井 謙，張長征，彭 靜，劉于新，劉志強，何遠華

基于動態(tài)應(yīng)變表征220 kV空心復(fù)合絕緣子機械特性的研究

井 謙，張長征，彭 靜，劉于新，劉志強，何遠華

（西安高壓電器研究院有限責任公司，西安710077）

以220 kV空心復(fù)合絕緣子作為試樣，利用動態(tài)電阻應(yīng)變儀研究空心復(fù)合絕緣子不同位置區(qū)域的最大應(yīng)變和殘余應(yīng)變規(guī)律。試驗結(jié)果表明彎曲負荷下空心復(fù)合絕緣子纏繞管受拉側(cè)和受壓側(cè)最大應(yīng)變區(qū)域都出現(xiàn)在離下端部附件上邊緣距離45 mm處附近，這與GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中應(yīng)變片的粘貼位置一般推薦在離其距離30 mm稍有不同，且下端部附件對試樣底部區(qū)域的影響也不盡相同，隨著離下端部附件上邊緣距離的增加，受拉側(cè)受端部附件影響依次從強到弱，而受壓側(cè)依次為弱-強-弱，兩側(cè)都在距離其約45 mm處影響最小。在彎曲負荷4.5×MML（最大機械負荷）之前，不同粘貼位置區(qū)域的殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比都小于2.5%，處在可逆的彈性階段；空心復(fù)合絕緣子纏繞管受拉側(cè)和受壓側(cè)的彎曲負荷與應(yīng)變曲線尾部走勢略有不同，具體表現(xiàn)在受拉側(cè)曲線斜率逐漸增加，而受壓側(cè)曲線斜率逐漸減小，以致最后管壁兩側(cè)斷裂損壞現(xiàn)象也不盡相同。

空心復(fù)合絕緣子；應(yīng)力；應(yīng)變；殘余應(yīng)變；機械特性；最大機械負荷

0 引言

與傳統(tǒng)空心瓷絕緣子相比，空心復(fù)合絕緣子具有優(yōu)良的防污閃性能、機械性能穩(wěn)定、優(yōu)異的抗震性能、重量輕、免維護及不存在瓷絕緣子粉碎性爆炸引發(fā)二次事故問題等優(yōu)勢[1-3]。近年來，隨著復(fù)合絕緣子的快速發(fā)展，電站設(shè)備用空心復(fù)合絕緣子也逐漸得到越來越多的推廣應(yīng)用，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于（110～750）kV變電設(shè)備上[4-6]?？招膹?fù)合絕緣子由保護作用的彈性傘套和承受機械負荷的絕緣管構(gòu)成，機械負荷由金屬端部附件傳遞到絕緣管[7]。

GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中指出：“空心復(fù)合絕緣子的機械特性與空心瓷絕緣子不同，在機械應(yīng)力影響下，為了確定空心復(fù)合絕緣子機械劣化的原因，本標準中引入了應(yīng)變儀測量。確定劣化原因的其他方法還在研究中（例如聲發(fā)射測量），但在現(xiàn)階段還沒有更好的方法可采用[7]?！睆钠涿枋隹梢钥闯瞿壳斑€沒有更合適的方法來確定空心復(fù)合絕緣子機械劣化的原因，即使采用應(yīng)變儀測量方法，無論是在GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中的相關(guān)規(guī)定，還是在行業(yè)的檢驗上，都對這種表征方法存在不少爭議，對其研究以及應(yīng)用，還處在探索階段。雖然存在一定的問題，但目前應(yīng)變測量法仍然是GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中空心復(fù)合絕緣子的型式試驗項目，是開展空心復(fù)合絕緣子檢驗的重要方法。

基于上述背景，本項目主要是利用動態(tài)電阻應(yīng)變儀，參照標準GB/T 21429-2008（IEC 61462:1998，MOD），深入研究空心復(fù)合絕緣子的最大應(yīng)變區(qū)域和殘余應(yīng)變，了解空心復(fù)合絕緣子的機械特性，探索應(yīng)變測量法的內(nèi)在規(guī)律，積累相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，期望為空心復(fù)合絕緣子的應(yīng)變檢驗提供依據(jù)，并為相關(guān)標準的修訂工作提供一定的參考。

1 動態(tài)應(yīng)變測試方法

1.1 試驗設(shè)備

動態(tài)電阻應(yīng)變儀：設(shè)備型號為DH8302，量程±100 000 με，電壓示值誤差為 0.05%F.S，溫漂小于0.05 με/℃，時漂小于1 με/天，16通道。采用1/4橋測量，設(shè)置采樣頻率為100 Hz，應(yīng)變片電阻120.1±0.1 Ω，靈敏系數(shù)K=2.14±1%。

大型彎扭試驗機：型號為WNW-200，精度等級為1.0級。

1.2 測量系統(tǒng)原理

電阻應(yīng)變儀設(shè)備測量的原理是將粘貼在被測試件上的電阻應(yīng)變片的電阻變化率△R/R轉(zhuǎn)換成電壓變化輸出，再經(jīng)放大電路放大，然后經(jīng)電信號采集系統(tǒng)收集，利用成套軟件可以實時顯示波形，并可以進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

由于機械應(yīng)變一般都很小，要把微小應(yīng)變引起的微小電阻變化測量出來，同時要把電阻相對變化ΔR/R轉(zhuǎn)換為電壓的變化，因此需要有專用測量電路用于測量應(yīng)變變化而引起電阻變化的測量電路，通常采用惠斯通電橋，其有四個橋臂R1、R2、R3、R4按順序接在A、B、C、D之間，如圖1所示。

圖1 惠斯通電橋示意圖Fig.1 The schematic diagram of Wheastone bridge

電橋的對角點AC接電源E，另一對角BD為電橋的輸出端，其輸出電壓UBD經(jīng)計算輸出電壓為

當R1×R2=R3×R4時，UBD=0，這是電橋平衡的條件。

在實際測試中，隨著被測試件的變形，四個橋臂上的電阻應(yīng)變片都會發(fā)生微小變量，各電阻應(yīng)變片的電阻變化為ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4，各電阻應(yīng)變片所感受的應(yīng)變量分別為ε1、ε2、ε3、ε4，通過理論推導(dǎo)計算，可以得出UBD的變化量：

當電橋中只有一個橋臂參與機械變形時，由公式（2）可以得知，即電阻應(yīng)變片的應(yīng)變量正比于輸出電壓ΔUBD，通過測量電壓信號即可計算出被測試件的應(yīng)變量。

1.3 試驗樣品及測量方法

筆者選用的空心復(fù)合絕緣子樣品高度2 400 mm，彎曲強度最大機械負荷（MML）=4 kN，根據(jù)GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中第8.3條以及日常檢驗經(jīng)驗，電阻應(yīng)變片的粘貼位置應(yīng)布置在垂直于彎曲力平面的最大豎截面的纏繞管軸線處，應(yīng)變片1和6緊鄰下端部附件上邊緣處，相鄰電阻應(yīng)變片間距離為15 mm，即同一側(cè)的應(yīng)變片距下端部附件上邊緣的距離依次為0、15 mm、30 mm、45 mm、60 mm，其粘貼位置及連接通道示意圖如圖2所示。由理論分析可知，應(yīng)變片1～5和應(yīng)變片6～10主要分別受壓應(yīng)力和拉應(yīng)力影響。

圖2 應(yīng)變片粘貼位置及連接通道示意圖Fig.2 The schematic diagram of strain gauges with different sticking position and connecting channel

根 據(jù) GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中第8.4.2條對空心復(fù)合絕緣子進行彎曲試驗，先需進行三個階段試驗。當?shù)谝浑A段試驗結(jié)束后，在第二階段試驗過程中勢必要重復(fù)前一階段試驗過程，類似地，再進行第三階段試驗時，要重復(fù)進行前兩個階段試驗過程。為考察空心復(fù)合絕緣子在重復(fù)進行彎曲試驗時，在彈性階段范圍內(nèi)最大應(yīng)變是否不同，因此彎曲負荷加載過程如下：

1）第一階段：在MML（最大機械負荷）下試驗，保持60 s，該時間與標準中規(guī)定的保持30 s略微不同；

2）第二階段：在MML、1.5×MML下試驗，各保持60s，彎曲負荷連續(xù)不間斷；

3）第三階段：在MML、1.5×MML、2.5×MML下試驗，各保持60 s，彎曲負荷連續(xù)不間斷。

在前面三個彎曲試驗階段后，對樣品再依次進行3.5×MML、4.5×MML、5.5×MML…下彎曲負荷試驗，直至樣品出現(xiàn)斷裂損壞現(xiàn)象，記錄在各個彎曲負荷下樣品的最大應(yīng)變和殘余應(yīng)變值。為減少前一次彎曲負荷下殘余應(yīng)變對后一次測量的影響，每次測量殘余應(yīng)變的時候都對前一次的殘余應(yīng)變進行清零。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 不同彎曲負荷狀況下不同粘貼位置區(qū)域的空心復(fù)合絕緣子應(yīng)變分析

圖3為不同彎曲負荷狀況下空心復(fù)合絕緣子應(yīng)變曲線。從圖中可以看出，無論是在MML、1.5×MML、還是在2.5×MML下，拉應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)變從大到小依次為：9通道應(yīng)變＞10通道應(yīng)變＞8通道應(yīng)變＞7通道應(yīng)變＞6通道應(yīng)變，壓應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變從大到小依次為：4通道應(yīng)變＞5通道應(yīng)變＞3通道應(yīng)變＞1通道應(yīng)變＞2通道應(yīng)變，表明在不同的彎曲負荷狀況下，樣品在拉應(yīng)力狀態(tài)和壓應(yīng)力狀態(tài)下的最大應(yīng)變通道都分別為9通道和4通道，即最大應(yīng)變區(qū)域出現(xiàn)在距下端部附件上邊緣45 mm附近，這與GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中應(yīng)變片的粘貼位置一般推薦在離下端部附件上邊緣30 mm稍有不同。在拉應(yīng)力狀態(tài)下，雖然9通道應(yīng)變大于10通道應(yīng)變，但在MML下和在1.5×MML下，兩者的數(shù)值相差并不大，應(yīng)變曲線幾乎重合，只是隨著彎曲負荷的增加，直至在2.5×MML下，兩者的應(yīng)變數(shù)值差才逐漸增大，這時應(yīng)變曲線才表現(xiàn)出一定的區(qū)別。在壓應(yīng)力狀態(tài)下，5通道與3通道的應(yīng)變也有類似的情形。

從應(yīng)變曲線的數(shù)據(jù)統(tǒng)計還可以看出，當進行后續(xù)階段試驗過程中，與前一階段相重復(fù)的試驗過程部分，兩者的最大應(yīng)變值有細微差別，但差值不大，兩者偏差百分比在2%左右，推測這可能與電阻應(yīng)變片的機械滯后效應(yīng)有關(guān)，雖然此時應(yīng)變片仍然工作在彈性階段范圍內(nèi)，但在反復(fù)加載-卸載-加載過程中，同一彎曲負荷下應(yīng)變值仍有差別。為減少應(yīng)變片機械滯后效應(yīng)帶來的測量結(jié)果誤差，可對粘貼應(yīng)變片的試樣在彈性范圍內(nèi)加載幾次[8]。

圖4為不同彎曲負荷下不同應(yīng)變片粘貼位置的最大應(yīng)變曲線。由于應(yīng)變的正負只是拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的表現(xiàn)狀態(tài)，因此將壓應(yīng)力下的負應(yīng)變前的負號作去除處理，以便直觀分析，以下相同，不再作說明。從圖中可以看出在拉應(yīng)力區(qū)域，在不同的彎曲負荷作用下，隨著離下端部附件上邊緣距離的增加，最大應(yīng)變值都先逐漸增加，直至在距離45 mm處應(yīng)變值達到最大值，然后呈減小趨勢。按照理論計算6通道應(yīng)變值，即距下端部附件最近處的應(yīng)變片受到的應(yīng)力應(yīng)該是最大的，其應(yīng)變數(shù)值也應(yīng)該最大，反而其應(yīng)變值表現(xiàn)最小，這說明在拉應(yīng)力狀態(tài)下距下端部附件邊緣的應(yīng)變片受到端部附件的影響最大。相反地，在壓應(yīng)力區(qū)域，不同彎曲負荷作用下，隨著離下端部附件上邊緣距離的增加，最大應(yīng)變值都先逐漸減小，直至在距離15 mm處應(yīng)變值達到最小值，然后再繼續(xù)增加，直至在距離45 mm處應(yīng)變值達到最大值，最后呈減小趨勢。在壓應(yīng)力區(qū)域，2通道應(yīng)變值最小，即距下端部附件上邊緣15 mm處，這與拉應(yīng)力區(qū)域下的表現(xiàn)狀態(tài)不同，表明在壓應(yīng)力的作用下，受到下端部附件影響最大的不是緊鄰其邊緣的區(qū)域，而是距下端部附件上邊緣有一定距離的區(qū)域。距離其45 mm處的4通道應(yīng)變值最大，這與拉應(yīng)力狀態(tài)下出現(xiàn)最大應(yīng)變的位置區(qū)域相一致。

圖3 不同彎曲負荷狀況下空心復(fù)合絕緣子應(yīng)變曲線Fig.3 The strain curves of the composite hollow insulator under different bending loads

上述的應(yīng)變模擬曲線是根據(jù)由應(yīng)變片在不同粘貼位置測量的數(shù)據(jù)點，利用樣條插值方法得到的控制彎曲程度的順滑自由曲線，即Spline樣條曲線擬合而成?？梢源笾屡袛喑隼瓚?yīng)力和壓應(yīng)力狀態(tài)下，端部附件對其上邊緣附近位置區(qū)域的影響是不同的，具體表現(xiàn)在拉應(yīng)力狀態(tài)下，隨著離端部附件上邊緣的距離增加，端部附件對試樣底部區(qū)域的影響依次從強到弱，直至在距離約45 mm處影響最小，若距離繼續(xù)增加，由于受到的拉應(yīng)力逐漸減少，其應(yīng)變值也相應(yīng)降低，符合一般電阻應(yīng)變效應(yīng)規(guī)律。而在壓應(yīng)力狀態(tài)下，隨著離端部附件上邊緣的距離增加，端部附件對試樣底部區(qū)域的影響依次為弱-強-弱，直至在距離約45 mm處影響最小。

還需要提及的是，無論是在拉應(yīng)力狀態(tài)還是在壓應(yīng)力狀態(tài)下，真實的最大應(yīng)變值和最小應(yīng)變值都可能不會出現(xiàn)在粘貼位置的某一點處。由于應(yīng)變片也有一定長度，以及粘貼空間的需要，相鄰應(yīng)變片的間距不可能無限小，所以不太可能在現(xiàn)場試驗上得到最大應(yīng)變或最小應(yīng)變的位置區(qū)域。即使存在這樣的問題，但由Spline樣條插值法擬合而成的曲線還是可以推斷出上述結(jié)論。

圖4 不同彎曲負荷下不同應(yīng)變片粘貼位置的最大應(yīng)變曲線Fig.4 The maximum strain curves of strain gauges with different pasting position under different bending loads

2.2 不同彎曲負荷狀況下空心復(fù)合絕緣子殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比分析

圖5為不同彎曲負荷下不同應(yīng)變片粘貼位置的殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比曲線。從圖5中可以看出，無論是在拉應(yīng)力還是在壓應(yīng)力狀態(tài)下下，隨著彎曲負荷的增加，無論在彎曲負荷MML、1.5×MML、還是2.5×MML下，甚至在4.5×MML負荷下，應(yīng)變片不同粘貼位置的殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比都呈平緩變化，無相應(yīng)規(guī)律，但都小于±2.5%，最后只是在彎曲負荷21.7 kN時，樣品下端部附件處纏繞筒出現(xiàn)損壞斷裂，其殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比出現(xiàn)劇烈增加，都約為20%，但此時的殘余應(yīng)變已無參考意義。

對220 kV空心復(fù)合絕緣子樣品來說，雖然在試驗中發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)變位置區(qū)域沒有出現(xiàn)在國標GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）推薦的粘貼位置，即距下端部附件上邊緣30mm處，但其殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變的百分比曲線表明，即使試驗前無法確定最大應(yīng)變區(qū)域位置，應(yīng)變片沒有粘貼在最大應(yīng)變區(qū)域，若在已經(jīng)考慮減少下端部附件對其測量影響的前提下，兩者的百分比在一定程度上也能表征空心復(fù)合絕緣子的機械特性，因此單純地一味追求尋找最大應(yīng)變區(qū)域位置并無多大意義，殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比的準確性才是試驗的最終目的。

圖5 不同彎曲負荷下不同應(yīng)變片粘貼位置的殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比曲線Fig.5 The percentage curves of residual strain divided by maximum strain maximum of strain gauges with different pasting position under different bending loads

由于輕度的可見損傷并不明顯可見，若只是以肉眼觀察，很難區(qū)分可逆的彈性狀態(tài)與不可逆的塑性狀態(tài)兩者間的界限，所以標準GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中第8.4.2條中給出了界限推薦值，即殘余應(yīng)變占最大應(yīng)變的±5%。在彎曲負荷1.5×MML下時，負荷施加前和施加后，纏繞筒的應(yīng)變相同，即殘余應(yīng)變在最大應(yīng)變的±5%以內(nèi)，即為可逆的彈性階段，表明纏繞管沒有出現(xiàn)損傷。而在彎曲負荷2.5×MML下，殘余應(yīng)變允許超過最大應(yīng)變的±5%，即為不可逆的塑性階段。

空心復(fù)合絕緣子的纏繞筒是由玻璃纖維增強樹脂材料復(fù)合而成，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線受玻璃纖維含量不同而略有變化，但有文獻[9]表明同一種工藝條件制成其材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線是一定的，且其重復(fù)性較好。圖6為距下端部附件上邊緣45 mm處應(yīng)變片的彎曲負荷與應(yīng)變曲線，從圖中可以看出在彎曲負荷4.5×MML之前，纏繞管受拉側(cè)和受壓側(cè)的應(yīng)變與彎曲負荷呈正比，基本處在可逆的彈性階段范圍內(nèi)，但在4.5×MML之后，應(yīng)變曲線尾部走勢表現(xiàn)不同，受拉側(cè)下曲線斜率逐漸增加表明受到的應(yīng)力迅速增大而應(yīng)變變化緩慢，受壓側(cè)下曲線斜率逐漸減小表明應(yīng)變迅速增大而應(yīng)力增加速度減小，最終導(dǎo)致纏繞筒在受拉側(cè)明顯出現(xiàn)斷裂損壞，而受壓側(cè)的管壁損壞現(xiàn)象并不明顯，這與試驗現(xiàn)場結(jié)果的表現(xiàn)狀態(tài)相一致。

圖6 距下端部附件45 mm處應(yīng)變片的彎曲負荷與應(yīng)變曲線Fig.6 The strain curves between bending load and strain of the strain gauge pasted at the point 45 mm from the lower end fitting

結(jié)合殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比曲線和彎曲負荷與應(yīng)變曲線綜合分析，可以判斷在彎曲負荷4.5×MML之前，纏繞筒處在可逆的彈性階段，彎曲負荷4.5×MML至21.7 kN這一過程中，纏繞筒處在不可逆的塑性階段，直至最后出現(xiàn)管壁斷裂損壞，此塑性階段過程較短暫。纏繞筒的可逆彈性階段和不可逆的塑性階段界限分明，無屈服階段，變形量很小，基本屬于脆性材料范疇，表明若一旦纏繞筒管壁出現(xiàn)新的裂紋、缺陷或損傷，其很快將發(fā)生斷裂損壞。而在國家標準中規(guī)定彎曲負荷2.5×MML（該值一般小于或等于SML（規(guī)定機械負荷））下，殘余應(yīng)變允許超過最大應(yīng)變的±5%，但應(yīng)保證沒有出現(xiàn)可見的損傷。假若試驗時超過規(guī)定值±5%，表明纏繞筒管壁極可能有不可見損傷等現(xiàn)象發(fā)生，并很快可能發(fā)生斷裂損壞，甚至在還未到達SML時就已經(jīng)損壞嚴重，此外根據(jù)日常檢驗其它各種型號的空心復(fù)合絕緣子經(jīng)驗，在2.5×MML彎曲負荷下，殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變的百分比也都常常小于±5%，因此針對這一規(guī)定值得分析研究和討論。

標準中指出數(shù)值±5%是作為指導(dǎo)給出，將來積累了經(jīng)驗后它可能會被修改。因為本文僅初步對220 kV空心復(fù)合絕緣子進行了最大應(yīng)變和殘余應(yīng)變的研究，樣本單一，且應(yīng)變法表征空心復(fù)合絕緣子機械特性時，影響試驗結(jié)果的因素較多，一方面是外在條件，如試驗設(shè)備的零漂溫漂和測量誤差、應(yīng)變片的精度、應(yīng)變片的粘貼位方法和位置、電氣接觸不良等；另一方面是被試空心復(fù)合絕緣子的固有特性，如樣品的端部附件膠裝高度、纏繞筒的內(nèi)徑和壁厚等，所以目前所做的工作還不能夠?qū)Υ顺浞钟懻?，現(xiàn)階段只是積累應(yīng)變測量法數(shù)據(jù)經(jīng)驗，對應(yīng)變法測量空心復(fù)合絕緣子的應(yīng)用提供一定的參考指導(dǎo)。下一步工作的重點將是研究不同型號的空心復(fù)合絕緣子的端部附件膠裝高度、纏繞筒的內(nèi)徑和壁厚對最大應(yīng)變區(qū)域位置和殘余應(yīng)變的影響規(guī)律，期望將來有足夠多的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以對界限值±5%是否準確合理提供參考意見。

3 結(jié)論

選用220 kV空心復(fù)合絕緣子作為試樣，參照標準GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD），利用動態(tài)電阻應(yīng)變儀研究空心復(fù)合絕緣子不同位置區(qū)域的最大應(yīng)變和殘余應(yīng)變規(guī)律，得出了以下結(jié)論：

1）空心復(fù)合絕緣子纏繞管受拉側(cè)和受壓側(cè)最大應(yīng)變區(qū)域都出現(xiàn)在離下端部附件上邊緣距離45 mm處附近，這與GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD）中應(yīng)變片的粘貼位置一般推薦在離下端部附件上邊緣30 mm稍有不同；

2）彎曲負荷作用下，隨著離下端部附件上邊緣距離的增加，空心復(fù)合絕緣子纏繞管受拉側(cè)受端部附件對試樣底部區(qū)域的影響依次從強到弱，而在受壓側(cè)，對試樣底部區(qū)域的影響依次為弱-強-弱，兩側(cè)都是在距離其約45 mm處影響最小；

3）在彎曲負荷4.5×MML之前，不同粘貼位置應(yīng)變片的殘余應(yīng)變與最大應(yīng)變百分比都小于2.5%，處在可逆的彈性階段；

4）空心復(fù)合絕緣子纏繞管受拉側(cè)和受壓側(cè)的彎曲負荷與應(yīng)變曲線尾部走勢略有不同，具體表現(xiàn)在受拉側(cè)曲線斜率逐漸增加，受壓側(cè)曲線斜率逐漸減小，以致最后管壁兩側(cè)斷裂損壞現(xiàn)象也不盡相同。

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Study on Mechanical Characteristic of 220 kV Composite Hollow Insulator Based on Dynamic Strain

JING Qian，ZHANG Changzheng，PENG Jing，LIU Yuxin，LIU Zhiqiang，HE Yuanhua
（Xi′an High Voltage Apparatus Research Institute Co.，Ltd.，Xi′an ，China 710077）

With the use of the 220 kV composite hollow insulator，the maximum strain and residual strain exerted on the different positions of the composite hollow insulator are studied by dynamic strain in?dicator.The experimental results show that under bending moments the maximum strain of tension and compression sides of the composite hollow insulator is measured at the point about 45 mm from the lower end fitting，which is slightly different from the recommended 30 mm by GB/T 21429—2008（IEC 61462:1998，MOD），and that the strain exerted by the lower end fitting on the bottom area of the sam?ples is not exactly the same.With the increase of the distance to the top edge of lower end fitting，the ef?fect on tension side is from strong to weak and the effect on compression side is from weak to strong，then strong to weak.Both of them have the weakest effect measured at the point about 45 mm from the lower end fitting.Before the bending load reached 4.5× MML（maximum mechanical load），the percentages of residual strain divided by maximum strain of the different pasting positions are both less than 2.5%，indi?cating the elastic phase.There are different trends of the tail curve between bending load and strain on the tension and compression side of the composite hollow insulator，which is reflected in the gradually in?creased slope of tension curve and decreased slope of the compression side curve，resulting in the differ?ent fracture phenomenon on both sides of the pipes.

composite hollow insulator；stress；strain；residual strain；mechanical characteristic；maximum mechanical load

10.16188/j.isa.1003-8337.2017.06.034

2017-05-08

井謙（1984—），男，碩士，工程師，現(xiàn)從事絕緣子檢測和論證工作。