GIS/GIL绝缘子的应力与缺陷超声检测和机械失效机理研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:realord111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
GIS/GIL绝缘子是GIS/GIL的重要部件,起着机械支撑、电气绝缘、隔离气室等作用。由于制造工艺把控不好、运输过程防护不足或安装不规范等原因,绝缘子内部可能会存在应力集中或缺陷,若没被及时发现而投入运行,会造成绝缘子状态异常,严重情况下诱发击穿放电、炸裂等现象,直接威胁GIS/GIL安全稳定运行。目前,GIS/GIL绝缘子应力检测缺乏相关技术手段,缺陷检测可靠性不高,缺陷的产生、扩展与应力关联机理不明确。针对以上问题,本文提出了GIS/GIL绝缘子应力(热应力和机械应力)、缺陷(密度均匀性和界面缺陷)的超声检测方法,研究了绝缘子环氧-嵌件界面机械失效机理,主要研究内容如下:1)提出了GIS/GIL绝缘子密度均匀性的超声纵波反射检测法,建立了超声反射法系统,对7个不同Al2O3含量的环氧复合材料标准试样进行标定试验,发现环氧复合材料密度与超声声速呈正线性相关,构建了密度-超声声速映射方程;测量某126 k V盆式绝缘子环氧复合材料192个位置的超声声速,分析了超声传播时间测量不确定度,依据密度-声速映射方程得到该绝缘子密度分布。2)提出了GIS/GIL绝缘子热应力的超声临界折射纵波(超声LCR)声程差检测方法和环氧复合材料超声LCR传播深度的测量方法,试验发现随着超声探头频率的增大超声LCR在环氧复合材料内的传播深度(即超声LCR应力检测深度)呈指数衰减;进行某252 k V盆式绝缘子内部热应力仿真和超声LCR声程差检测试验,得到绝缘子某检测深度的热应力分布。3)提出了环氧复合材料试样平行应力声弹性系数测量方法,用标准试样测得材料的平行应力声弹性系数、垂直应力声弹性系数;提出了三支柱绝缘子径向载荷下柱腿环氧应力检测的超声穿透法、轴向载荷下柱腿嵌件外围环氧应力检测的超声反射法,进行三支柱绝缘子径向、轴向机械载荷仿真和试验研究,发现应力超声检测值与仿真值一致性较好,验证了超声检测GIS/GIL绝缘子机械应力的有效性。4)提出了GIS/GIL绝缘子环氧-嵌件界面的界面粘附模型和界面剥离模型,对无缺陷、脱壳和气缝缺陷的三支柱缺陷绝缘子进行了径向载荷仿真和试验研究,发现三支柱绝缘径向载荷下环氧-嵌件界面曲率最大处环氧应力最大,先达到拉伸破坏强度产生裂纹,之后裂纹沿环氧-嵌件底部界面与外围环氧内部发展,促使柱腿整体断裂。三支柱绝缘子径向载荷下机械失效取决于环氧-嵌件界面曲率最大处环氧的拉伸强度。进行了三支柱绝缘子轴向载荷仿真和试验研究,发现三支柱绝缘子轴向载荷下受压侧柱腿环氧-嵌件界面曲率最大处应力最大,先达到环氧-嵌件界面强度产生裂纹,之后裂纹沿环氧-嵌件界面底部发展,从而扩散整个界面,最终导致破坏。三支柱绝缘子轴向载荷下机械失效取决于环氧-嵌件界面的剪切强度。无论径向载荷还是轴向载荷,三支柱绝缘子柱腿断裂均发生在环氧与嵌件之间的半导电胶层。5)提出了GIS/GIL绝缘子界面缺陷的超声反射波归一化检测法、超声反射波声时检测法和超声相控阵检测法,建立了超声波在三支柱绝缘子柱脚多界面的反射透射传播模型,设计并研制适用于绝缘子材料和结构的超声窄脉冲单晶片探头、超声相控阵探头耦合楔块,建立超声单晶片探头反射检测平台和超声相控阵检测平台,试验得到某环氧-嵌件界面缺陷的超声反射波归一化三维表征图像、超声反射波声时成像和超声相控阵扫描图像,对三种方法检测结果的统一性进行了验证。
其他文献
骨修复材料的血管化是骨修复过程中亟待解决的关键问题之一。巨噬细胞表型和功能的变化在血管化过程中起着重要的作用,赋予骨修复材料免疫调控特性以增强血管生成无疑是改善骨缺损修复效果的新策略。本研究设计和构建了不同孔径的3D打印β-磷酸三钙(β-TCP)支架,从免疫调控的角度研究了不同孔径的β-TCP支架调控巨噬细胞极化增强血管生成进而促进骨修复的机理;基于β-TCP支架优异的骨修复效果,初步探索了3D打
学位
目的:顺铂是一种用于治疗多种恶性肿瘤的化疗药物,临床上广泛应用于睾丸癌、卵巢癌、宫颈癌、乳腺癌、膀胱癌、头颈癌、食管癌、肺癌、间皮瘤、脑肿瘤和神经母细胞瘤的治疗。顺铂通过静脉注射给药,进入体循环后主要蓄积在肾脏而引起肾损伤。尽管临床上采用水化疗法减轻顺铂引起的肾毒性,但仍然有40%的患者在接受水化疗法后仍然出现肾毒性,目前尚缺乏有效的降低肾毒性药物或逆转策略,导致顺铂在临床的使用中受限。雷洛昔芬是
学位
相比镍钴基合金涂层、碳化钨和碳化铬涂层,铁基涂层具有经济和环保的潜在优势,因此近年成为表面工程领域重点开发的防护涂层之一。然而单一铁基合金涂层的硬度低、韧性差且喷涂孔隙率较高。为了在耐磨耐腐蚀性能上替代传统涂层,迫切需要开发设计复合喷涂喂料以及相应的粉末和涂层制备工艺。本文以铁基的金属合金和非晶合金为改良对象,根据两者特性分别掺杂强化并制备复合涂层,以有效提升其耐磨耐蚀性能。具体而言,通过组合工艺
学位
【研究背景】帕金森病是继阿尔茨海默病之后第二常见的神经退行性疾病,其特征包括黑质致密部多巴胺能神经元的进行性丢失和α-突触核蛋白(alpha synuclein,αSyn)病理性聚集形成路易小体沉积。除了静止性震颤、肌强直与运动迟缓等运动症状外,认知障碍是帕金森病最显著的非运动症状之一,具有高致残性与病死率。帕金森病认知障碍的发病机制复杂,临床诊断相对滞后,治疗效果不佳。既往研究表明,皮层αSyn
学位
随着我国面临的国际形势越来越复杂,为满足武器系统控制精确和打击猛烈的要求,对武器型号产品的综合性能和生产效率提出了更高要求,对新一代高能量含能材料的要求同样极为迫切。在固体推进剂等典型含能材料的生产制备过程中,混合是不可或缺的环节,是影响固体推进剂分散均匀性的关键工序,且直接决定了导弹武器的性能及质量控制水平;同时,混合工序也是危险性最高和发生事故频次最多的工序;此外,混合还是制约固体推进剂生产效
学位
全聚合物太阳电池(all-PSCs)凭借出色的器件稳定性、机械柔韧性等优点,备受研究者青睐。发展至今,器件效率逐年稳步提升,目前已超过17%。然而与聚合物给体相比,性能优异的聚合物受体发展相对滞后,因此开发设计新型聚合物受体具有重要意义。本论文通过探究不同的分子设计手段对聚合物光电性能的影响,对材料的结构–性能关系有了更深的认识,为未来开发新型高性能聚合物受体提供更多的理论基础。具体的研究内容分别
学位
核安全是核电发展的生命线。当发生严重事故时,大量放射性物质会被释放到大气中,对公众和环境造成严重的危害。针对核电站严重事故,为了减轻核事故后果、保障公众安全,需要分析放射性核素在大气环境中的扩散迁移过程,以评估事故造成的放射性影响,进而确定相应的应急响应防护行动。在目前的严重事故应急响应研究中,对事故周围气象风场的预测和放射性核素的大气扩散模拟多采用离线方式进行耦合,耗费时间成本较高,无法对严重事
学位
随着移动通信的深入发展,越来越多的频段、制式被引入并采用,系统对各级设备提出了更高的要求。天线是无线信号的出入口,尤其面临着小型化、多频段、共口径等方面的需求。在基站天线的小型化和共口径方面,国内外众多学者开展了大量的研究,已取得重要进展,但随着天线尺寸要求的进一步缩小,各频段的电磁耦合剧增,频段间干扰严重,辐射方向图畸变,交叉极化鉴别率恶化,增益降低,遇到了技术瓶颈。本课题将研究小型化多频共口径
学位
全监督学习研究通常是在训练数据和测试数据满足独立同分布假设前提下开展。得益于近年来各应用领域大规模数据集构建,以深度学习为研究理论的神经网络模型在计算机视觉、自然语言处理、生物信息计算等领域显著地推动了人工智能技术的发展与应用。其中,以图像识别为代表的若干计算机视觉任务,如图像分类、目标检测、语义分割等在众多公开数据集上均获得了传统算法无法企及的性能。但是在实际应用场景中,真实测试数据(目标领域)
学位
随着综合能源系统的发展、多种异质能源子系统之间的相互影响和大规模可再生能源的不断渗透,互联电网中功率扰动的不确定性和随机性随之增强,加剧了系统自身频率调节与平衡的压力。此外,由于调频辅助服务市场机制的引入、电网运营商之间的博弈和不同频率控制主体之间的相互制约,自动发电控制(automatic generation control,AGC)系统中的不同模块、不同目标和不同主体之间的协调问题变得更复杂
学位