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复合材料杆塔人工加速老化试验及其长期性能评估

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电工技术学报 2017年第19期32卷 212-219页

作者：方雅琪王力农李姗姗郭真萍武汉大学电气工程学院武汉430072 国网湖北省电力公司荆州供电公司荆州434007

复合材料杆塔在实际运行中受到高湿、高低温、紫外线、雨水和电场等多种因素的侵蚀老化,同时导线在风力作用下的振动也会造成杆塔应力疲劳老化。为全面评估复合材料杆塔的运行可靠性和耐老化特性,结合我国杆塔实际运行环境,在IEC 5 000 ... 详细信息

复合材料杆塔在实际运行中受到高湿、高低温、紫外线、雨水和电场等多种因素的侵蚀老化,同时导线在风力作用下的振动也会造成杆塔应力疲劳老化。为全面评估复合材料杆塔的运行可靠性和耐老化特性,结合我国杆塔实际运行环境,在IEC 5 000 h多因子老化试验方法的基础上进行改进,首次对复合材料杆塔开展人工加速老化试验,并通过在杆塔表面植入光纤光栅传感器实时监测杆塔应变。试验前,通过有限元力学仿真确定光纤光栅传感器在杆塔上的植入部位;试验中通过加装振动装置模拟风力对杆塔的影响。对杆塔应变数据进行分析,结果显示:紫外和高热高湿环境对杆塔应变有较大影响;经过5 000 h人工加速老化试验后,杆塔应变变化幅度小,杆塔未出现明显缺陷,表明复合材料杆塔可在户外长期运行。

关键词：复合材料杆塔多因子老化试验光纤光栅传感器应变

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复合材料杆塔及材料多因子老化特性

高电压技术 2016年第3期42卷 908-913页

作者：吴雄胡虔彭家顺柯锐何昌林国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司武汉430074

为了探索电力用复合材料的耐环境老化特性,借助多因子老化箱模拟自然环境下复合材料杆塔运行环境,观察杆塔材料模量变化和杆塔、横担表面光纤光栅应变变化,表征加速老化条件下改性聚氨酯(PU)/玻纤复合材料和相应杆塔耐老化特性。经历4 0... 详细信息

为了探索电力用复合材料的耐环境老化特性,借助多因子老化箱模拟自然环境下复合材料杆塔运行环境,观察杆塔材料模量变化和杆塔、横担表面光纤光栅应变变化,表征加速老化条件下改性聚氨酯(PU)/玻纤复合材料和相应杆塔耐老化特性。经历4 000 h多因子加速老化,PU和相应复合材料弯曲模量保留率都>90%,拉挤工艺的PU复合材料样品弯曲模量可高达95.8%;PU复合材料杆塔及横担制品最大位移处应变杆塔应变低于横担应变。实验结果表明PU复合材料杆塔及横担具备良好的抗环境老化性。

关键词：多因子老化复合材料杆塔改性聚氨酯光纤光栅横担

复合材料杆塔杆板连接点局部放电优化措施研究

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宁夏电力 2023年第4期 46-55页

作者：郝金鹏刘世涛杨凯伍弘何潇王羽国网宁夏电力有限公司电力科学研究院宁夏银川750011 国网宁夏电力有限公司宁夏银川750001 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

为改善复合材料杆塔上的杆板连接点在污秽条件下存在的局部放电现象,通过有限元仿真分析金属板连接点和复合板连接点的电流畸变情况,提出改进连接点电流密度分布的措施。并搭建红外观测、可见光、泄漏电流和电压的多参量人工污秽试验同... 详细信息

为改善复合材料杆塔上的杆板连接点在污秽条件下存在的局部放电现象,通过有限元仿真分析金属板连接点和复合板连接点的电流畸变情况,提出改进连接点电流密度分布的措施。并搭建红外观测、可见光、泄漏电流和电压的多参量人工污秽试验同步观测平台以验证优化措施的改善效果。试验表明改进后的并联圆形复合板和金属套连接形式可以有效降低复合板连接点和金属板连接点的电流密度畸变程度,进而抑制连接点的局部温升和干带形成。

关键词：复合材料杆塔杆板连接点红外温度局部放电优化措施

110kV双回线路格构式复合材料杆塔的污秽性能

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高电压技术 2015年第4期41卷 1320-1327页

作者：李志军陈维江姜文东王灿灿戴敏刘宗喜华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 中国电力科学研究院武汉430074 国家电网公司北京100031 国网浙江省电力公司杭州310007 国网浙江省电力公司丽水供电公司丽水323000 武汉大学电气工程学院武汉430072

为了呈现、阐释和解决110 k V双回线路格构式复合材料杆塔在污秽性能试验中塔头局部放电这种罕见的现象和问题,首先介绍了典型设计的110 k V双回线路格构式复合材料杆塔结构特点,开展了真型试验塔头的污秽性能试验,观察到在塔头的玻璃... 详细信息

为了呈现、阐释和解决110 k V双回线路格构式复合材料杆塔在污秽性能试验中塔头局部放电这种罕见的现象和问题,首先介绍了典型设计的110 k V双回线路格构式复合材料杆塔结构特点,开展了真型试验塔头的污秽性能试验,观察到在塔头的玻璃绝缘子钢帽、节点金属螺栓等金属节点处有显著的局部放电现象。然后仿真计算研究了试验塔头的电位和电场分布,结合试验塔头涂污、但不进行喷雾的工频耐压试验以及金属螺栓周围采取涂覆室温硫化硅橡胶(RTV)涂料(提升介质表面介电强度)防护措施后的污秽性能试验,分析获得了塔头金属节点局部放电的机理:在导线试验电压激励下,塔头电位分布不均匀,绝缘子串两端电位差约为49.7 k V,约占试验电压的50%;在污秽和水雾同时存在的污秽性能试验条件下,防污性能较差的玻璃绝缘子串上产生了强烈的污层局部放电和电流;这些污闪电流电荷在金属节点上聚集,导致金属节点电场强度增强,达到电晕放电起始电场强度,引起局部放电。即承受电压较高、防污性能较差的玻璃绝缘子串是导致局部放电的根本原因和源头。据此,提出了采用加均压环的耐污型复合绝缘子替换玻璃绝缘子串的推荐防护措施,试验表明,该措施能有效避免塔头发生局部放电,而且塔头污秽闪络电压可高达145 k V,具有足够的防污裕度。

关键词：双回线路复合材料杆塔格构式污秽性能污秽闪络电压局部放电

110kV双回线路格构式复合材料杆塔电气结构设计

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电网技术 2015年第2期39卷 536-542页

作者：李志军陈维江张彤戴敏姜文东王灿灿刘宗喜中国电力科学研究院湖北省武汉市430074 国家电网公司北京市西城区100031 浙江省电力设计院浙江省杭州市310012 国网浙江省电力公司浙江省杭州市310007 国网丽水供电公司浙江省丽水市323000 武汉大学电气工程学院湖北省武汉市430072

电气结构设计是110 k V格构式复合材料杆塔应用所关注的焦点问题,其重点在于如何提高防污和防雷性能。首先针对杆塔复合材料的绝缘特性进行了分类、分项测试,结果表明E型玻璃纤维增强型环氧树脂复合材料满足绝缘材料电阻特性要求,可用... 详细信息

电气结构设计是110 k V格构式复合材料杆塔应用所关注的焦点问题,其重点在于如何提高防污和防雷性能。首先针对杆塔复合材料的绝缘特性进行了分类、分项测试,结果表明E型玻璃纤维增强型环氧树脂复合材料满足绝缘材料电阻特性要求,可用于制作绝缘杆塔。结合考虑断线张力等因素,通过污秽试验和电场仿真计算,确定了横担采用格构式横担悬挂加装均压环的FXBW-35/70防污型复合绝缘子的防污设计,试验表明,其污耐压高达145 k V。杆塔防雷须采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的方案;针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。结合理论计算,获得了110 k V双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能,与同电压等级铁塔相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为20Ω条件下,杆塔的耐雷水平提高了94%,而雷击闪络跳闸率降低了82%。综上,110 kV双回线路格构式复合材料杆塔采用提出的电气结构设计,具有更好的防污和防雷性能。

关键词：复合材料杆塔污秽性能污耐压:接地引下方式雷电性能

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复合材料杆塔的研制应用与展望

玻璃钢／复合材料 2012年第S1期 301-306页

作者：张雄军北京玻钢院复合材料有限公司北京102101

本文主要分析了复合材料杆塔的应用形式,并介绍了复合材料杆塔在国内外的研制应用现状,最后对复合材料杆塔的发展前景进行了展望。

关键词：复合材料杆塔应用展望

110kV双回线路格构式复合材料杆塔雷电防护研究

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高电压技术 2015年第1期41卷 76-83页

作者：李志军陈维江姜文东王灿灿戴敏刘宗喜华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 中国电力科学研究院武汉430074 国家电网公司北京100031 国网浙江省电力公司杭州310007 国网浙江省丽水供电公司丽水323000 武汉大学电气工程学院武汉430072

应用复合材料杆塔需要经济的、适于杆塔材料和结构特点、并能有效提高杆塔雷电性能的雷电防护设计方案。为此,以110 kV线路杆塔为目标,首先从电气要求和经济成本方面考虑,提出了由复合材料塔头和金属角钢塔身组合而成"半绝缘结构格构式... 详细信息

应用复合材料杆塔需要经济的、适于杆塔材料和结构特点、并能有效提高杆塔雷电性能的雷电防护设计方案。为此,以110 kV线路杆塔为目标,首先从电气要求和经济成本方面考虑,提出了由复合材料塔头和金属角钢塔身组合而成"半绝缘结构格构式复合材料杆塔"的设计方案。针对该结构的复合材料杆塔,分析了避雷线和接地引下线的架设与否对线路雷电性能的影响,提出了杆塔应采用架设避雷线、且通过接地引下线逐塔接地的防雷方案。针对复合材料被电弧烧蚀后易失去绝缘性能和结构强度的特点,提出了沿导线方向在两回线路中心线上竖直架设引下的方式。然后,开展了复合材料真型塔头雷电冲击放电试验,确定了引下线离塔身距离和下相横担离金属塔身距离,以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过理论计算,获得了110 kV双回线路格构式复合材料杆塔的雷电性能。计算结果表明:与同电压等级铁塔雷电性能相比,复合材料杆塔雷电冲击绝缘强度提高了近1.14倍;在接地电阻为7Ω和20Ω条件下,杆塔的耐雷水平分别提高了81%和94%,雷击闪络跳闸率降低了71%和82%。

关键词：复合材料杆塔格构式接地引下方式雷电冲击绝缘强度耐雷水平雷击闪络跳闸率

35kV管型复合材料杆塔并联间隙防雷保护方案

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高电压技术 2016年第5期42卷 1511-1518页

作者：蓝磊陈子涵刘宗喜王羽戴敏李志军武汉大学电气工程学院武汉430072 中国电力科学研究院武汉430074

为了充分利用35 kV双回线路管型复合材料杆塔本身性能的优点,需设计合理的雷电防护方案。为此,针对雷害程度不同的地区,提出了2种并联间隙防雷保护方案,分别采取了接地引下线外置和内置的引下方式,并在复合绝缘子横担上设计制造了相应... 详细信息

为了充分利用35 kV双回线路管型复合材料杆塔本身性能的优点,需设计合理的雷电防护方案。为此,针对雷害程度不同的地区,提出了2种并联间隙防雷保护方案,分别采取了接地引下线外置和内置的引下方式,并在复合绝缘子横担上设计制造了相应的并联间隙装置。在2种并联间隙雷电防护方案下,对35 kV复合材料真型塔头进行了雷电冲击放电试验,确定了合适的并联间隙尺寸以及杆塔雷电冲击绝缘强度。通过规程法的计算分析结果表明,与同电压等级一般铁塔的防雷性能相比,2种方案下35 kV双回线路管型复合材料杆塔的雷电冲击绝缘强度分别提高了67%和125%,耐雷水平分别提高了58%和109%,雷击闪络跳闸率分别降低了31%和60%。研究结论可为35 kV复合材料杆塔的防雷设计提供参考和依据。

关键词：复合材料杆塔并联间隙接地引下方式雷电冲击绝缘强度耐雷水平雷击闪络跳闸率

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复合材料杆塔技术和应用现状

玻璃钢／复合材料 2014年第6期 76-82页

作者：柳伟钧张锦南王强华上海玻璃钢研究院有限公司上海201404

本文论述了玻璃钢/复合材料在输电线路杆塔中的应用及技术优势,介绍了当前国内外公司和研发机构对复合材料杆塔的研发情况,国内复合材料杆塔目前还处于开发和中试生产阶段,在应用上还处于挂线试用阶段。国内杆塔产品主要使用聚氨酯、环... 详细信息

本文论述了玻璃钢/复合材料在输电线路杆塔中的应用及技术优势,介绍了当前国内外公司和研发机构对复合材料杆塔的研发情况,国内复合材料杆塔目前还处于开发和中试生产阶段,在应用上还处于挂线试用阶段。国内杆塔产品主要使用聚氨酯、环氧树脂,增强材料使用E玻璃纤维,通过缠绕工艺进行生产。复合材料杆塔的性能测试包括基本材料性能、电气性能、老化性能的测试以及真型试验。

关键词：输电线线路复合材料杆塔技术优势应用现状性能要求