接地导体密封圈在盆式绝缘子中的应用

采用接地导体密封圈替代传统绝缘橡胶密封圈,以提高现有盆式绝缘子的运行安全裕度,减少局部放电发生。仿真结果表明:无金属法兰和无屏蔽内环的盆式绝缘子在采用接地导体密封圈后,密封圈与SF_6的界面处最大电场降低了35%左右;带有金属法兰和带有部分屏蔽内环的盆式绝缘子在采用接地密封圈后,绝缘子法兰与环氧树脂浇注体间的气隙最大电场强度降低了47%左右。试验验证了该方案的有效性和可行性。     

基于SolidWorks和ANSYS的盆式绝缘子设计与分析

介绍了高压开关中重要的绝缘部件之一盆式绝缘子的设计与分析过程：使用SolidWorks软件进行三维建模,然后通过ANSYS Workbench对模型进行受力分析,在结构设计符合要求的情况下,还需运用ANSYS进行电场计算,分析模型的绝缘性能,最终达到结构设计合理和电场分布优异的效果。最后又通过试验对设计出来的盆式绝缘子进行考核,满足设计和使用要求,提高了设计和开发新产品的效率。     

GIS盆式绝缘子表面污秽模态分析检测方法研究

为探究气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)盆式绝缘子振动模态与表面污秽状况之间的关联关系,采用模态分析方法对盆式绝缘子表面污秽状况进行了检测分析。通过三维有限元软件进行了数值仿真,研究了污秽质量、面积、位置、材料特性对盆式绝缘子模态特性的影响,并在220kV GIS模型上进行盆式绝缘子的模态试验,对其表面污秽状况检测技术进行了相关研究。研究结果表明:污秽质量是影响盆式绝缘子模态特性的关键因素,污秽面积、位置、材料特性对其模态特性的影响较小;当盆式绝缘子表面污秽质量增加时,相关系数会明显减小,在2 000～3 000Hz信号频段,污秽累加值显著增加,2 000～4 000 Hz信号频段内污秽指数明显增大。本文的研究结果为GIS盆式绝缘子表面污秽状况的带电检测提供了一种可现场实施的方法。     

GIS盆式绝缘子耐压局部放电试验设备的研究与应用

盆式绝缘子是六氟化硫封闭式组合电器（GIS）的重要部件，为保证其在产品中的可靠性，除了制造盆式绝缘子比较注意沿面放电距离的电气可靠性之外，更应当关心在工作电压长期作用下的绝缘可靠性。因此，应通过反复试验进行验证，研究并解决实验设备配置等问题，以达到其可靠性的要求。     

基于主动激励的GIS盆式绝缘子损伤检测

GIS(Gas Insulated Substation)盆式绝缘子广泛应用于电力系统,长时间使用会产生结构损伤.本文提出了一种基于Lamb波的主动激励盆式绝缘子损伤监测方法,研究了Lamb波激励信号产生、Lamb波响应信号拾取及处理方法,设计了监测系统并进行了实验研究.实验结果表明本文提出的方法可以监测出盆式绝缘子表面深度为1 mm的微小裂纹以及盆式绝缘子表面微小附着物.     

基于介电功能梯度材料的盆式绝缘子电场分布优化

为改善盆式绝缘子沿面电场分布,以径向介电常数分布为对象,提出了一种通过识别沿面最大场强位置反馈更新介电常数分布的全局优化算法,实现了介电功能梯度材料盆式绝缘子参数优化设计.通过APDL语言,实现MATLAB与ANSYS联合仿真,研究了步长大小、分层数量等参数对优化结果的影响.结果表明:随着步长减小,沿面场强分布随迭代次数的变化更加平滑,介电常数区间范围增大.分层数目越多,径向介电常数分布越平滑,高压端介电常数值越大,沿面电场分布波动越小,最大场强降低幅度越大,可达70.5%.盆式绝缘子场强集中区域从高、低电极和三结合点处往中间转移,上、下表面电场利用率均达到0.75以上.研究结果为盆式绝缘子优化设计提供了参考.     

绕丝式高压容器的进一步研究

本文是在以前进行过的二个绕丝式高压容器试制与爆破试验研究基础上,在制造（绕丝） 过程与屈伏压力以下的水压试验中,对所推得的有关计算钢丝予聚应力公式,绕丝筒内壁应 力公式及有轴向加强饭时筒体轴向强度计算公式等进行了实验校核;证明了理论公式的可靠 性及其误差,并且充分肯定了绕丝筒轴向加强饭结构的合理性,为大直径绕丝式高压容器的 工业生产提供了方向。为减少法　弯矩对与内筒朕接处焊缝的影响,木文提供了计算法　必 要长度的理论式。 为测定在水压试验时筒体内壁应力,对电阻应变丝的防水,绝缘、电线的引出及压力补 偿等问题取得了初步经验。     

基于连续非连续方法的铁路隧道衬砌承压能力分析

西南地区水文地质条件复杂,铁路隧道衬砌的抗水压能力在交通运输工程中受到广泛重视。当排水条件受限时,较高的外部水压可能导致衬砌开裂,这对隧道安全构成严重威胁。科学合理地评价衬砌抗水压能力对衬砌结构设计非常重要。文中结合理论分析和数值模拟,采用连续-非连续方法模拟不同水压条件下隧道衬砌的渐进破坏过程,分析衬砌结构位移、应力应变、界面破裂因子、界面破裂率等参数间的关系。最后,得到不同水压条件下衬砌界面破裂率和衬砌结构渐进破坏之间的关系,将隧道衬砌承压阶段分为安全阶段、相对安全阶段、临界失稳阶段和失稳阶段4个阶段,基于界面破裂率提出衬砌结构当前状态和承压能力评价方法。     

基于扩展二相杂交应力有限元法的两相材料界面裂纹断裂力学分析

实际应用过程中，由于复合材料界面两侧各相材料性能各异以及制造过程中存在的缺陷，在外载荷的作用下，界面处产生大量初始微裂纹进而扩展相交形成宏观裂纹最后扩展贯通导致结构失效。因此，对于界面裂纹的分析研究对优化复合材料，提高其应用性能及可靠性是十分重要的。本文提出了一种扩展二相杂交应力有限元法，通过构建包含边界裂纹、水平中心裂纹以及倾斜裂纹的两相材料的扩展二相杂交应力有限元单元模型对界面裂纹进行断裂力学分析。应用Lagrange乘子法将各个界面裂纹面面力为零边界条件和未断裂界面的面力连续条件引入修正余能泛函中，在每一相材料域内假设高阶多项式应力函数，充分考虑界面形状的影响，构建互作用应力函数，引入双材料界面裂纹裂尖附近奇异应力场函数。基于Fortran程序求解后得到单元应力场，采用最小二乘法计算了界面裂纹的应力强度因子。通过该方法得到的数值模拟结果和传统有限元分析的数值结果进行比较，验证该方法的有效性和准确性。     

变电站硬母线绝缘雷电冲击放电特性的试验研究

本文介绍了在华中工学院户外高压试验场对220千伏变电站硬母线对地绝缘进行的雷电冲击试验的结果。试验中对若干影响放电的因素作了分析比较,其中包括邻相的影响,母线端部的影响、屏蔽的作用的分析,单个绝缘子和多个绝缘子并联的比较,绝缘子型式的比较等,还对单柱式隔壁开关在实际安装条件下的50％放电电压作了测量。文中还对试验结果进行了分析说明,供设计硬母线变电站时参考。     

FRP抗剪加固混凝土梁中间裂缝的扩展过程

基于单剪试验模型,采用割线形式卸载的双线性剪切-滑移本构关系对FRP侧面黏贴抗剪加固混凝土梁的界面破坏过程进行了研究,详细分析了中间裂缝的扩展过程.首先依据裂缝两侧不同的黏结长度分布对裂缝进行详细分类,在此基础上绘制了详细的界面破坏流程图,推导得出了每一类裂缝每一阶段裂缝处的正应力和裂缝宽度的解析表达式,由此得到了界面破坏过程中裂缝处的正应力与裂缝宽度关系曲线,通过构造的有限元模型对文中的算例进行了数值模拟,验证了理论推导的准确性和可靠性.     

薄膜涂层材料的界面破坏准则

为了确定界面起裂位置及条件的评价方法,通过对引入假想界面裂纹的划痕实验的数值分析,讨论了界面的起裂位置.根据起裂位置的不同界面应力状态及相应的实验结果,提出了界面破坏的强度准则.实验和分析结果表明,在划痕实验中,起裂位置由最大界面剪应力决定,但起裂条件不仅与界面剪应力有关,而且与起裂位置处的界面压应力有关,界面压应力越大,导致界面起裂的界面剪应力也越大.该薄膜界面结合强度的评价准则,不受具体实验条件的影响,具有通用性.     

点支式单层和夹层玻璃板的疲劳性能试验

玻璃板在风荷载作用下易发生脆性疲劳破坏,研究其疲劳性能对实际玻璃幕墙设计有指导作用。该文对点支式单层和夹层玻璃板单元的足尺模型进行了高频疲劳试验。在幕墙规范和静载试验的基础上,确定了点支式玻璃的疲劳应力幅值,以大面中心主应力为控制应力制定出疲劳荷载取值,对单层和夹层2组玻璃模型进行了大面中心集中力单点加载疲劳试验。结果表明:在疲劳循环200万次后,试件及其连接均未出现断裂。在疲劳加载后的静载破坏试验中发现:2组玻璃的极限抗弯承载力几乎没有减弱。试验表明:工程中应用的单层和夹层点支式玻璃具有良好的抗疲劳性能。     

GW6-252型隔离开关操作绝缘子动态应变特性

针对高压隔离开关操作力矩过大引起支柱绝缘子断裂的问题,采用电阻应变测量技术对GW6-252型隔离开关操作绝缘子进行了动态应变测试,分析了三相绝缘子应变大小及分布特性,测试了隔离开关机构卡涩、合闸不到位、平衡弹簧故障情况下的绝缘子应变.结果表明:隔离开关动作过程中,操作绝缘子上节顶端承受扭转应力最大;三相连杆安装调试不当、传动和转动机构卡涩会导致绝缘子异常受力,其最大应力可达正常动作情况下的4.3倍,接近绝缘子的破坏应力.     

带电清扫机器人绝缘安全分析

针对高电压环境下，当电介质中掺杂有金属导体时，提出一种带电作业机器人绝缘安全距离的分析方法．对于金属导体引起的电场不规则畸变，采用有限元的方法计算场强以验证是否超出临界值．该方法应用于带电清扫绝缘子机器人的绝缘安全分析中，并通过了试验验证．     

浅析绝缘式铜质管形母线在变电所中的应用

分析了绝缘式铜管母线在变电所应用的必要性,对铜管母线与矩形母线和铝锰合金导体进行了比较,论述了绝缘式铜管母线的理论计算。     

界面多应力作用下乙丙橡胶的特性变化及破坏机理

为了深入研究电缆附件绝缘材料在电、热和机械等多种应力耦合作用下的破坏机理,以110 kV预制式电缆中间接头用三元乙丙橡胶为研究对象,搭建了模拟电缆附件绝缘界面应力作用状况的多应力耦合试验装置。对交联聚乙烯-乙丙橡胶界面中的橡胶试样施加不同的机械拉伸和电应力,应力作用不同时间后,采用显微观察、机械性能测量、体积电阻率及交联度测试、衰减全反射傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱等手段对试样进行了观察及测试。研究结果显示,乙丙橡胶表面分子中的部分原有基团在电应力作用下被破坏并氧化,生成—OH、C=O等氧化基团,机械拉伸应力对上述反应具有一定的协同促进作用,而机械性能、体积电阻率和交联度等反映材料体积特性的参数变化幅度不大。这表明,上述多应力耦合作用对乙丙橡胶的破坏主要停留在表面,并未深入体积内部,原因可能是乙丙橡胶材料中的大量添加物和填料暴露在表面后,阻挡了放电粒子和活性基团对试样内部的进一步破坏。     

胶结型深海能源土升温降压联合分解离散元分析

将一个新近提出的考虑温度-水压-力学综合影响的二维微观胶结模型引入离散元商业软件PFC2D中生成水合物胶结型能源土,通过在双轴试验过程中同时改变温度与反(水)压,在良好排水、排气的条件下模拟了被认为有较好开发前景的升温降压联合开采法,为探索可燃冰开采新方法提供参考.试验结果表明,偏应力小于净砂样破坏偏应力时,开采完成后土体未发生破坏;偏应力大于净砂样破坏偏应力时,开采完成后土体内会产生若干条未充分发展的剪切带;此外,对分解四个不同阶段的微观变量,如接触分布、平均纯转动速率及准静态速度场,进行了较为详细地分析.     

水力耦合作用下三维中空裂隙扩展模式与材料破坏强度的试验研究

采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,水力耦合下三维裂隙起裂扩展模式呈现低水压与高水压2种类型,水压升高对裂隙起裂、扩展具有显著的促进作用,并改变试件的破坏模式;随裂隙倾角增大,翼裂纹临界扩展长度逐渐减小,鱼鳍状裂纹的萌生时间呈后延趋势;水压对裂隙起裂应力和试件破坏强度的影响分别存在阈值,在达到阈值前,水压升高使起裂应力小幅度增大,而破坏强度逐渐降低;当水压超过阈值后,起裂应力与破坏强度均迅速降低;裂隙起裂应力和试件破坏强度均随裂隙倾角增大而呈先降低后升高的趋势,但起裂应力的变化幅度比破坏强度的变化幅度更大。     

固井封固系统初始作用力及其影响

结合建井过程和水泥浆的水化硬化过程对封固系统初始作用力进行分析。结果表明:固井作业完成时封固系统受到初始作用力的作用,初始作用力包括井眼附近地层承担的钻开井眼后重新分布的地应力、套管内部流体对套管的静液柱压力、一界面处水泥环对套管的挤压力及其反作用力、二界面处水泥环对地层的挤压力及其反作用力,作用在一界面处的初始作用力形成的初始应力稍小于地层孔隙压力;作用在二界面处的初始作用力形成的初始应力与地层孔隙压力相等;一、二界面处的初始作用力是水泥浆水化直至形成水泥石的过程中逐渐传递地层孔隙压力的结果。现场测量数据验证了一、二界面处初始作用力的存在。封固系统初始作用力的变化会对封固系统产生重要影响。