棒形支柱瓷絕緣子應(yīng)力分布的數(shù)值模擬及破壞機(jī)理分析.pdf

1、由于運(yùn)行年限的增長，我國500kV及以下級(jí)別電網(wǎng)中因棒形支柱絕緣子瓷件缺陷引發(fā)的電網(wǎng)事故近年來逐漸增多，造成經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)還危及人身安全。隨著我國超高壓、特高壓工程建設(shè)的推進(jìn)，棒形支柱瓷絕緣子的機(jī)械、電氣性能，尤其機(jī)械性能受到了更多研究者的關(guān)注。
　　 支柱瓷絕緣子掛網(wǎng)運(yùn)行時(shí)主要受到導(dǎo)線張力等垂直高度方向的負(fù)荷作用，因而對(duì)其力學(xué)性能的評(píng)價(jià)常用彎曲強(qiáng)度或彎曲破壞負(fù)荷來衡量。對(duì)于整柱瓷絕緣子，彎曲破壞試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)大，成本高，因而本文采用

2、數(shù)值模擬方法對(duì)支柱承受應(yīng)力及其分布規(guī)律進(jìn)行計(jì)算分析，研究整柱及支柱元件的力學(xué)特性，為真實(shí)、可靠地考核支柱承載能力提供一定的理論參考。本文涉及的計(jì)算以線彈性力學(xué)理論為基礎(chǔ)，重點(diǎn)探討缺陷對(duì)應(yīng)力場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)及分布的影響，得出主要結(jié)論如下:
　　 1.缺陷對(duì)瓷件應(yīng)力分布尤其是最大應(yīng)力分布可能產(chǎn)生重大影響，這與缺陷分布位置、尺寸及形狀有關(guān)，因而瓷件強(qiáng)度也會(huì)隨上述缺陷特征而變化。一般而言，位于瓷件拉應(yīng)力區(qū)的缺陷對(duì)瓷體強(qiáng)度下降的影響最大，下降程度主

3、要取決于缺陷處名義拉應(yīng)力大小。相同位置的缺陷，其尺寸和形狀變化也會(huì)對(duì)瓷體強(qiáng)度造成重要影響。
　　 2.基于本文建立的支柱瓷絕緣子有限元模型，分別對(duì)整柱與加裝延伸桿的絕緣子相同條件下的彎曲承載進(jìn)行仿真計(jì)算。結(jié)果表明，多數(shù)情況下后者承受的最大主應(yīng)力值大于前者，即加裝延伸桿試驗(yàn)所得支柱強(qiáng)度要低于整柱試驗(yàn)。
　　 3.支柱承載過程中軸向偏移一定角度時(shí)的裂紋前沿應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算結(jié)果表明:瓷件的破壞是Ⅰ型、Ⅱ型裂紋共同作用的結(jié)果。軸