CN113793738B - 一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，本发明技术方案以三支柱绝缘子接地嵌件表面半导电胶层厚度为变量，获取不同半导电胶层厚度的三支柱绝缘子的抗拉强度，建立抗拉强度与半导电胶层厚度的映射关系，在已选半导电胶层厚度数值基础上，以接地嵌件表面滚花深度为变量，获取不同滚花深度的三支柱绝缘子的弯曲强度，建立弯曲强度与半导电胶层厚度、滚花深度的映射关系，建立双因子协同算法，得到最优半导电胶层厚度和滚花深度，以最优半导电胶层厚度和滚花深度进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。本发明方法步骤简单，能够提高三支柱绝缘子柱腿的抗应力能力，减小三支柱绝缘子柱腿应力故障风险。
Description
技术领域
本发明涉及输变电绝缘设备表面处理领域，尤其涉及一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法。
背景技术
三支柱绝缘子在气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)中起着电气绝缘和机械支撑的重要作用，是GIL中的关键电气部件。三支柱绝缘子由液体环氧树脂、酸酐固化剂和微米级氧化铝粉末填料混合形成的环氧复合材料与涂有半导电胶层的接地嵌件一体固化而成，保证其机械强度是GIL安全稳定运行的重要保障之一。
研究表明，三支柱绝缘子的断裂情形始发于接地嵌件与环氧复合材料的交界面，原因是接地嵌件表面处理不得当，如半导电胶层厚度过大或过小、滚花质量不合格等，导致三支柱绝缘子接地嵌件与环氧交界面的接触强度下降。可见，三支柱绝缘子接地嵌件表面处理质量会严重影响三支柱绝缘子的机械强度，而表面处理时半导电胶层厚度和滚花深度是影响三支柱绝缘子机械强度的关键因素。
目前，三支柱绝缘子接地嵌件表面涂覆半导电胶层的厚度、滚花深度等均是采用经验值，这种方式的表面处理会使三支柱绝缘子的机械强度具有一定的随机性，没有明确的关于半导电胶层的厚度和滚花深度的可提升三支柱绝缘子机械强度的接地嵌件表面处理方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，通过分析三支柱绝缘子接地嵌件表面半导电胶层厚度、滚花深度对机械强度的影响，提供一种旨在提升三支柱绝缘子机械强度的接地嵌件表面处理方法。
本发明提供一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，具体步骤包括：
(1)获取不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子的抗拉强度，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度均位于预设厚度值区间内，并按相同的预设差值递增，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度包含所述预设厚度值区间的端点值，且所述三支柱绝缘子的滚花深度相同；
(2)建立抗拉强度F0与半导电胶层厚度h的映射关系为F0(h)；
(3)获取不同三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的弯曲强度，所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度不同，每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度一一对应相同，且所述接地嵌件表面滚花深度值均位于预设深度值区间内；所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，且每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度与步骤(1)中的接地嵌件表面半导电胶层厚度值一一对应相同；
(4)建立弯曲强度F1与半导电胶层厚度h、滚花深度l的映射关系为F1(h，l)；
(5)分别基于映射关系F0(h)和F1(h，l)，建立双因子协同算法F2(h，l)，得到最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值；
(6)根据最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值，进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。
优选地，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子，具体为：所述半导电胶层厚度h设置值的数量不少于6个。
优选地，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子，具体为：所述半导电胶层厚度h设置值不小于0.03mm，且不大于0.6mm。
优选地，单个三支柱绝缘子的三个柱腿上的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，接地嵌件表面滚花深度也相同。
优选地，获取三支柱绝缘子的抗拉强度，具体为：对三支柱绝缘子做拉伸试验时，固定所述三支柱绝缘子其中的两个柱腿，对另外的一个柱腿施加拉力。
优选地，在步骤(1)中，所述滚花深度为0.2mm。
优选地，在步骤(3)中，所述滚花深度l设置值的数量不少于6个。
优选地，在步骤(3)中，所述滚花深度l设置值不小于0.02mm，且不大于0.5mm。
优选地，获取三支柱绝缘子的弯曲强度，具体为：对三支柱绝缘子做弯曲试验时，固定三支柱绝缘子其中的两个柱腿，对另外的一个柱腿施加弯曲应力。
优选地，所述双因子协同算法中，弯曲强度的优先级高于抗拉强度，即所述双因子协同算法中优先考虑弯曲强度最大时对应的滚花深度，然后再考虑抗拉强度最大时对应的半导电胶层厚度。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，本发明技术方案首先以三支柱绝缘子接地嵌件半导电胶层厚度为变量，获取不同半导电胶层厚度的三支柱绝缘子的抗拉强度，建立抗拉强度与半导电胶层厚度的映射关系，然后在已选接地嵌件半导电胶层厚度数值基础上，以接地嵌件表面滚花深度为变量，获取不同滚花深度的三支柱绝缘子的弯曲强度，建立弯曲强度与半导电胶层厚度、滚花深度的映射关系，最后通过双因子协同算法，得到最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值，以最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。本发明方法步骤简单，通过本发明方法对三支柱绝缘子进行接地嵌件表面处理，能够提高三支柱绝缘子柱腿的抗应力能力，减小三支柱绝缘子柱腿应力故障风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明具体实施例提供的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法的流程示意图；
图2为本发明具体实施例提供的一种三支柱绝缘子主视图；
图3为本发明具体实施例提供的一种三支柱绝缘子侧视图；
图4为本发明具体实施例提供的一种三支柱绝缘子接地嵌件示意图；
附图标记说明：柱腿1，接地嵌件2，接地嵌件底面21，接地嵌件侧面22。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本发明实施例提供了一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，具体请参阅图1至图4。
本实施例中的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，具体步骤包括：
S101、获取不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子的抗拉强度，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度均位于预设厚度值区间内，并按相同的预设差值递增，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度包含所述预设厚度值区间的端点值，且所述三支柱绝缘子的滚花深度相同；
S102、建立抗拉强度F0与半导电胶层厚度h的映射关系为F0(h)；
S103、获取不同三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的弯曲强度，所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度不同，每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度一一对应相同，且所述接地嵌件表面滚花深度值均位于预设深度值区间内；所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，且每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度与步骤(1)中的接地嵌件表面半导电胶层厚度值一一对应相同；
S104、建立弯曲强度F1与半导电胶层厚度h、滚花深度l的映射关系为F1(h，l)；
S105、分别基于映射关系F0(h)和F1(h，l)，建立双因子协同算法F2(h，l)，得到最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值；
S106、根据最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值，进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。
具体地，所述接地嵌件2包含底面21，接地嵌件底面21为球弧状底面，所述半导电胶层涂覆在所述接地嵌件底面21。
具体地，所述接地嵌件2包含侧面，接地嵌件侧面22为直线段构成的圆柱面，所述滚花设置在所述接地嵌件侧面22。
具体地，单个三支柱绝缘子的三个柱腿上的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，接地嵌件表面滚花深度也相同。
具体地，在步骤S101中，所述半导电胶层厚度h设置值的数量不少于6个，记为h1，h2，h3，h4，h5，h6……，以保证数据量构建映射关系；所述半导电胶层厚度h设置值不小于0.03mm且不大于0.6mm，可设置为0.03mm、0.1mm、0.17mm、0.24mm、0.31mm、0.38mm、0.45mm、0.52mm、0.59mm或0.6mm，也可以设置为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm或0.6mm。
更优选地，本发明实施例从工程制作难易角度，半导电胶层厚度值h越小越不容易制作，h越大，可选的范围就越小、数据量就越小，为了平衡数据量和工程制作难度，本发明实施例半导电胶层厚度值h最优位于0.15mm与0.45mm之间。
具体地，在步骤S101中，所述滚花深度l均为0.2mm，该设置值为目前工程上三支柱绝缘子接地嵌件的常用滚花深度。
具体地，在步骤S101中获取三支柱绝缘子的抗拉强度，具体为：对三支柱绝缘子做拉伸试验时，固定所述三支柱绝缘子其中的两个柱腿1，对另外的一个柱腿1施加拉力。
具体地，在步骤S102中，分析每个半导电胶层厚度值试样对应的抗拉强度F0随厚度h设置值的变化规律，建立抗拉强度与半导电胶层厚度的映射关系为F0(h)，F0单位为MPa。
具体地，在步骤S103中，所述滚花深度l设置值的数量不少于6个，记为l1，l2，l3，l4，l5，l6……，以保证数据量构建映射关系；所述滚花深度l设置值不小于0.02mm且不大于0.5mm，并可在0.02mm～0.5mm之间任意取值。根据步骤S101中的不同接地嵌件表面半导电胶层厚度，每个所述半导电胶层厚度对应分别设置接地嵌件表面滚花深度不同的三支柱绝缘子组，不同半导电胶层厚度对应设置的每个三支柱绝缘子组的滚花深度对应相同，即设置接地嵌件表面半导电胶层厚度和滚花深度分别为如下设置值的三支柱绝缘子试样：
(1)h1，l1；h1，l2；h1，l3；h1，l4；h1，l5；h1，l6；……
(2)h2，l1；h2，l2；h2，l3；h2，l4；h2，l5；h2，l6；……
(3)h3，l1；h3，l2；h3，l3；h3，l4；h3，l5；h3，l6；……
(4)h4，l1；h4，l2；h4，l3；h4，l4；h4，l5；h4，l6；……
(5)h5，l1；h5，l2；h5，l3；h5，l4；h5，l5；h5，l6；……
(6)h6，l1；h6，l2；h6，l3；h6，l4；h6，l5；h6，l6；……
……
更优选地，本发明实施例从工程制作难易角度，滚花深度l越小越不容易制作，滚花深度l越大，可选的范围就越小、数据量就越小，为了平衡数据量和工程制作难度，本发明实施例选取滚花深度l最优位于0.05mm与0.4mm之间。
具体地，在步骤S103中获取三支柱绝缘子的弯曲强度，具体为：对三支柱绝缘子做弯曲试验时，固定三支柱绝缘子其中的两个柱腿1，对另外的一个柱腿1施加弯曲应力。
具体地，在步骤S104中，分析每个半导电胶层厚度值对应的三支柱绝缘子弯曲强度F1随不同滚花深度l设置值的变化规律，构建F1与h,l的映射关系为F1(h，l)，F1单位为MPa。
具体地，在步骤S105中，分别基于抗拉强度F0与接地嵌件表面涂覆半导电胶层厚度h的映射关系F0(h)、弯曲强度F1与接地嵌件表面半导电胶层厚度h和滚花深度l的映射关系F1(h,l)，构建双因子协同算法F2(h,l)，F2单位为MPa。由于三支柱绝缘子实际运行工况中，三支柱绝缘子受到的弯曲应力远大于拉伸应力，工程上对三支柱绝缘子的弯曲强度合格值不小于120MPa、而抗拉强度合格值不小于70MPa，所以在构建双因子协同算法F2(h，l)时，优先考虑弯曲强度F1最大时对应的滚花深度为l0，然后再考虑抗拉强度F0最大时对应的半导电胶层厚度为h0，h0即为最优的半导电胶层厚度，l0即为最优的滚花深度。
具体地，在步骤S106中，采用最优的半导电胶层厚度h0和最优的滚花深度l0进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)获取不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子的抗拉强度，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度均位于预设厚度值区间内，并按相同的预设差值递增，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度包含所述预设厚度值区间的端点值，且所述三支柱绝缘子的滚花深度相同；
(2)建立抗拉强度F0与半导电胶层厚度h的映射关系为F0(h)；
(3)获取不同三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的弯曲强度，所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度不同，每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面滚花深度一一对应相同，且所述接地嵌件表面滚花深度值均位于预设深度值区间内；所述三支柱绝缘子组中各三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，且每个所述三支柱绝缘子组中三支柱绝缘子的接地嵌件表面半导电胶层厚度与步骤(1)中的接地嵌件表面半导电胶层厚度值一一对应相同；
(4)建立弯曲强度F1与半导电胶层厚度h、滚花深度l的映射关系为F1(h，l)；
(5)分别基于映射关系F0(h)和F1(h，l)，建立双因子协同算法F2(h，l)，得到最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值；
(6)根据最优的半导电胶层厚度值和滚花深度值，进行三支柱绝缘子接地嵌件表面处理。
2.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子，具体为：
所述半导电胶层厚度h设置值的数量不少于6个。
3.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于，所述不同接地嵌件表面半导电胶层厚度的三支柱绝缘子，具体为：
所述半导电胶层厚度h设置值不小于0.03mm，且不大于0.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于：
单个三支柱绝缘子的三个柱腿上的接地嵌件表面半导电胶层厚度相同，接地嵌件表面滚花深度也相同。
5.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于，获取三支柱绝缘子的抗拉强度，具体为：
对三支柱绝缘子做拉伸试验时，固定所述三支柱绝缘子其中的两个柱腿，对另外的一个柱腿施加拉力。
6.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述滚花深度为0.2mm。
7.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述滚花深度l设置值的数量不少于6个。
8.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述滚花深度l设置值不小于0.02mm，且不大于0.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于，获取三支柱绝缘子的弯曲强度，具体为：
对三支柱绝缘子做弯曲试验时，固定三支柱绝缘子其中的两个柱腿，对另外的一个柱腿施加弯曲应力。
10.根据权利要求1所述的一种三支柱绝缘子接地嵌件表面处理方法，其特征在于：
所述双因子协同算法中，弯曲强度的优先级高于抗拉强度，即所述双因子协同算法中优先考虑弯曲强度最大时对应的滚花深度，然后再考虑抗拉强度最大时对应的半导电胶层厚度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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