CN106057379B - 特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法，所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品包括绝缘子芯棒以及套设在所述绝缘子芯棒外侧的硅橡胶护套，所述硅橡胶护套与所述绝缘子芯棒连接，所述硅橡胶护套通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒形成，所述硅橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布。所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法，采用硅橡胶护套来等效模拟硅橡胶伞裙，硅橡胶护套与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，对整个复合支柱绝缘子的抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便、制造成本低，可降低试验费用、节省人力物力。

Description

特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法

技术领域

本发明涉及变电站设备技术领域，尤其涉及一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法。

背景技术

随着我国输变电工程向高压、超高压和特高压方向发展，交流变电站和直流换流站中装备了大量的关键变电设备——串补平台、平波电抗器、避雷器、隔离开关等。这些大型设备体积和质量大、造价高，而且安装了大量的支柱绝缘子。在地震中，支柱绝缘子的抗震性能将直接影响到与其相关的变电站如隔离开关、避雷器、平波电抗器等设备的性能。

传统的，在变电站中采用的支柱绝缘子多为陶瓷材料，陶瓷材料为脆性材料，其弹性模量较大，但是抗冲击性能和延性较差，一旦在内部形成微小裂纹，就容易在地震中造成脆性断裂破坏。近年来，复合支柱绝缘子因具有耐污性能好，重量轻，强度高，抗冲击性能好，不宜破碎等优点，开始逐渐被电力系统接受并投入使用。一般的，需要对复合支柱绝缘子的抗震性能进行研究，尤其是应用在一些高烈度地区时，需要对复合支柱绝缘子进行抗震试验，获取复合支柱绝缘子的抗震性能数据。复合支柱绝缘子包括绝缘子芯棒和硅橡胶伞裙，进行抗震试验时，需要制作符合试验要求的复合支柱绝缘子，复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙工艺制造复杂，造价高昂，增加了试验成本。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种制造方便、成本较低的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品及其质量模拟方法。

其技术方案如下：

一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，包括绝缘子芯棒以及套设在所述绝缘子芯棒外侧的硅橡胶护套，所述硅橡胶护套与所述绝缘子芯棒连接，所述硅橡胶护套通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒形成，所述硅橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布。

在其中一个实施例中，所述绝缘子芯棒的两端分别设有法兰，所述硅橡胶护套包括沿绝缘子芯棒轴向方向设置的第一护套和第二护套，所述第一护套远离第二护套的端部与所述绝缘子芯棒第一端的法兰之间预留有第一安装间隙，所述第一护套与第二护套之间预留有第二安装间隙，所述第二护套远离第一护套的端部与所述绝缘子芯棒第二端的法兰之间预留有第三安装间隙，所述第二安装间隙位于所述绝缘子芯棒的中部。

在其中一个实施例中，所述第一护套的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件，所述第二护套的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件，所述第一安装间隙处、第二安装间隙处以及第三安装间隙处均设有纵向固定组件，所述纵向固定组件用于纵向固定所述第一护套和第二护套。

在其中一个实施例中，所述第一固定件包括至少一根固定钢丝，所述第二固定件包括至少一根固定钢丝。

在其中一个实施例中，所述第一固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部，所述第二固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部。

在其中一个实施例中，所述纵向固定组件包括至少两块固定垫块以及用于环向固定所述固定垫块的第三固定件，至少两块固定垫块沿绝缘子芯棒的周向布置，位于第一安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第一端的法兰接触，另一端与第一护套的端部接触；位于第二安装间隙处的固定垫块的一端与第一护套的端部接触，另一端与第二护套的端部接触；位于第三安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第二端的法兰接触，另一端与第二护套的端部接触。

在其中一个实施例中，所述第三固定件包括至少一根固定钢丝，所述固定垫块为木质垫块。

在其中一个实施例中，所述第三固定件包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块沿绝缘子芯棒轴向方向的上部和下部，所述纵向固定组件包括四块固定垫块，四块固定垫块沿所述绝缘子芯棒的周向均匀布置。

一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的质量模拟方法，在绝缘子芯棒的外侧设置用于等效模拟复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙的硅橡胶护套；采用固定钢丝在环向方向上将硅橡胶护套固定在绝缘子芯棒外侧；采用纵向固定组件在纵向方向上将硅橡胶护套固定在绝缘子芯棒外侧。

在其中一个实施例中，绝缘子芯棒的两端和中部均预留安装间隙；每个安装间隙处均设有纵向固定组件，纵向固定组件包括纵向固定硅橡胶护套的木质垫块和将木质垫块固定在绝缘子芯棒上的固定钢丝。

本发明的有益效果在于：

复合支柱绝缘子的绝缘子芯棒与原有的硅橡胶伞裙一般是分离模式，绝缘子芯棒为主要受力构件，硅橡胶伞裙为附属结构，不起力学作用，其对力学性能的影响可简化为分布质量。上述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，在绝缘子芯棒的外侧设置均匀分布在其外壁上的硅橡胶护套，实际试验时，将硅橡胶护套的质量设置地与复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙质量相当，硅橡胶护套即能够等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，该特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品即可等效模拟现有的复合支柱绝缘子以进行抗震试验。所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，采用与硅橡胶伞裙制造材料相同的硅橡胶护套来等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套的模拟效果真实，与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，对整个复合支柱绝缘子的抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便、制造成本低，可降低试验费用、节省人力物力。

所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的质量模拟方法，采用硅橡胶护套来等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套通过固定钢丝与纵向固定组件进行固定，硅橡胶固定可靠，且固定钢丝与纵向固定组件对硅橡胶护套的整体质量的影响小，硅橡胶护套的模拟效果真实，硅橡胶护套与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，对整个复合支柱绝缘子的抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便、制造成本低，节省人力物力。

附图说明

图1为本发明实施例所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的局部剖开结构示意图；

图3为图2中A处的放大结构示意图。

附图标记说明：

10、绝缘子芯棒，20、硅橡胶护套，210、第一护套，220、第二护套，30、法兰，40、第一安装间隙，50、第二安装间隙，60、第三安装间隙，70、第一固定件，80、第二固定件，90、纵向固定组件，910、固定垫块，920、第三固定件。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1、图2所示，一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，包括绝缘子芯棒10以及套设在所述绝缘子芯棒10外侧的硅橡胶护套20，所述硅橡胶护套20与所述绝缘子芯棒10连接。所述硅橡胶护套20通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒10形成，为多层薄层膜状结构。所述硅橡胶护套20在所述绝缘子芯棒10的外壁上均匀分布。为了便于示意，图2中将绝缘子芯棒10外侧的硅橡胶护套20剖开1/4。

复合支柱绝缘子的绝缘子芯棒10与其上原有的硅橡胶伞裙一般是分离模式，绝缘子芯棒10为主要受力构件，硅橡胶伞裙为附属结构，不起力学作用，其对力学性能的影响可简化为分布质量。上述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，在绝缘子芯棒10的外侧设置均匀分布在其外壁上的硅橡胶护套20，实际需要对某一型号的复合支柱绝缘子进行抗震试验时，仅需将与该型号复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙质量相当的硅橡胶膜均匀缠绕在绝缘子芯棒10的外壁上，使硅橡胶护套20的质量与该型号复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙质量相当，硅橡胶护套20即能够等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，该特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品即可等效模拟现有的复合支柱绝缘子以进行抗震试验。其中，相当是指质量相同或大致相同。所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，采用与硅橡胶伞裙制造材料相同的硅橡胶护套20来等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套20的模拟效果真实，与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，对整个复合支柱绝缘子的抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便、制造成本低，节省人力物力。

进一步的，所述绝缘子芯棒10的两端分别设有法兰30，所述硅橡胶护套20包括沿绝缘子芯棒10轴向方向设置的第一护套210和第二护套220，所述第一护套210远离第二护套220的端部与所述绝缘子芯棒10第一端的法兰30之间预留有第一安装间隙40，所述第一护套210与第二护套220之间预留有第二安装间隙50，所述第二护套220远离第一护套210的端部与所述绝缘子芯棒10第二端的法兰30之间预留有第三安装间隙60，所述第二安装间隙50位于所述绝缘子芯棒10的中部。采用上述结构，所述绝缘子芯棒10的两个端部以及中部可分别预留一段安装间隙，进而便于测点设置、便于传感器的布置。与原有的复合支柱绝缘子结构相比，原有结构由于采用硅橡胶伞裙，使得绝缘子芯棒10没有暴露在外，而为满足试验精度的要求，试验中布置的测点需要直接与绝缘子芯棒10接触，这使得试验时要对硅橡胶伞裙重新加工，制造难度大、测点布置难度大，且价格昂贵，本实施例所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，结构简单、便于制造，可根据确定好的测定位置，预先留出安装间隙便于测点设置，极大地方便了测量系统的布置，传感器布置方便，有利于提高抗震试验的测量准确性。

所述第一护套210的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件70，所述第二护套220的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件80，所述第一安装间隙40处、第二安装间隙50处以及第三安装间隙60处均设有纵向固定组件90，所述纵向固定组件90用于纵向固定所述第一护套210和第二护套220。所述硅橡胶护套20通过第一固定件70、第二固定件80以及纵向固定组件90固定连接在绝缘子芯棒10的外壁上。第一固定件70、第二固定件80用于在环向方向上固定第一护套210、第二护套220，纵向固定组件90用于在纵向方向固定第一护套210、第二护套220，防止第一护套210与第二护套220滑落。在进行抗震试验中，所述硅橡胶护套20能够被可靠地固定在绝缘子芯棒10上，不易滑落，不会影响试验结果。

所述第一固定件70包括至少一根固定钢丝，所述第二固定件80包括至少一根固定钢丝。采用固定钢丝对第一护套210、第二护套220进行固定，固定可靠，能够有效防止第一护套210、第二护套220在抗震试验中脱落而影响试验结果。本实施例中，所述第一固定件70包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套210沿绝缘子芯棒10轴向方向的上部、中部和下部，所述第二固定件80包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套220沿绝缘子芯棒10轴向方向的上部、中部和下部。采用上述设置，在保证用于固定硅橡胶护套20的附加固定钢丝尽量少情况下，又能够将硅橡胶护套20稳固固定在绝缘子芯棒10上。

进一步的，如图2、图3所示，所述纵向固定组件90包括至少两块固定垫块910以及用于环向固定所述固定垫块910的第三固定件920，至少两块固定垫块910沿绝缘子芯棒10的周向布置，位于第一安装间隙40处的固定垫块910的一端与绝缘子芯棒10第一端的法兰30接触，另一端与第一护套210的端部接触；位于第二安装间隙50处的固定垫块910的一端与第一护套210的端部接触，另一端与第二护套220的端部接触；位于第三安装间隙60处的固定垫块910的一端与绝缘子芯棒10第二端的法兰30接触，另一端与第二护套220的端部接触。采用上述结构，位于第一安装间隙40处的固定垫块910、位于第二安装间隙50处的固定垫块910以及位于第三安装间隙60处的固定垫块910能够顶住第一护套210与第二护套220，进而有效防止第一护套210和第二护套220滑落，所述纵向固定组件90结构简单、制造方便，纵向固定效果好。

所述第三固定件920包括至少一根固定钢丝，所述固定垫块910为木质垫块。采用固定钢丝对固定垫块910进行环向固定，固定可靠。固定垫块910采用木质材料，相较于金属等其他材料，木质垫块重量轻，摩擦力大，对整个硅橡胶护套20的质量影响小，而又不易松动，能够有效固定硅橡胶护套20，此外，木质垫片也不易与金属材质的法兰30发生摩擦磨损。本实施例中，所述第三固定件920包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块910沿绝缘子芯棒10轴向方向的上部和下部。所述纵向固定组件90包括四块固定垫块910，四块固定垫块910沿所述绝缘子芯棒10的周向均匀布置，位于同一安装间隙处的固定垫块910相邻之间的夹角为90°。采用上述设置，在保证用于在纵向方向上固定硅橡胶护套20的附加固定钢丝、固定垫块910尽量少情况下，又能够将硅橡胶护套20稳固固定在绝缘子芯棒10上。

本实施例中，缠绕形成所述硅橡胶护套20的硅橡胶膜的厚度可以取6mm，所述固定钢丝的直径可以取2.642mm，所述固定垫块910可以采用长方体木块，其尺寸可以取100mm×50mm×20mm，符合试验需求。本实施例所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，运用硅橡胶护套20等效模拟复合支柱绝缘子原来的硅橡胶伞裙的质量，使用固定钢丝作为硅橡胶护套20的环向固定体系，采用木质垫块作为硅橡胶护套20的纵向固定体系，有效固定硅橡胶护套20，防止护套滑落。硅橡胶护套20、固定钢丝形成的径向固定体系以及木质垫块形成的纵向固定体系，这三个部分之间主次分明、传力明确，并且，在绝缘子芯棒10的两个端部和中部预留安装间隙以方便传感器的布置。实际设计中，需要对某一型号的复合支柱绝缘子进行抗震试验时，仅需将与该型号复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙质量相当的硅橡胶膜均匀缠绕在绝缘子芯棒的外壁上即可，制造简单方便。所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品结构简单、拆装方便、制造便捷、成本较低，可有效节省抗震试验费用。

一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的制造方法，在绝缘子芯棒10的外侧设置用于等效模拟复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙的硅橡胶护套20；采用固定钢丝在环向方向上将硅橡胶护套20固定在绝缘子芯棒10外侧；采用纵向固定组件90在纵向方向上将硅橡胶护套20固定在绝缘子芯棒10外侧。

所述特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的质量模拟方法，采用硅橡胶护套20来等效模拟复合支柱绝缘子原有的硅橡胶伞裙，硅橡胶护套20通过固定钢丝与纵向固定组件90进行固定，硅橡胶固定可靠，且固定钢丝与纵向固定组件90对硅橡胶护套20的整体质量的影响小，硅橡胶护套20的模拟效果真实，硅橡胶护套20与硅橡胶伞裙在力学上可视为等效代替，对整个复合支柱绝缘子的抗震试验没有影响，进行抗震试验时无需另行制造适于试验的硅橡胶伞裙，制造简单方便、制造成本低，节省人力物力。

进一步的，绝缘子芯棒10的两端和中部均预留安装间隙；每个安装间隙处均设有纵向固定组件90，纵向固定组件90包括纵向固定硅橡胶护套20的木质垫块和将木质垫块固定在绝缘子芯棒10上的固定钢丝。绝缘子芯棒10的两端和中部均预留安装间隙，一方面便于纵向固定组件90的安装，另一方面，也便于抗震试验中测点的布置，便于传感器的安装，能够极大简化测点的布置难度。此外，采用木质垫块与固定钢丝实现硅橡胶护套20的纵向固定，固定垫块910与固定钢丝的质量相对于硅橡胶护套20质量可忽略不计，固定可靠，且不会对抗震试验产生影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，包括绝缘子芯棒以及套设在所述绝缘子芯棒外侧的硅橡胶护套，所述硅橡胶护套与所述绝缘子芯棒连接，所述硅橡胶护套通过硅橡胶膜缠绕所述绝缘子芯棒形成，所述硅橡胶护套在所述绝缘子芯棒的外壁上均匀分布；所述绝缘子芯棒的两端分别设有法兰，所述硅橡胶护套包括沿绝缘子芯棒轴向方向设置的第一护套和第二护套，所述第一护套远离第二护套的端部与所述绝缘子芯棒第一端的法兰之间预留有第一安装间隙，所述第一护套与第二护套之间预留有第二安装间隙，所述第二护套远离第一护套的端部与所述绝缘子芯棒第二端的法兰之间预留有第三安装间隙，所述第二安装间隙位于所述绝缘子芯棒的中部；所述第一护套的外侧设有用于环向固定其自身的第一固定件，所述第二护套的外侧设有用于环向固定其自身的第二固定件，所述第一安装间隙处、第二安装间隙处以及第三安装间隙处均设有纵向固定组件，所述纵向固定组件用于纵向固定所述第一护套和第二护套，所述硅橡胶膜的厚度为6mm。

2.根据权利要求1所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，所述第一固定件包括至少一根固定钢丝，所述第二固定件包括至少一根固定钢丝。

3.根据权利要求2所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，所述第一固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第一护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部，所述第二固定件包括三根固定钢丝，三根固定钢丝分别布置在所述第二护套沿绝缘子芯棒轴向方向的上部、中部和下部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，所述纵向固定组件包括至少两块固定垫块以及用于环向固定所述固定垫块的第三固定件，至少两块固定垫块沿绝缘子芯棒的周向布置，位于第一安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第一端的法兰接触，另一端与第一护套的端部接触；位于第二安装间隙处的固定垫块的一端与第一护套的端部接触，另一端与第二护套的端部接触；位于第三安装间隙处的固定垫块的一端与绝缘子芯棒第二端的法兰接触，另一端与第二护套的端部接触。

5.根据权利要求4所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，所述第三固定件包括至少一根固定钢丝，所述固定垫块为木质垫块。

6.根据权利要求5所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品，其特征在于，所述第三固定件包括两根固定钢丝，两根固定钢丝分别布置在所述固定垫块沿绝缘子芯棒轴向方向的上部和下部，所述纵向固定组件包括四块固定垫块，四块固定垫块沿所述绝缘子芯棒的周向均匀布置。

7.一种特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的质量模拟方法，其特征在于，

在绝缘子芯棒的外侧设置用于等效模拟复合支柱绝缘子的硅橡胶伞裙的硅橡胶护套；

采用固定钢丝在环向方向上将硅橡胶护套固定在绝缘子芯棒外侧；

采用纵向固定组件在纵向方向上将硅橡胶护套固定在绝缘子芯棒外侧。

8.根据权利要求7所述的特高压直流复合支柱绝缘子抗震试验样品的质量模拟方法，其特征在于，

绝缘子芯棒的两端和中部均预留安装间隙；

每个安装间隙处均设有纵向固定组件，纵向固定组件包括纵向固定硅橡胶护套的木质垫块和将木质垫块固定在绝缘子芯棒上的固定钢丝。