， 后 每 １ ｓ 集 一 个 之 ０ 采
数据 ． 采集 ４ ０次 ； 之后 每 Ｉ 采 集 一 个 数 据 ， Ｎｓ
采集 ５ ｏ次 ， 采集 １０个 数 据 ， 时 ７０ｓ 共 ０ 历 ２０ 。达 到设 定时 间 后 打 印 机 自动 打 印 出 实 验 数 据 和 曲线 。６个 试 样 的 应 力 松 弛 原 始 数 据 经 计 算 机 拟 台后 见 图 ｌ 个 试 样 的 归 一 化 应 力 松 弛 。６ 函数 曲线 经 计 算 机 拟 合 后 见 图 ２ 。
松 弛 曲线 往 往 是 以 对 数 关 系 变 化 的 ， 因
此设 ：
实 验 材 料 为 某 电 瓷 厂 提 供 的 配 制 好 的 高
压电 瓷绝缘子 水泥胶台 剂材料 。将 材料加工 成 高 ２ｍｍ， 径 为 １ｉｎ的 试 样 ６个 。 ５ 直 ５ｒ ａ
压 缩 应 力 松 弛 实 验 装 置 为 日本 岛 津 Ａ Ｇ
子 的机 械 强 度 、 构 分 析 等 国 内 学 者 做 了 大 结
应 力 松 弛 实 验 是研 究 材 料 粘 弹性 力 学 性 质 的 重 要 方 法 。通 过 应 力 松 弛 实 验 可 以 得 出 在 常 应变 作用 下 应 力 一时 间变 化 规 律 。 取 高 压 电 瓷 绝 缘 子 水 泥 胶 台 剂 材 料 试 样
井 对 实验 结 果 进 行 分析 讨 论 。
１ 前 言
定的时 间后 计算 机 自动输 出实 验 数 据 和 曲
线： ３ 应 力 松 弛 实 验
高 压 电 瓷绝 缘 子 广 泛 应 用 于 电力 系 统 的
电 站 和 变 电 所 ， 电 力 工 业 发 展 中 不 可 缺 少 是
的 重 要 元 件 长 期 以来 绝 缘 子 电 瓷 的 研 究 都 是 围绕 提 高 性 能 ， 别 是 机 械 强 度 ， 讨 合 理 特 探 的结 构 参 数 进 行 的 。 电 瓷 绝 缘 子 由 瓷 件 、 铁 帽 、 脚 杆 经 水 泥 胶 合 而 成 。 由 于 绝 缘 子 钢 工作 环 境 以 应 用 于 露 天 环 境 。在 不 同季 节 气 候条 件 下 ， 吹 、 淋 、 风 雨 日晒 、 雪 覆 盖 等 。因 冰 此 ， 压 电瓷 绝 缘 子 在 使 用 过 程 中 发 生 瓷 柱 高 断裂 、 合 部 分 开 裂 等 现 象 。 高 压 电 子 绝 缘 胶
６个 进 行 应 力 松 弛 实 验 。 将 试 样 的 原 始 尺 寸
输 人到控 制机 器 的计算 机 内。将 试样 置 于试 验 机工 作 台上 ， 试样 上 端 与 试 验 机 压 头 接 触 。 本 实 验 以 ２ ％ ／ ｉ 应 变 增 加 速 度 对 试 样 ０ ｒｎ的 ａ
施 加 常 应 变 ， 应 变 达 到 ０ １ ％ ， 荷 达 到 当 ６ 载
第 ４卷 ２
第 ｌ２期 、
持 面进行 喷沙处 理 。
经试验 检验 ， 此种夹具 ， 杆径越大 ， 其夹持
的摩 擦 力 越 大 ，０ ￣的试 验 机 ， 以 相应 规 格 ２１ ｄ 配
，Ｉ ＿＿， ｒ ｌ
的夹具 ， 就可以解决 ３ ～１ ＇ ｒ ｍｌ ６ ｒ ｎｎ的拉挤 玻璃纤
维 增强 塑 料 杆拉 伸性能 的测 试 问题 。 图 ３所 示 的 图象 就 是 Ｄ＝６ｍ ｒｎ的 拉 挤 玻 璃 纤 维 增 强 塑 料杆 拉 伸 性 能 的 测 试 情 况 ：