E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料力学性能试验研究

要：通过对6 组48 个试件进行力学性能试验,研究了E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料顺纤维方向和垂直纤维方向的抗拉强度、弹性模量、泊松比,并与输电杆塔结构中常用钢材进行了力学性能和成本对比分析。结果表明,E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料力学性能优异、绝缘性能良好、成本合理,适宜在输电杆塔结构中应用。     

纤维增强复合材料输电杆塔研究进展

纤维增强复合材料杆塔由于具有轻质高强、绝缘性能好、耐腐蚀等优点,已经在输电线路工程获得应用。综述了纤维增强复合材料杆塔在国内外的应用研究,总结纤维增强复合材料在输电杆塔应用中的关键性技术难题,评述和分析国内外在纤维增强复合材料杆塔材料、铺层设计、节点连接、压杆稳定计算及防雷接地等方面的研究现状。最后对纤维增强复合材料在输电杆塔设计及应用中的关键问题进行了展望。     

新闻

武汉南瑞自主研制的110kV复合材料杆塔在四川眉山带电运行近日,武汉南瑞自主研制的聚氨酯复合材料杆塔在四川眉山天思线110kV输电线路中实现带电运行。这是我国首次在重污秽地区进行复合材料杆塔试点应用,也是首次在110kV输电线路中间隔穿插架设多基复合材料杆塔。四川眉山天思线110kV输电线路采用单杆全复合与单杆组合式两种结构形式     

武汉南瑞3种结构形式复合材料杆塔在220kV线路中试点应用

2013年1月15日,武汉南瑞自主研制的聚氨酯复合材料杆塔在辽宁丹东长凤220kV输电线路中实现带电运行。武汉南瑞为该线路提供了单杆组合、单杆全复合和门型组合这3种结构形式的五基复合材料杆塔,这也是中国首次在同条220kV线路中试点应用多种结构形式复合材料杆塔。聚氨酯复合材料杆塔具有耐腐蚀、防污闪、防雷等技术优势     

面向采空区的输电线路杆塔设计优化方法

由于现有输电线路杆塔材料弹性较差,且本体结构难以适用于采空区,因此提出面向采空区的杆塔设计优化方法.首先,提出一种输电线路杆塔拓扑优化方法,通过选择合适的杆塔支撑形式、边缘形式、内层数以及冗余数,以获得最优的杆塔结构.然后,采用纤维增强复合材料(FRP)替代传统的杆塔材料设计横担,保证杆塔处于弹性工作状态,提高其承载力.最后,基于回溯搜索算法(BSA)求解杆塔拓扑优化问题,在满足应力、位移等约束的前提下,实现杆塔尺寸、形状和拓扑的优化.基于Matlab中开发的有限元程序对文中方法性能进行实验论证,结果表明,与其他方法相比,文中方法的结构重量明显减少,且结构更具弹性,适用于采空区的实际应用.     

纤维增强铝基复合材料在输电导线中的应用

连续氧化铝纤维增强铝基复合芯输电导线以其重量轻、强度大、蠕变小、线膨胀系数小等优点,逐渐被研究人员重视。连续氧化铝纤维增强铝基复合材料是首次应用于输电导线,作为导线的承力部分。本文重点概述了纤维增强金属基复合材料的制备方法、性能特点、发展现状等。     

基于ATP的110 kV复合材料杆塔防雷优化设计研究

为开展复合材料杆塔在防雷性能和经济效益上的优越性的研究,分析了不同结构参数对复合材料杆塔防雷性能的影响。基于ATP软件,建立了不同结构参数下110 kV复合材料杆塔及绝缘闪络的仿真模型,研究了横担长度、上下相间距离、杆塔呼高及水平档距等因素对单回输电线路杆塔耐雷水平及雷击分闸率的影响,依据仿真计算结果提出了复合材料杆塔的最优化防雷结构设计方案。     

纤维增强复合材料输电杆塔研究现状

随着复合材料及其工艺技术的发展,比强度高、绝缘性好、耐腐蚀性强、可设计性优的纤维增强聚合物(FRP)复合材料杆塔得到越来越多的关注,目前已在多条不同电压等级的线路上获得试点工程应用。研究及试点应用中发现复合材料杆塔还存在刚度不足、节点强度不够、前期投资高昂等问题,国内外学者从材料选择、杆塔设计、节点设计、局部加强等方面提出了改善复合材料杆塔结构、减小复合材料杆塔挠度的方法。从杆塔材料、加工工艺、结构设计等方面综述了国内外研究人员对复合材料杆塔的最新研究进展。     

2008年度南方电网部分重点科研项目

在2008年度中国南方电网有限责任公司的重点科技研究项目中,由广东电网公司负责的科研项目有： a）“输电线路复合材料杆塔的应用研究”。研究内容是对复合材料及杆塔的电气、机械、老化等性能进行详细检测;根据材料的性能及输电线路安全运行要求,对复合材料杆塔塔型进行初步设计,通过各项试验进行复合材料杆塔的应用研究,对杆塔结构进行优化设计;通过试验验证杆塔是否满足线路的建设、运行、维护等方面的要求,并挂网试运行。负责单位是深圳供电局。     

电力输送用新型复合材料杆塔

武汉南瑞秉承"努力超越、追求卓越"的企业精神,坚持科研创新,产业创新.以改性聚氨酯树脂为基体、利用小角度缠绕等成型工艺方法,成功研制了电力输送用新型复合材料杆塔,并通过中国电力企业联合会技术鉴定,鉴定意见为:该复合材料杆塔综合技术性能达到国际先进水平,其中基体材料和大尺寸产品的制造技术达到国际领先水平。主要产品有:10kV/35kV复合材料杆塔、110kV/220kV(全复合或组合式)复合材料杆塔及10kV～750kV复合材料横担。该新型复合材料杆塔具有优异的机械性能和电气性能,耐候性、耐腐蚀性好,使用寿命长,很好地解决了输电线路中     

玻璃纤维含量对复合绝缘子芯棒机械性能的影响

特高压复合绝缘子对于芯棒有较高的拉弯性能要求。通过对芯棒进行强度性能测试,研究了玻璃纤维纱含量对芯棒拉弯性能的影响。结果表明,当芯棒的纤维质量分数在79%～83%时,芯棒的机械性能最优。复合绝缘子中的芯棒最终按照质量分数80%左右的纤维含量进行生产,产品顺利通过了复合相间间隔棒产品定型试验。     

基于碳纤维导线压接特性与金具选型的研究

从复合芯导线生产工艺、结构、玻璃纤维、碳纤维及树脂固化剂的共性和各自物理性、力学性能,结合输电线路运行特征,进行综合性调研、分析和试验,认为碳纤维复合芯导线在输电工程中不宜采用压缩型电力金具,以防将来产生导线断裂事故。碳纤维复合芯导线只能应用楔型电力金具,才能保证碳纤维复合芯导线的运行安全。     

纤维增强复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究

为开展复合材料在35 kV 输电杆塔中的应用研究,结合山东某35 kV 试点工程,通过杆塔真型试验及ANSYS有限元分析,从杆塔选型、材料选择、结构设计、节点优化等方面探讨35 kV 复合材料杆塔的设计方法。研究显示,该设计方法对35 kV全复合材料杆塔安全可靠,为工程应用提供了技术参考。     

复合材料在输电杆塔中的应用研究

简要介绍了复合材料在输电杆塔的应用及特点,介绍了复合材料构件的连接型式,并对角钢塔、上字型复合横担塔和酒杯复合材料塔进行了技术经济对比分析。结果表明,复合材料塔在输电杆塔中具有的优势可推广应用。     

格构式复合材料电杆结构设计及承载性能分析

根据沿海台风地区气象条件,计算了大风工况下格构式纤维增强复合材料（FRP）电杆的设计荷载,确定了电杆结构布置型式和杆件规格。考虑服役周期内结构大变形和FRP老化的影响,采用通用有限元软件ANSYS完成了格构式FRP电杆结构分析;与承载性能相同的常规混凝土电杆相比,单根电杆重量可降低60%以上。为验证格构式FRP电杆的承载性能,完成了90°大风100%设计荷载工况和超载工况下的电杆结构真型试验,获得了沿高度方向的杆身位移和典型构件断面的应变,并与有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力进行了对比分析。研究结果表明,格构式FRP电杆杆件在250%设计荷载内均处于线弹性阶段,其中主材断面应力最大值159.8 MPa,低于FRP材料的屈服强度300 MPa;有限元计算得到的杆顶位移和主材断面应力与试验结果基本一致,当加载至约260%设计荷载时,FRP电杆根部侧面加固板孔壁发生剪切破坏。     

特高压直流线路复合材料转动横担设计

结合目前国内FRP复合材料杆塔的现状,依托灵州—绍兴±800 kV特高压直流输电线路工程,提出FRP复合材料转动横担的受力机理、设计方案,并通过塔线耦合模型进行仿真分析。分析结果表明：FRP复合材料转动横担通过在纵向不平衡张力作用下,发生转动,释放纵向不平衡张力,减小了横担及塔身的受力,可有效减轻塔重和基础混凝土用量,具有良好的经济效益和社会效益。     

聚合物光纤在千兆网系统中的应用

介绍了国内近年来聚合物光纤在千兆网系统中应用的最新进展,着重阐述了聚合物光纤的发展和梯度折射率聚合物光纤的传输特性。从光纤入户的实际应用出发,探讨了聚合物光纤走向千兆网系统所要解决的关键技术问题,这些问题的解决对推动国内光纤入户工程具有一定的指导意义。     

OPGW光缆通信在输电线路在线监测信息传输上的应用初探

输电线路是建设统一坚强智能电网的基本保证和重要组成部分,对输电线路运行和环境状态的有效掌握一直是生产运行单位十分关心的问题。详细介绍了500 kV双龙变直流融冰系统中,利用光纤复合架空地线(OPGW)光缆传送输电线路覆冰信息的应用研究情况。     

FRP材料绝缘电杆的电场环境研究

介绍了国内外FRP材料及其在电力建设中应用的情况,设计了适用于110 kV输电电路的FRP材料杆塔。根据导线排列方式,该杆塔可分为上字型和门型电杆2种。采用场域分解的方法将三维无界场域分解成有界子区域,利用AnSoft软件,建立了常规钢管杆和FRP电杆仿真模型,分析了两种杆塔有无地线时对地1m处场强和导线表面最大场强。仿真结果表明FRP电杆的电场远小于对应钢管电杆。经优化计算后,得到了最佳的FRP电杆尺寸。