CN111678817A - 空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，包括：在全部X个弯曲疲劳试验阶段内，依次对安装于试验机上的空心复合材料绝缘子试验品施加预先确定的弯曲负荷；在第一至第(X‑1)个弯曲疲劳试验阶段的周期内，每完成一个弯曲疲劳试验阶段，均对所述空心复合材料绝缘子试验品实施一次判定试验；在第X个弯曲疲劳试验阶段结束后，对空心复合材料绝缘子试验品实施判定试验和包括多个项目的验证试验，并判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求或判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能满足预设要求。该方法可以验证空心复合材料绝缘子产品的长寿命和高可靠性是否达到预期技术目标。
Description
技术领域
本发明属于绝缘子试验技术领域，具体涉及一种空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法。
背景技术
长期以来，电网中输变电设备外绝缘主要采用以电工陶瓷材料为基材研制的瓷绝缘外套，其主要优点在于制造成本低、抗老化性能强、性能稳定性好、机械强度高。同时，电工陶瓷材料的熔点很高，其作为输变电装备外绝缘，能够较好地抵御电晕放电烧蚀以及盐雾、酸雨的化学腐蚀。
然而，随着瓷质绝缘外套的大量应用，在电网实际运行中逐渐暴露了其缺点：电工陶瓷材料的刚性太高以及材料几乎没有延展性。由此带来的主要问题在于：(1)电工陶瓷材料密度高，产品自重大，对产品运输和安装要求高，容易出现因运输或安装不当导致的产品损伤或缺陷，给输变电装备的运行带来较大的潜在风险；(2)当电力负荷波动较大或环境温度昼夜温差变化较大时，刚性非常强的瓷质绝缘外套易出现材料开裂等严重后果，极易导致输变电设备外绝缘闪络等故障，甚至引起大面积停电等；(3)由于电工陶瓷材料的延展性较差，当输变电设备内部发生大能量电弧放电、或套管内绝缘发生故障等，会瞬间在瓷质绝缘外套内部产生非常大的压力，极易导致瓷质绝缘外套爆炸，其产生的瓷质碎片对周边的设备和人员安全产生较大威胁。
因此，国内外很早开始就在研究瓷质绝缘外套的替代方案，主要研究方向是采用具有较好延展性的有机材料替代刚性高的电工陶瓷材料，以降低刚性高带来的运行风险。随着玻璃纤维、环氧树脂、硅橡胶等绝缘材料技术的快速发展，国内外开始在输变电装备外绝缘上逐步应用以复合硅橡胶和玻璃钢筒构成的复合外套。
随着电网电压等级的不断提高，对输变电装备的内部绝缘和外部绝缘均提出了更高的要求。根据输变电规范，要求空心复合绝缘外套产品在变电站全寿命周期中运行可靠。而空心复合绝缘外套在变电站全寿命周期中，要经受电力设备数万次弯曲变形，因此，必须考核在变电站全寿命周期内，空心复合绝缘外套产品的机械性能是否能满足长寿命和高可靠性要求。
但是，尚未有针对复合材料绝缘外套产品弯曲疲劳寿命试验的方法。
发明内容
本发明提供一种空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，以解决现有技术中缺少对长寿命、高可靠性的空心复合材料绝缘子产品进行弯曲疲劳试验的方法的问题。
本发明提供一种空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，包括以下步骤：
按照预先确定的弯曲疲劳试验方案，在全部X个弯曲疲劳试验阶段内，依次对安装于试验机上的空心复合材料绝缘子试验品施加预先确定的弯曲负荷；
在第一至第(X-1)个弯曲疲劳试验阶段的周期内，每完成一个弯曲疲劳试验阶段，均对所述空心复合材料绝缘子试验品实施一次判定试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则进入到下一个弯曲疲劳试验阶段；
在第X个弯曲疲劳试验阶段结束后，对空心复合材料绝缘子试验品实施判定试验：
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则对空心复合材料绝缘子试验品进行包括多个项目的验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过任一项目的验证试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过全部项目的验证试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能满足预设要求。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案包括弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，弯曲负荷的累计施加次数根据空心复合材料绝缘子待应用的变电站的设计寿命和空心复合材料绝缘子的设计负荷水平确定。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括弯曲负荷的最大值和弯曲负荷的变化曲线；其中，
弯曲负荷的最大值按照空心复合材料绝缘子的设计负荷并综合放大系数后确定；
弯曲负荷的变化曲线根据空心复合材料绝缘子处于运行状态时的弯曲负荷的统计数据，及弯曲负荷相对于时间的变化趋势确定并绘制。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定弯曲疲劳试验阶段数X和确定在弯曲疲劳试验阶段结束后实施的判定试验；
其中，在全部的X个弯曲疲劳试验阶段中，弯曲负荷的施加次数的累加和，为所述弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，判定试验包括：
1)从试验机上拆下空心复合材料绝缘子试验品；
2)向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长T；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中，及在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定包括多个项目的验证试验；其中，
验证试验包括依次进行的第一组耐压项目、弯曲偏移项目和第二组耐压项目。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
验证试验的第一组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加2.0倍于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长D；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第一组耐压项目，并可以进行弯曲偏移项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
验证试验的弯曲偏移项目包括：
将设置在试验机上的空心复合材料绝缘子试验品的弯曲负荷在指定的时长P1内从零平稳地增加到最大机械负荷；
及在达到最大机械负荷之后，在指定的时长P2内保持所述最大机械负荷；并在所述指定的时长P2内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的原始偏移Q1；
及将弯曲负荷在指定的时长P1内平稳地从最大机械负荷减少至零；
并在弯曲负荷减少至零之后的指定时长P3内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的残余偏移Q2；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过弯曲偏移项目，并可以进行第二组耐压项目；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，不满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验的弯曲偏移项目；
所述满足偏移考核条件包括：
a)没有出现空心复合材料绝缘子试验品的内管破坏或内管从外套中抽出，且没有出现紧固法兰破坏；且
b)原始偏移Q1或残余偏移Q2均不大于预先设定的偏移值Q0。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述第二组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长R；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长R内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第二组耐压项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长R内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述空心复合材料绝缘子应用于1000kV充气式套管、±800kV换流变阀侧套管、500kV SF6电流互感器、或750kV柱式断路器。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案包括弯曲负荷的累计施加次数N、弯曲负荷的最大值和变化曲线；
在针对500kV互感器或套管设备用复合材料绝缘子进行弯曲疲劳试验时，弯曲负荷的累计施加次数N为10000次；
弯曲负荷的最大值为5kN；
弯曲负荷的变化曲线为在10-12s内从零增加至5kN的直线。
本发明提供的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，解决了空心复合材料绝缘子在机械性能方面的长寿命和高可靠性无法得到验证的问题，可以针对长寿命、高可靠性的空心复合材料绝缘子产品进行弯曲疲劳试验，以验证各种空心复合材料绝缘子产品能否在电站全寿命周期运行中经受住电力设备万次级别的弯曲应力，从而验证该空心复合材料绝缘子产品的长寿命和高可靠性是否达到预期技术目标。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为本发明实施例的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法的流程示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
与传统的空心瓷绝缘子相比，空心复合材料绝缘子的主要优点如下：
(1)重量大大减轻。相比于传统的空心瓷绝缘子，同电压等级下的空心复合材料绝缘子质量能减少至空心瓷制绝缘子的七分之一。采用空心复合材料绝缘子的电气设备，其质量能减少至采用空心瓷绝缘子的二分之一，从而使电气设备轻量化。电气设备的轻量化能避免其在运输、安装、使用和维护等过程中，外绝缘出现破损、断裂等危险，也可以减轻劳动作业强度。
(2)防污性能优良。目前都在传统的空心绝缘子其表面涂上PRTV涂料以增强其憎水性，并以提升在严重污秽情况下的电气性能。虽然PRTV涂料在传统瓷质绝缘子上的应用能提升其电气性能，但其制造水平技术参数还不能达到硅橡胶的参数水平。而空心复合材料绝缘子本身具有优异的憎水性与耐污性，能更好的克服这一缺点，增强电气设备防污闪性能。由于硅橡胶的疏水性具有可迁移性，也无须对绝缘子进行清洁。
(3)良好的抗老化性能。硅橡胶侧链对主链的包裹性使得硅橡胶具有良好的耐老化能力，同时硅橡胶的小分子迁移特性使空心复合材料绝缘子在受环境应力和电气应力的老化过程中，保持一定的憎水性能。
(4)极好的防爆性能。空心复合材料绝缘子由玻璃丝与环氧树脂缠绕的绝缘管和硅橡胶外套制成，材料机械强度的分散性小，即使是在内部过压的情况下，对于人员和设备也相当安全。
(5)硅橡胶外套形状设计灵活性高，可以满足电器设备制造商的不同需求。
定义以下术语：
最大运行压力，maximum serving pressure，简称MSP，由制造者提供，并记载在产品图样中。
最大机械负荷，maximum mechanical load，简称MML，由制造者提供，并记载在产品图样中。
目前，复合材料绝缘外套已经在1000kV充气式套管、±800kV换流变阀侧套管、500kV SF6电流互感器、750kV柱式断路器等高等级输变电装备上进行了应用，并逐步在电网中开展了针对瓷质绝缘外套的替代应用。
前述的在高等级输变电装备上使用的空心复合材料绝缘子的尺寸和形状不同，需要分别进行弯曲疲劳试验。
空心复合材料绝缘子包括内管(内管内的空腔也即前述的“空心”)和设置在内管外的外套；该内管用于内绝缘，该外套用于外绝缘。该空心复合材料绝缘子还包括设置在内管或外套的两侧端部或一侧端部的紧固法兰。
通常，外套采用延展性较好的材料制成，如硅橡胶、玻璃纤维、或环氧树脂中的一种制成，或者多种复合后制成。实际输变电装备中的绝缘外套长期承受引线拉力、自身重力等作用，因此对其机械性能的要求较高。也导致得到的空心复合材料绝缘子产品具有长寿命、高可靠的特点。
本发明实施例提出了对这类长寿命、高可靠的空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳试验方法。
具体地，针对空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳试验包括以下步骤：
1)抽样：从制造者提供的空心复合材料绝缘子产品中，随机抽取1只空心复合材料绝缘子作为试验品进行弯曲疲劳试验。
应该理解为，针对空心复合材料绝缘子的生产及验收特点，在厂家提供的每批次产品中随机抽取1只。相比抽取多只试验品并独立并行地进行试验，可以在不减少试验数据有效性的基础上，减少试验工作量。
2)试验并作出判定
按照预先确定的弯曲疲劳试验方案，在万能试验机及其他辅助试验设备上，通过多次有工装或无工装流转的方式，对样品进行弯曲疲劳试验，直到得出样品通过疲劳试验或样品没有通过疲劳试验的结论。
如图1所示，本发明实施例的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，包括以下步骤：
步骤S10：按照预先确定的弯曲疲劳试验方案，在全部X个弯曲疲劳试验阶段内，依次对安装于试验机上的空心复合材料绝缘子试验品施加预先确定的弯曲负荷；
在第一至第(X-1)个弯曲疲劳试验阶段的周期内，每完成一个弯曲疲劳试验阶段，均对所述空心复合材料绝缘子试验品实施一次判定试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则进入到下一个弯曲疲劳试验阶段；
步骤S20：在第X个弯曲疲劳试验阶段结束后，对空心复合材料绝缘子试验品实施判定试验：
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则对空心复合材料绝缘子试验品进行包括多个项目的验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过任一项目的验证试验时，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过全部项目的验证试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能满足预设要求。
应该理解为，施加预先确定的弯曲负荷时，在绝缘子的上下两端均设置有端部法兰时，将其中一个端部法兰固定在试验机机台上作为固定点，在绝缘子另一个端部法兰上施力。通过沿着端部法兰的径向方向施加作用力，从而向绝缘子施加预先确定的弯曲负荷。
进一步地，所述预先确定的弯曲疲劳试验方案包括弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，弯曲负荷的累计施加次数根据空心复合材料绝缘子待应用的变电站的设计寿命和空心复合材料绝缘子的负荷水平确定。
通常，N为10000次量级水平，也即104次。
进一步地，所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括弯曲负荷的最大值和弯曲负荷的变化曲线；其中，
弯曲负荷的最大值按照空心复合材料绝缘子的设计负荷并综合放大系数后确定；
弯曲负荷的变化曲线根据空心复合材料绝缘子处于运行状态时的弯曲负荷的统计数据，及弯曲负荷相对于时间的变化趋势确定并绘制。
如，500kV互感器或套管的设计弯曲负荷为5kN；在放大系数为1.0时，按照空心复合材料绝缘子的设计负荷水平并综合放大系数后，确定弯曲负荷的最大值为5kN。
如，根据500kV互感器或套管设备运行状态时的弯曲负荷统计数据，确定最大值为5kN的弯曲负荷呈直线上升趋势，因此，确定为在10-12s内匀速增加至5kN。
进一步地，所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定弯曲疲劳试验阶段数X和确定在弯曲疲劳试验阶段结束后实施的判定试验；
其中，在全部的X个弯曲疲劳试验阶段中，弯曲负荷的施加次数的累加和，为所述弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，判定试验包括：
1)从试验机上拆下空心复合材料绝缘子试验品；
2)向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长T；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中，及在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏。
在弯曲负荷的累计施加次数为N时，在每个试验阶段，施加N/X次弯曲负荷。
具体地，根据500kV互感器或套管设备待应用的变电站的设计寿命和载荷水平，确定10000次累计负荷施加次数分为5个试验阶段，每个试验阶段施加2000次弯曲负荷；
应该理解为，这里的试验机为能够实现弯曲试验目的，不导致试验品因试验机因素而损坏的试验机。可以是现有技术中公开的万能试验机或弯曲疲劳试验机，也可以是专用的绝缘子产品弯曲试验机。
应该理解为，这里的“空心复合材料绝缘子试验品保持完好”具体是指：没有出现空心复合材料绝缘子试验品的内管破坏或内管与外套分离或外套破坏或内管从外套中脱离，且没有出现紧固法兰破坏。
进一步地，所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定包括多个项目的验证试验；其中，验证试验包括依次进行的第一组耐压项目、弯曲偏移项目和第二组耐压项目。
进一步地，验证试验的第一组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加2.0倍于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长D(如1min)；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第一组耐压项目，并可以进行弯曲偏移项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
进一步地，验证试验的弯曲偏移项目包括：
将设置在试验机上的空心复合材料绝缘子试验品的弯曲负荷在指定的时长P1内从零平稳地增加到最大机械负荷；
及在达到最大机械负荷之后，在指定的时长P2(如30s)内保持所述最大机械负荷；并在所述指定的时长P2内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的原始偏移Q1；
及将弯曲负荷在指定的时长P1内平稳地从最大机械负荷减少至零；
并在弯曲负荷减少至零之后的指定时长P3(如30s)内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的残余偏移Q2；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过弯曲偏移项目，并可以进行第二组耐压项目；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，不满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验的弯曲偏移项目；
所述满足偏移考核条件包括：
a)没有出现空心复合材料绝缘子试验品的内管破坏或内管从外套中抽出，且没有出现紧固法兰破坏；且
b)原始偏移Q1或残余偏移Q2均不大于预先设定的偏移值Q0。
应该理解为，所述原始中心轴线为复合绝缘子产品安装于弯曲试验机上，未施加弯曲负荷时的中心轴线；
所述原始偏移Q1为复合绝缘子受力后在受力一端的端部法兰处的轴线偏移量。具体实施时，可以通过测量空心复合材料绝缘子试验品的端部法兰的外缘在受力前后的相对位移而间接得到。
所述残余偏移Q2为复合绝缘子上施加的弯曲负荷撤去后在受力一端的端部法兰处的轴线偏移量。具体实施时，可以通过测量空心复合材料绝缘子试验品的端部法兰的外缘在受力前后的相对位移而间接得到。
进一步地，所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，
所述第二组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长R；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长R内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第二组耐压项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长R(如5min)内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
本发明实施例提出了一种对长寿命、高可靠性空心复合材料绝缘子产品的弯曲疲劳试验方法，以验证长寿命、高可靠性空心复合材料绝缘子产品能否在电站全寿命周期运行中经受住电力设备万次弯曲力的考核，从而验证该空心复合材料绝缘子产品的长寿命和高可靠性是否达到预期技术目标。
本发明实施例提供的空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳试验方法，解决了空心复合材料绝缘子产品机械性能的长寿命和高可靠性无法得到验证的问题，实施过程科学、可靠，便于广泛推广。
具体实施时，针对500kV互感器或套管设备用复合材料绝缘子的弯曲疲劳试验方法，包括以下步骤：
S1、在空心复合材料绝缘子产品中，任取1只产品作为试验品；
S2、将试验品的下法兰安装于弯曲试验机的机台上，在试验品的一个方向上连续施加10000次5kN的弯曲试验负荷(该负荷为500kV互感器或套管设备运行下的弯曲负荷)，每次负荷在10-12s内匀速施加完成(从零匀速增加到峰值)；
S3、每累积2000次试验时，拆下试验品，在试验品内腔施加产品图样中规定的最大运行压力(MSP)的气压值，保持5min，经检查试验品不泄压并保持完好，可继续进行弯曲疲劳试验，否则，试验中止；
S4、当达到10000次试验时，拆下试验品，进行以下试验测试，通过以下试验，则认定本试验通过；
a、试验品耐受2.0×MSP值(产品图样中规定的最大运行压力值)的液压值，压力持续1min，经检查试验品不泄压并保持完好。可继续进行后续试验，否则，试验中止；
b、试验品的弯曲负荷在30s内从零平稳地增加到最大机械负荷MML(产品图样中规定)，当达到最大机械负荷时，应至少持续30s，在此期间内测量偏移，将弯曲负荷完全地卸去并记录残余偏移；
试验后，如果满足下列条件，则此项试验通过；
1)没有出现管的破坏或抽出，没有出现端部附件的破坏；
2)本弯曲试验期间测得的偏移符合由制造者规定的预定值；
判定试验通过后可继续进行后续试验，否则，试验中止；
c、在试验品内腔施加产品图样中规定的最大运行压力(MSP)的气压值，保持5min，经检查试验品不泄压并保持完好，此项试验通过，否则，试验中止。
以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，包括：
按照预先确定的弯曲疲劳试验方案，在全部X个弯曲疲劳试验阶段内，依次对安装于试验机上的空心复合材料绝缘子试验品施加预先确定的弯曲负荷；
在第一至第(X-1)个弯曲疲劳试验阶段的周期内，每完成一个弯曲疲劳试验阶段，均对所述空心复合材料绝缘子试验品实施一次判定试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则进入到下一个弯曲疲劳试验阶段；
在第X个弯曲疲劳试验阶段结束后，对空心复合材料绝缘子试验品实施判定试验：
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止弯曲疲劳试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，则对空心复合材料绝缘子试验品进行包括多个项目的验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品没有通过任一项目的验证试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能不满足预设要求，并终止验证试验；
若空心复合材料绝缘子试验品通过全部项目的验证试验，则判定空心复合材料绝缘子的弯曲疲劳性能满足预设要求。
2.根据权利要求1所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案包括弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，弯曲负荷的累计施加次数根据空心复合材料绝缘子待应用的变电站的设计寿命和空心复合材料绝缘子的设计负荷水平确定。
3.根据权利要求2所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括弯曲负荷的最大值和弯曲负荷的变化曲线；其中，
弯曲负荷的最大值按照空心复合材料绝缘子的设计负荷并综合放大系数后确定；
弯曲负荷的变化曲线根据空心复合材料绝缘子处于运行状态时的弯曲负荷的统计数据，及弯曲负荷相对于时间的变化趋势确定并绘制。
4.根据权利要求2所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定弯曲疲劳试验阶段数X和确定在弯曲疲劳试验阶段结束后实施的判定试验；
其中，在全部的X个弯曲疲劳试验阶段中，弯曲负荷的施加次数的累加和，为所述弯曲负荷的累计施加次数N；
其中，判定试验包括：
1)从试验机上拆下空心复合材料绝缘子试验品；
2)向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长T；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中，及在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好；
相应地，空心复合材料绝缘子试验品没有通过判定试验，包括：
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长T内，空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏。
5.根据权利要求2所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案还包括确定包括多个项目的验证试验；其中，
验证试验包括依次进行的第一组耐压项目、弯曲偏移项目和第二组耐压项目。
6.根据权利要求5所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
验证试验的第一组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加2.0倍于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长D；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第一组耐压项目，并可以进行弯曲偏移项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长D内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
7.根据权利要求5所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
验证试验的弯曲偏移项目包括：
将设置在试验机上的空心复合材料绝缘子试验品的弯曲负荷在指定的时长P1内从零平稳地增加到最大机械负荷；
及在达到最大机械负荷之后，在指定的时长P2内保持所述最大机械负荷；并在所述指定的时长P2内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的原始偏移Q1；
及将弯曲负荷在指定的时长P1内平稳地从最大机械负荷减少至零；
并在弯曲负荷减少至零之后的指定时长P3内，测量空心复合材料绝缘子试验品相对于其原始中心轴线的残余偏移Q2；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过弯曲偏移项目，并可以进行第二组耐压项目；
若在弯曲负荷增加、保持、减少及卸去的过程中，不满足偏移考核条件，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验的弯曲偏移项目；
所述满足偏移考核条件包括：
a)没有出现空心复合材料绝缘子试验品的内管破坏或内管从外套中抽出，且没有出现紧固法兰破坏；且
b)原始偏移Q1或残余偏移Q2均不大于预先设定的偏移值Q0。
8.根据权利要求5所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述第二组耐压项目包括：
向空心复合材料绝缘子试验品的内腔施加对应于最大运行压力的气压值，并保持预先确定的时长R；
在向内腔施加气压值的过程中及在预先确定的时长R内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔不泄压并且空心复合材料绝缘子试验品保持完好，则判定空心复合材料绝缘子试验品通过第二组耐压项目；
在向内腔施加气压值的过程中或在预先确定的时长R内，若空心复合材料绝缘子试验品的内腔泄压或空心复合材料绝缘子试验品被破坏，则判定空心复合材料绝缘子试验品没有通过验证试验。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述空心复合材料绝缘子应用于1000kV充气式套管、±800kV换流变阀侧套管、500kVSF6电流互感器、或750kV柱式断路器。
10.根据权利要求3至权利要求8中任一项所述的空心复合材料绝缘子弯曲疲劳试验方法，其特征在于，
所述预先确定的弯曲疲劳试验方案包括弯曲负荷的累计施加次数N、弯曲负荷的最大值和变化曲线；
在针对500kV互感器或套管设备用复合材料绝缘子进行弯曲疲劳试验时，弯曲负荷的累计施加次数N为10000次；
弯曲负荷的最大值为5kN；
弯曲负荷的变化曲线为在10-12s内从零增加至5kN的直线。
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