复合材料

探索全有机非线性电导聚合物材料:通过分子结构设计或有机半导体开发的方法实现非线性电导材料性能参数的按需调控

本产品主材采用高强度的SMC玻璃纤维复合材料，在模具内经高温高压一次成型，材料密实，没有薄弱点，相比普通玻璃钢壳强度更高。中间接头主体采用自粘性防火抗电弧胶带进行包覆，防爆盒两端内部与电缆间隙处塞上膨胀阻燃型柔性防火泥，其次防爆盒内放入膨胀型防爆阻火包，再加上外部高强度阻燃防爆盒的保护，整体结构采用三层防火防爆的方式，从而达到整体防火防爆的作用,。

本项目属于电气工程学科，涉及材料学、环境学等多学科交叉领域，由科研、生产等单位协同攻关完成。 随着电网建设的快速推进，跨区域长距离输电不可避免地会受到特殊气候和极端环境的影响，输变电设备的沿面放电问题日益突出，主要体现在：一是高海拔问题。在气压低、温差大、紫外线强等恶劣运行环境下，输变电设备面临放电电压降低、复合材料老化的问题；二是覆冰问题。在导线覆冰厚度5mm以下地区，超、特高压绝缘子串多次发生冰闪事故，仅以导线覆冰厚度来表征绝缘子覆冰严重程度与现场情况不符；三是大雨闪络问题。我国站用套管多次发生大雨闪络事故，多是由于外形设计不合理，需要从雨帘物理阻隔等角度对雨闪特性开展深入研究。上述问题国内外研究较少，亟待开展技术攻关，从而解决特殊气候条件下超/特高压输变电设备沿面外绝缘关键技术难题。

复合材料具有耐腐蚀、环保、轻质、高强度和耐受性好等优势。本文针对广东电网公司采用复合材料替代传统 混泥土杆作为10kv线路杆塔的新思路，对复合材料电杆在配网线路中应用的关键点进行分析，并对以“威马逊”“彩 虹”等为代表的超强风作用下复合材料电杆的受力状况、应用经济性等方面进行了详细的研究。为复合材料在沿海、覆 冰等强载荷、突变载荷条件下应用设计提出了一些建议，可供相关技术人员参考和借鉴。

主要介绍了一种变压器防腐涂层导热性能提升技术的研究及应用情况。本技术通过通过在变压器防腐涂层材料中配置一定比例以及不同添加剂用量的石墨烯复合材料，实现变压器整体散热效率的提升，并通过改进基材的表面处理方式，实现复合材料快速、高效、可靠的涂装，满足了变电工程的应用需求。本次演讲全面介绍该技术的技术要点、研究过程以及应用效果。

目前国内外用碳纤维复合芯导线均存在树脂韧性不足，大截面碳纤维复合材料芯导线力学性能尤其是弯曲性能不能满足特高压输电工程长距离施工展放及运行的要求，且生产效率低、成本高，国内一般均用于短距离的增容改造线路中。国外关于碳纤维复合材料芯导线也尚未有特高压输电工程应用案例。 我公司针对特高压输电工程不同的需求和特点，创新开发了满足特高压输电工程的碳纤维复合芯节能系列导线产品，系统解决了碳纤维复合材料芯导线用于特高压输电工程复杂环境、长距离展放、施工和运行问题，充分发挥了碳纤维复合材料芯的优势， 导线的力学性能提高20%以上，复合芯卷绕性能达到50D，产品性能明显优于国内外同类产品，实现了特高压输电工程节能环保的目标，并带动国产碳纤维材料的发展。

发电机励磁设备的灭磁开关、灭磁电阻以及励磁功率柜，均是大功率电气设备，现有的励磁系统缺少运行温度自动监测功能，只能利用人工巡检测温，但开启高压设备盘柜门有误碰带电部位风险，并且部分大功率元器件分布位置不易观察，人工巡检存在“死角”，不能及时发现设备过热，十分不利于励磁设备的故障诊断和分析。 据了解，白山电厂'开发出了灭磁电阻在线测温系统，葛洲坝电厂开发出了功率柜晶闸管在线测温系统，但是，均没有灭磁开关触头和阻容保护器件等自动测温系统。近几年发生的几起励磁功率柜烧毁事故中，有一次是因阻容保护的电容过热爆裂造成，而溪洛渡电站励磁功率柜阻容保护的电容就在功率柜上端，在励磁风机的热风和电阻高温的辐射作用下，电容损耗会增大，内部压力也增大，而现场缺乏有效的温度监测手段，若发生爆裂击穿，被击穿的电容碎片极可能会引起励磁整流柜三相交流输入短路或直流输出短路或者晶闸管短路而引发事故。 2014年，瑞士HPB灭磁开关在运行中，因其塑料复合材料器件产生裂纹，造成主触头合闸压力不够，动静触头接触电阻变大，在大电流下过热烧毁。溪洛渡电站也是HPB灭磁开关，为了有效避免上述事件再次发生，励磁设备关键部位温度监测十分有必要。

绝缘子

铁基软磁复合材料具有高磁导率、高磁感应强度、低铁损的特性，研究该材料为铁心的电抗器的振动噪声特性对电抗器减振降噪设计具有重要意义。文中基于有限元仿真模型，通过磁场-结构-声学多物理场耦合，对正常运行条件下电抗器的振动与噪声分布进行计算分析，并搭建电抗器噪声测量系统，分别测量硅钢铁心、混合铁心和铁基软磁铁心电抗器的噪声信号，进行试验验证。结果表明：混合铁心和铁基软磁铁心电抗器噪声明显低于硅钢铁心电抗器，混合铁心电抗器受电流变化影响最小。仿真数据显示，硅钢铁心电抗器磁致伸缩与麦克斯韦力噪声比值为1.15，磁致伸缩占比最大。铁基软磁铁心电抗器噪声小的主要原因是磁致伸缩效应小至可以忽略。