马国祥
- 作品数：5 被引量：51H指数：4
- 供职机构：清华大学电机工程与应用电子技术系更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：电气工程一般工业技术更多>>
- 强风区750kV复合绝缘子抗风性能研究被引量：20
- 2015年
- 在我国西北部的特高压输电线路中,复合绝缘子被广泛应用,但途经＂三十里风区＂的750 kV输电线路,在运行不到一年时间内,就出现大量绝缘子伞裙根部断裂故障。强风条件下伞裙发生持续稳定的强烈摆动,最终导致硅橡胶材料疲劳断裂。该文首先利用有限元软件分析流体中复合绝缘子的受力情况,研究绝缘子各部位的风压分布和伞裙附近的流场特点;其次提出一套复合绝缘子风洞实验方法,研究两支典型750 kV复合绝缘子在25～60 m/s风速范围内的伞裙动态过程。风洞实验研究发现,在V型串的悬挂方式下,背风侧绝缘子串伞裙相对迎风侧绝缘子更易起振,且芯棒与来流夹角的变化对其起振风速影响显著,最不利来流迎风角在50°;绝缘子的停振风速相对于起振风速降低最高可达17.6%;通过不同风速下伞裙摆动频率和幅度研究,发现随风速的升高,摆动频率较稳定,但摆动幅度会明显提高,伞裙摆动幅度最大可达伞间距的79%。
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- 关键词：KV输电线路复合绝缘子伞裙风洞实验
- 强风区750kV复合绝缘子伞裙破坏机制分析研究被引量：26
- 2014年
- 为研究强风区复合绝缘子伞裙根部断裂故障的产生机制,进行了现场故障情况分析、材料疲劳龟裂实验、流固耦合仿真计算以及绝缘子伞裙特殊结构下的断裂问题分析。研究发现经过平均风速高于30m/s强风区的新疆750kV高压输电线路中,复合绝缘子出现大规模伞裙根部断裂故障,最严重的单根绝缘子有效爬距损失达20.4%。研究结果表明:常规绝缘子硅橡胶材料耐疲劳性能较差,在强风中绝缘子伞裙会出现大幅摆动现象,该状况导致伞裙根部承受严重的应力集中问题,长期的循环应力作用使伞裙根部材料出现疲劳裂纹,最终发展为伞裙根部断裂故障。该实验研究结果与现场故障现象吻合度较高,为进一步解决伞裙断裂故障提供了理论基础。
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- 关键词：复合绝缘子流固耦合
- 强风区复合绝缘子伞裙撕裂研究被引量：20
- 2013年
- 复合绝缘子相关技术的研究与进步推动了我国特高压输电线路的建设和发展,对复合绝缘子的制造工艺、材料、试验方法、老化问题、机械性能、脆断、伞裙结构等方面的研究一直是高电压绝缘领域的重点。复合绝缘子的伞裙破坏问题是强风灾害下出现的新问题,无相关研究成果见诸报道,在IEC和国家标准中尚未有针对性的条项。利用风洞试验和模拟仿真,揭示强风时流体与复合绝缘子伞裙作用过程,阐释复合绝缘子伞裙的破坏机制。研究发现,在风速高于35 m/s时,试验使用的复合绝缘子伞裙将发生高频大幅振动,导致伞裙根部发生严重的应力集中,在周期循环载荷作用下,伞裙根部长期处于应力疲劳状态,伞裙根部出现微裂纹,进而扩展为深度裂纹,贯穿伞裙根部最终导致伞裙撕裂问题。
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- 关键词：复合绝缘子循环载荷
- 新疆“三十里风区”输电线路复合绝缘子故障分析被引量：2
- 2013年
- 复合绝缘子是超高压输电线路中的关键设备之一,确保其可靠运行是维护电网安全的前提。新疆乌鲁木齐至吐鲁番750kV输电线路途径"三十里风区",当地10米高度处最高设计风速为42m/s,这对复合绝缘子的长期运行是一个巨大挑战。强风下的绝缘子伞裙摆动导致其根部材料疲劳,进一步产生微观裂纹,最终导致绝缘子撕裂故障。本文通过气候环境调研,分析了当地气候环境特征;通过故障分析,初步探明乐儿复合绝缘子伞裙撕裂过程;通过风洞实验研究,得到了伞裙在流体中的动态现象。通过以上分析,对于这项特殊微气候环境下的外绝缘典型故障,本研究探明强风下伞裙动态过程,并在伞裙故障产生原因方面进行一定探索,为最终解决该问题提供了有力的技术参考。
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- 关键词：复合绝缘子风速风洞实验
- 复合绝缘子在强风下的形变及应力集中程度被引量：16
- 2015年
- 输电线路上的复合绝缘子伞裙在强风下会出现形变,形变导致伞裙根部应力集中,长期存在的应力集中会引起伞裙根部疲劳断裂。为研究强风区复合绝缘子仿真计算模型的有效性、形变和应力集中程度随着风速的变化趋势,采用流固耦合的仿真方法,主要探讨了不同风速下形变和应力集中现象及其大小,并通过风洞实验验证。结果表明:复合绝缘子在20 m/s以上强风下存在25 mm以上形变问题,进一步导致伞裙根部出现月牙状应力集中区域,仿真结果与实验结果对应较好;复合绝缘子在20 m/s以上强风下的应力集中随着形变的变大而增加;风速从20 m/s到60 m/s区间不断提高,伞裙的形变从25 mm到83 mm不断变大,伞裙根部的应力从0.12 MPa到0.60MPa不断增大。为了防止伞裙根部应力集中过大而导致的撕裂,就要阻止伞裙产生大的形变。
- 贾志东马国祥朱正一王希林关志成
- 关键词：复合绝缘子流固耦合风洞
