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输电线路复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测作者：任俞蒲王少荣来源：《粘接》2024年第07期摘要：研究基于输电线路复荷绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测方法，明确复合绝缘子使用状态，使输电线路更好地进行电力传输。
以FXBW-110/120-22型复合绝缘子为例，通过单边核磁共振传感器发射的CPMG脉冲序列，测量复合绝缘子伞裙与护套粘接界面横向弛豫时间，并经CPMG回波衰减数据双指数函数拟合，得到复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度衰减曲线，从而完成对伞裙与护套粘接界面强度的预测。
实验结果表明，该方法利用横向弛豫时间进行复合绝缘子伞裙与护套粘接界面强度预测的灵敏度更高；在低温、高温环境、紫外线照射强度以及灰尘与泥土附着物含量增加的情况下，会导致复合绝缘子复合绝缘子等效横向弛豫时间降低，使伞裙与护套粘接界面强度衰减曲线衰减程度加大，降低伞裙护套粘接界面强度。
关键词：输电线路；复合绝缘子；绝缘子伞裙；绝缘子护套；粘接界面；强度预测中图分类号：TQ437+.6；TM216 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2024）07-0021-04Prediction of interface strength of composite insulatorumbrella skirt and sheath bonding of transmission linesREN Yupu1， WANG Shaorong2（1.University of Glasgow， Glasgow， Scotland， UK. G32；2.puyang City Green City middle schooll， Puyang 457000，Henan China）Abstract： Based on the method of predicting the interface strength of the composite insulator umbrella skirt and sheath bonding of the transmission line， the use state of the composite insulator is clarified， so that the transmission line can better carry out power transmission. Taking the FXBW-110/120-22 composite insulator as an example， the lateral relaxation time of the bonding interface between the umbrella skirt and the sheath of the composite insulator was measured using the CPMG pulse sequence emitted by a unilateral nuclear magnetic resonance sensor. The strength attenuation curve of the bonding interface between the umbrella skirt and the sheath of the composite insulator was obtained by fitting the CPMG echo attenuation data with a double exponential function， thus completing the prediction of the bonding interface strength between the umbrella skirt and the sheath. The experimental results showed that this method had higher sensitivity in predicting the bonding interface strength between composite insulator umbrella skirt and sheath using lateral relaxation time. Under the condition of low temperature and high temperature environment， increased UV radiation intensity and dust and soil adhesion contentthe equivalent lateral relaxation time of composite insulators will decrease， resulting in an increase in the attenuation degree of the strength attenuation curve of the umbrella skirt and sheath bonding interface， and a decrease in the strength of the umbrella skirt and sheath bonding interface.Key words： transmission lines；composite insulators；insulator umbrella skirt；insulator sheath；adhesive interface； strength prediction复合绝缘子由伞裙和护套2个主要部分组成［1］，而这2个部分之间的粘接界面强度直接影响到复合绝缘子的性能和使用寿命。
高电压技术 第３９卷第１期２０１３年１月３１日Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ ３１，２０１３覆冰地区交流输电线路复合绝缘子伞裙结构的电场分布优化蒋兴良，刘 毓，张志劲，胡建林，尹芳辉，向 泽（重庆大学电气工程学院暨输配电装备及国家系统安全与新技术国家重点实验室，重庆４０００３０）摘 要：复合绝缘子在我国２０多年的使用表明：与瓷和玻璃绝缘子相比，其防污闪性能优异，但防冰闪性能较差；伞裙结构是影响其冰闪电压的重要因素。
基于此，模拟实际输电线路运行中的复合绝缘子覆冰情况，选取数种伞裙结构的３５ｋＶ和１１０ｋＶ复合绝缘子进行了带运行电压覆冰试验。
试验表明，同电压等级、不同伞裙结构的复合绝缘子其冰闪电压差别很大。
根据试验数据进行了仿真计算，从电场角度分析了伞裙结构对冰闪电压的影响，计算结果与试验结果比较相符。
最后，对该２种电压等级的绝缘子伞裙结构分别进行了优化。
仿真分析表明，在相同覆冰条件下，优化后的绝缘子电场特性比优化前有了明显改善。
关键词：复合绝缘子；冰闪电压；带电覆冰；电场；伞裙结构；优化ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３－６５２０．２０１３．０１．０３０文章编号：１００３－６５２０（２０１３）０１－０２１０－０８基金资助项目：国家重点基础研究发展计划（９７３计划）（２００９ＣＢ７２４５０１）；国家自然科学基金（５１１０７１５１）。
Ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（９７３Ｐｒｏｇｒａｍ）（２００９ＣＢ７２４５０１），Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ（５１１０７１５１）．Ｓｈｅｄｓ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＣ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ Ｕｓｅｄ ｉｎＡＣ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｉｎｅｓ ａｔ Ｉｃｉｎｇ Ａｒｅａｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＪＩＡＮＧ Ｘｉｎｇｌｉａｎｇ，ＬＩＵ Ｙｕ，ＺＨＡＮＧ Ｚｈｉｊｉｎ，ＨＵ Ｊｉａｎｌｉｎ，ＹＩＮ Ｆａｎｇｈｕｉ，ＸＩＡＮＧ Ｚｅ（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ＆Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｎｄ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２０ｙｅａｒｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏｐｏｒｃｅｌａｉｎ ａｎｄ ｇｌａｓｓ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ，ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ，ｗｈｅｒｅａｓ ｉｔｓｉｃｉｎｇ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｐｏｏｒ．Ｓｈｅｄｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ’ｓ ｉｃｉｎｇｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ．Ｔｈｅｒｅｂｙ，ｗｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｉｃｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ａｃｔｕａｌｌｙ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓ，ａｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ ｉｃｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ３５ｋＶ ａｎｄ １１０ｋＶ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｅｄｓｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ，ｓｈｏｗｉｎｇ ｔｈａｔ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｅｘｉｓｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｃｉｎｇ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｖｏｌｔａｇｅｇｒａｄｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｈｅｄｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｃｅｄｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ，ｗｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｈｅｄｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｉｃｉｎｇ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｎｅｓ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｈｅｄｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｇｒａｄｅｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｉｃｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ；ｉｃｉｎｇ ｆｌａｓｈｏｖｅｒ ｖｏｌｔａｇｅ；ｅｎｅｒｇｉｚｅｄ ｉｃｉｎｇ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ；ｓｈｅｄｓ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ｏｐｔｉ－ｍｉｚａｔｉｏｎ０ 引言复合绝缘子具有良好的耐污闪性能，并且重量轻、强度高、耐污性好、运行维护方便［１－２］。
瓷绝缘子伞裙电位与电场分布仿真计算郑江彬（湖北省电力公司检修分公司直流运检中心湖北宜昌443000）【摘要】针对瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子，在绝缘子的伞裙处建立路径，采用ANSYS 电动势、电场强度仿真计算，求出伞裙处电动势、电场强度的分布。
计算结果显示，金具、伞裙交界面下沿侧2cm 处与伞裙最边沿处，电动势分布值最高；金具、伞裙正交界处与伞裙、金具交界下沿侧10cm 左右，电动势分布值最低，对污闪、不明闪络、干闪、湿闪提供某一定程度上的指导作用【关键词】ANSYS；电动势；电场引言瓷绝缘子是随着电力工业的兴起而首先发展起来的，距今已有100多年的历史。
瓷作为一种传统的无机绝缘材料，具有良好的绝缘性能、耐酸碱性、耐候性和耐热性，抗老化性好，具有足够电气和机械强度。
被广泛地应用于电力系统中，至今，同玻璃绝缘子、复合绝缘子相比，瓷绝缘子仍然是电力系统中使用最广泛的绝缘子。
且有运行经验表明，某些类型的瓷绝缘子在交流或直流线路上的实际使用寿命都超过了30 年[1]。
有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。
它是20 世纪50 年代首先在连续体力学领域中应用的一种有效的数值分析方法, 随后很快广泛地应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。
1. 目前ANSYS 分析绝缘子简述文献[2,3]对绝缘子的结构优化设计进行了初步的探讨,文献[4~8]通过不同方法对绝缘子、套管等高压元器件的电场、磁场分布进行各种数值计算，同时对不同方法的精度、优劣进行比较。
而仿真[4]和文献[9]证明可适当简化绝缘子建模仿真而不影响计算的整体精度。
文献[10~15]用ANSYS 分析了污秽对绝缘子的场强影响，或采用均压环改善绝缘子串上的电压均匀分布，并提出最优化均压环外径，高度等设计，或提出绝缘子头部形状及大小参数对绝缘子电场等电气性能的影响。
对以上文献总结发现，进行单个绝缘子的电场、电动势分析，进而探讨绝缘子表面某点位置电场、电动势大小及分配关系的相关文献比较少，而发生污闪、或不明闪络的机率与伞裙电场电动势分布有直接的关系，本文基于XP- 210 陶瓷绝缘子进行ANSYS电场、电动势浅析。
Q/GDS35kV ～330kV 交流架空线路用复合绝缘子使用技术条件（试行）甘肃省电力公司企业标准备案号：甘肃省电力公司生产技术部 发 布目录前言 (Ⅰ)1 范围 (Ⅱ)2 规范性引用文件 (1)3 术语 (1)4 一般技术要求 (3)5选择原则 (4)6检验规则 (7)7验收 (8)8包装和运输 (8)9安装 (8)10运行与维护 (8)11运行性能检测 (9)附录A（规范性附录）憎水性测量方法及判断准则 (11)前言本标准规定了应用于甘肃省电力公司电网用35kV～330kV交流架空线路复合绝缘子使用的一般技术要求、试验方法、运行检验、选择原则、检验规则、验收、包装、运输、安装、运行与维护和运行性能检测等。
本标准由甘肃省电力公司生产技术部提出并归口。
本标准由甘肃省电力公司生产技术部负责起草，兰州供电公司、白银供电公司、天水供电公司、定西供电公司、平凉供电公司、张掖供电公司参加起草。
本标准主要起草人：刘生琳张武高平高玉宝杨志荣李寿山金波等。
本标准由甘肃省电力公司生产技术部负责解释。
35kV～330kV交流架空线路用复合绝缘子使用技术条件1范围本标准规定了甘肃省电力公司电网用35kV～330kV交流架空线路复合绝缘子使用的一般技术要求、试验方法、运行检验、选择原则、检验规则、验收、包装、和运输、安装、运行与维护和运行性能检测。
本标准适用于35kV～330kV交流架空电力线路、发电厂、变电站的悬垂或耐张复合绝缘子（以下简称绝缘子）。
安装地点的海拔为3500米以下，环境温度在-40℃～+40℃之间。
本标准包括了有关按特定运行条件选择绝缘子的要求。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合（NEQ IEC 60071-1：1993）GB/T 52 硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定(EQV ISO 37:1994)GB/T 529 硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定（裤形、直角形和新月形试样）GB/T 775.2-2003 绝缘子试验方法第2部分:电气试验方法GB/T 1408.1 固体绝缘材料电气强度试验方法工频下的试验GB/T 1409-1988 固体绝缘材料在工频、音频、交频下相对介电系数和介质损耗因数的试验方法GB/T 1692 硫化橡胶绝缘电阻率测定GB/T 2900.5 电工术语绝缘固体、液体和气体（EQV IEC 60050（212）:1990）GB/T 2900.8 电工术语绝缘子（EQV IEC 60471）GB/T 2900.19 电工术语高压试验技术和绝缘配合GB/T 6553-1986 评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐漏电起痕性和耐电蚀损试验方法GB/T 13488 橡胶燃烧性能测定垂直燃烧法(NEQ IEC 60707:1981)GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分：一般试验要求（eqv IEC60060-1：1989）DL/T 620 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合GB/T 13936-1992 硫化橡胶与金属拉伸剪切强度测定方法DL/T 859-2003 高压交流系统用复合绝缘子人工污秽试验方法DL/T 864-2004 标称电压高于1000V交流架空线路用复合绝缘子使用导则GB/T19519-2004 标称电压高于1000V的交流架空线路用复合绝缘子——定义、试验方法及验收准则国家电网生技[2005]400号《国家电网公司十八项电网重点反事故措施》国家电网公司基建建管[2005]66号《关于国家电网公司输电线路典型设计工作会议纪要》3术语标准所用术语除符合本标准规定外，其余均应符合GB/T2900.5、GB/T2900.8和GB/T2900.19的规定。
伞裙结构对复合绝缘子直流冰闪特性影响的研究的开题报
告
一、研究背景
复合绝缘子广泛应用于输电线路，而在极寒环境下，线路上容易出现冰闪现象，从而影响输电质量和安全。
为了防止冰闪现象的发生，需要研究复合绝缘子在极寒环境下的性能，并加以改进。
伞裙结构是一种常用的复合绝缘子结构，它的结构和材料的选取都对绝缘子的性能有一定的影响。
因此，本研究旨在分析伞裙结构对复合绝缘子直流冰闪特性的影响，为提高绝缘子的性能提供参考。
二、研究内容
1. 复合绝缘子极寒环境下直流冰闪特性的研究
2. 伞裙结构的设计与模拟
3. 伞裙结构与绝缘子性能的关系分析
4. 实验验证与结果分析
三、研究意义
1. 提高复合绝缘子抗冰闪能力，保障输电线路质量和安全。
2. 为复合绝缘子的设计和优化提供理论和实验基础。
3. 提高我国在输电线路中的技术水平和竞争力。
四、研究方法
1. 复合绝缘子的直流试验，获取其在极寒环境下的冰闪特性。
2. 使用有限元分析方法设计和模拟伞裙结构。
3. 通过数值模拟和实验验证的方法，分析伞裙结构对复合绝缘子性能的影响。
4. 结合实验数据进行结果分析和讨论。
五、预期成果
1. 分析复合绝缘子在极寒环境下的直流冰闪特性。
2. 提出一种新的伞裙结构设计，并分析其性能。
3. 比较不同伞裙结构对复合绝缘子直流冰闪性能的影响，为设计和优化提供参考。
4. 发表高水平学术论文，推动相关领域的学术和技术进步。
交流复合绝缘子内部缺陷对电场分布的影响摘要：复合绝缘子的芯棒以及套路间的胶接界面贯通了绝缘子的两端，其是内绝缘中重要的组成部分。
文章主要是研究了复合绝缘子的芯棒断裂缺陷，分析内部缺陷的产生并进行了电场分析，结果表明水分的渗入导致发生局部放电，加速芯棒劣化，降低机械性能引发断裂。
关键字：复合绝缘子；内部缺陷；局部放电1前言大量的运行经验已证实复合绝缘子相对于瓷、玻璃绝缘子具有质量小、强度高、耐污闪性能强、维护方便等突出优点，我厂220kV升压站也更换了部分悬式复合绝缘子，运行情况较好。
但在电网运行中发现了由于芯棒断裂导致的十几起事故，高场强的长期作用会促进绝缘子护套、芯棒和金具等部位发生局部放电，内绝缘缺陷从外观上难以发现。
因此需要研究复合绝缘子内部缺陷对电场分布的影响，为复合绝缘子的维护和故障检测提供参考。
2复合绝缘子芯棒断裂缺陷分析复合绝缘子由芯棒、伞裙护套和连接金具组成，如图1所示。
其中芯棒材质为玻璃钢，用来提供绝缘子的机械性能，护套通过粘接剂连接于芯棒表面，起到保护芯棒的作用，连接金具位于复合绝缘子两端，起到将复合绝缘子与杆塔金具相连接的作用。
图12.1芯棒断口分析以某厂500kV复合绝缘子芯棒断裂事故为例，如图2所示。
图2该芯棒断口不整齐，明显区分于整齐如刀削断面的典型脆断现象，断口处芯棒仅30％～40％面积呈相对正常的乳白色，约60％～70％面积的芯棒外围呈深褐色。
而芯棒中心区域的纤维呈乳白色，断口的玻璃纤维颜色不同且外观不整齐，芯棒外围区域先发生蚀损破坏，当整体断裂发生时，拉力主要集中在芯棒中心区域，承力面积仅约为完好芯棒的35％，最终造成芯棒被完全拉断。
2.2绝缘子芯棒护套分析复合绝缘子高场强区的断裂与其护套与芯棒界面的粘接性能有关。
而粘接性能的优劣主要取决于两个因素：一是复合绝缘子本身的界面粘接质量，和偶联剂的材料、芯棒预处理方式及硫化工艺有关；二是导线端长期处于高场强可能对界面粘接的劣化起到一定的加速作用。
