一种GIL支柱绝缘子及其界面应力检测方法技术

本发明专利技术涉及高压电试验的技术领域，公开了一种GIL支柱绝缘子，包括环氧绝缘体和金属嵌件，环氧绝缘体开设有嵌件安装腔，金属嵌件的外表面设有高温应变片，金属嵌件安装于嵌件安装腔，高温应变片位于环氧绝缘体与金属嵌件之间。本发明专利技术的GIL支柱绝缘子直接、高效和准确获取金属－环氧界面的检测数据。还公开了一种GIL支柱绝缘子界面应力检测方法，将高温应变片贴设在金属嵌件朝向环氧绝缘体的表面后，再进行环氧绝缘体的浇注，高温应变片能监测浇注过程中环氧绝缘子的环氧－金属嵌件界面应变变化，在形成实验支柱绝缘子后，再对实验支柱绝缘子进行外施作用力的应变测试实验，实现监测金属－环氧界面在“浇注成型－断裂”全过程的应变变化。的应变变化。的应变变化。

【技术实现步骤摘要】
一种GIL支柱绝缘子及其界面应力检测方法


[0001]本专利技术涉及高压电试验的
，特别是涉及一种GIL支柱绝缘子及其界面应力检测方法。

技术介绍

[0002]SF6气体绝缘输电线路(Gas insulated transmission line，GIL)具有输电损耗低、电容负载低、传输能量大、安全可靠性高、无电老化等优点，在国内外电力系统中得到了越来越广泛的应用。支柱绝缘子是GIL设备中重要的部件，主要起到绝缘和机械支撑的作用，运行经验表明支柱绝缘子柱腿断裂是其故障的主要原因。随着电网投入运行的GIL设备增多，支柱绝缘子柱腿断裂引起的事故数量显著增加，因此环氧－金属嵌件界面粘接强度提升技术成为降低支柱绝缘子故障率的研究热点。
[0003]环氧－金属嵌件界面是机械强度的薄弱环节，不仅在于理想条件下界面是应力最集中的区域，还有一个原因是在浇注过程环氧材料容易在金属嵌件表面形成应力集中，导致固化不均匀或粘接不牢形成小气隙。因此，提升环氧－金属界面粘接强度不仅需要优化结构设计，还需要改进材料的配方工艺。环氧－金属嵌件界面粘接强度提升可以从多个方面着手，比如改变环氧材料配方和浇注工艺、金属嵌件的氧化处理和滚花工艺、金属嵌件和环氧之间涂敷缓冲材料等。
[0004]现有技术主要通过给环氧绝缘子柱腿表面粘贴应变片测量环氧表面应变以及环氧－金属嵌件界面的断裂强度来评价粘接强度提升效果，这种方法有两个缺点：1)不关注浇注过程环氧材料与金属嵌件的相容性，即浇注过程的应变变化；2)测量结果为柱腿表面形变，需要结合仿真建模计算推导得出环氧－金属嵌件界面的形变和应力，计算过程需要假定三支柱绝缘子为材料均匀分布、且环氧－金属嵌件界面为理想界面，会忽略滚花、胶粘等工艺细节，计算结果与实际值有不可忽略的偏差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种直接、高效和准确获取金属－环氧界面的检测数据的GIL支柱绝缘子。
[0006]同时提供一种更全面地获取环氧－金属嵌件的界面应力数据的GIL支柱绝缘子界面应力检测方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种GIL支柱绝缘子，包括环氧绝缘体和金属嵌件，所述环氧绝缘体开设有嵌件安装腔，所述金属嵌件的外表面设有高温应变片，所述金属嵌件安装于所述嵌件安装腔，所述高温应变片位于所述环氧绝缘体与所述金属嵌件之间。
[0008]作为优选方案，所述环氧绝缘体与所述金属嵌件之间具有应力最集中点，所述高温应变片与所述应力最集中点具有预设距离L，L＞0。
[0009]作为优选方案，所述高温应变片包括应变片体和连接线，所述应变片体与所述连接线的一端连接，所述连接线的另一端从所述金属嵌件穿出，所述应变片体贴设于所述金
属嵌件朝向与所述环氧绝缘体的表面。
[0010]作为优选方案，所述金属嵌件开设有引线孔，所述金属嵌件背向所述环氧绝缘体的一端开设有嵌件腔，所述嵌件腔的内侧面开设有引线槽，所述连接线置于所述引线槽内，所述连接线依次通过所述引线孔和所述引线槽背向所述环氧绝缘体方向穿出。
[0011]一种GIL支柱绝缘子界面应力检测方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1：高温应变片粘贴于金属嵌件与环氧绝缘体粘接的粘贴面，根据所需监测位置确定高温应变片在金属嵌件GIL支柱绝缘子界面应力检测方法上的布置位置；
[0013]步骤2：根据布置位置在所述金属嵌件开设引线孔，所述金属嵌件背向环氧绝缘体的一端开设有嵌件腔，所述引线孔从所述布置位置延伸至所述嵌件腔，所述嵌件腔的内侧面开设有引线槽，所述高温应变片包括应变片体和连接线，所述引线槽的深度大于所述连接线的直径；
[0014]步骤3：所述应变片体粘贴于所述金属嵌件的所述粘贴面的所述布置位置，所述连接线的一端与所述应变片体连接，另一端依次穿过所述引线孔和引线槽后延伸出所述金属嵌件背向所述环氧绝缘体的一端与数据采集装置连接形成嵌件数据采集装置；
[0015]步骤4：将所述嵌件数据采集装置进行GIL支柱绝缘子的环氧绝缘体的浇注，通过所述嵌件数据采集装置获取所述环氧绝缘体的浇注过程中环氧－金属嵌件界面的应力数据，所述环氧绝缘体浇注完成形成实验支柱绝缘子。
[0016]作为优选方案，包括步骤5：所述环氧绝缘体浇注完成后，所述实验支柱绝缘子进行外施作用力的应变测试实验。
[0017]作为优选方案，在所述步骤4中，将所述嵌件数据采集装置安装于用于浇注所述环氧绝缘子的模具，并监测并采集浇注过程的应变ε和温度T随时间t变化的数据。
[0018]作为优选方案，在所述步骤5中，包括以下子步骤：
[0019]步骤5.1：将所述实验支柱绝缘子从所述模具中取出，对所述实验支柱绝缘子进行局部放电试验和X射线检测试验；
[0020]步骤5.2：通过对所述实验支柱绝缘子进行外施作用力F的应变测试实验，记录应变ε及外施作用力F的变化数据。
[0021]作为优选方案，包括步骤6：结合浇注过程的应变ε和温度T随时间t变化的数据、应变ε及外施作用力F的变化数据、局部放电试验的起始电压和所述应变测试实验的最终断裂强度分析不同所述环氧绝缘体所用材料配方及加工工艺。
[0022]作为优选方案，至少根据所述环氧绝缘子的浇注工艺最高温度、所述布置位置和需要策略的应变方向选择所述高温应变片。
[0023]本专利技术实施例一种GIL支柱绝缘子与现有技术相比，其有益效果在于：将高温应变片放置于环氧绝缘体与金属嵌件之间，由于环氧－金属界面是GIL支柱绝缘子机械性能最薄弱的环节，也是GIL支柱绝缘子的柱腿断裂是其最常见的故障类型，因此需要监测其粘接失效过程，分析结构、材料配方工艺的改变对界面应变的影响规律，以及断裂过程分析。通过布置高温应变片在环氧－金属界面的不同位置，实现对粘接失效过程界面应变变化的监测。同时，能直接得到监测数据，无需通过侧面监测方法得到间接数据再换算，提高监测效率，提高数据准确性。
[0024]本专利技术实施例一种GIL支柱绝缘子界面应力检测方法与现有技术相比，其有益效
果在于：将高温应变片贴设在金属嵌件朝向环氧绝缘体的表面后，再进行环氧绝缘体的浇注，高温应变片能监测浇注过程中环氧绝缘子的环氧－金属嵌件界面应变变化，在形成实验支柱绝缘子后，再对实验支柱绝缘子进行外施作用力的应变测试实验，实现监测金属－环氧界面在“浇注成型－断裂”全过程的应变变化，比只监测断裂过程的数据更丰富全面，也更有利于对比不同材料配方工艺对界面粘接性能的影响规律，更有助于优化改进环氧和金属嵌件材料、工艺处理方法，从而达到提升环氧－金属嵌件界面粘接强度的目的，进而降低GIL支柱绝缘子的故障率。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例的整体结构示意图。
[0026]图2是本专利技术实施例环氧绝缘体的结构示意图。
[0027]图3是本专利技术实施例的金属嵌件结构透视示意图。
[0028]图4是本专利技术实施例的金属嵌件的侧视结构示意图。
[0029]图5是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIL支柱绝缘子，其特征在于：包括环氧绝缘体和金属嵌件，所述环氧绝缘体开设有嵌件安装腔，所述金属嵌件的外表面设有高温应变片，所述金属嵌件安装于所述嵌件安装腔，所述高温应变片位于所述环氧绝缘体与所述金属嵌件之间。2.根据权利要求1所述的GIL支柱绝缘子，其特征在于：所述环氧绝缘体与所述金属嵌件之间具有应力最集中点，所述高温应变片与所述应力最集中点具有预设距离L，L＞0。3.根据权利要求1所述的GIL支柱绝缘子，其特征在于：所述高温应变片包括应变片体和连接线，所述应变片体与所述连接线的一端连接，所述连接线的另一端从所述金属嵌件穿出，所述应变片体贴设于所述金属嵌件朝向所述环氧绝缘体的表面。4.根据权利要求3所述的GIL支柱绝缘子，其特征在于：所述金属嵌件开设有引线孔，所述金属嵌件背向所述环氧绝缘体的一端开设有嵌件腔，所述嵌件腔的内侧面开设有引线槽，所述连接线置于所述引线槽内，所述连接线依次通过所述引线孔和所述引线槽背向所述环氧绝缘体方向穿出。5.一种GIL支柱绝缘子界面应力检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：高温应变片粘贴于金属嵌件与环氧绝缘体粘接的粘贴面，根据所需监测位置确定高温应变片在金属嵌件GIL支柱绝缘子界面应力检测方法上的布置位置；步骤2：根据布置位置在所述金属嵌件开设引线孔，所述金属嵌件背向环氧绝缘体的一端开设有嵌件腔，所述引线孔从所述布置位置延伸至所述嵌件腔，所述嵌件腔的内侧面开设有引线槽，所述高温应变片包括应变片体和连接线，所述引线槽的深度大于所述连接线的直径；步骤3：所述应变片体粘贴于所述金属嵌件的所述粘贴面的所述布置位置，所述连接线的一端与所述应变片体连接，另一端依次穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，周福升，杨芸，黄若栋，熊佳明，王国利，姚聪伟，庞小峰，宋坤宇，王增彬，赵晓凤，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：