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复合绝缘子承力构件结构及其设计 ·527· 复合绝缘子承力构件结构及其设计 胡 川，肖琪，秦国富 (四川省宜宾环球集团有限公司，四川宜宾610100) 摘要：压接式复合绝缘子承力构件，是通过压接工艺实施芯棒和金具过盈配合的连接结构。对构件的 受力状况分析，提出承力结构、压接工艺、材质、端部密封等设计及调试的方法。并认为以过大压接量形 成过深的芯棒弹性变形量，达到增大静摩擦力，提高压接区的机械强度，尤其对于大吨位压接式复合绝缘 子是不适宜的。随着实际使用的变化，及金具套筒和芯棒的材质、加工状况，弹性模量、表面状态等的差 异，承力构件的结构、压接工艺等参数必须随之调整。压接工艺的正确实施，声发射的监控对保障压接质 量是必须的。 关键词：过盈配合；塑性变形；弹性变形；静摩擦力；声发射 摩擦力使机械负荷在摩擦副间传递。然而，芯棒 0 引言 是脆性材料，弹性变形量极有限，超过弹性变形极 压接式复合绝缘子既是绝缘设备，又是承力 限会发生脆裂，而不足够的弹性变形量又不能形 构件，其机械强度的可靠性和输电线路的安全可 成足够的静摩擦力来平衡轴向承载所产生的拉伸 靠运行紧密相关。压接式承力构件主要由端部附 力，这两者都会使机械负荷传递的失效。即“最大 件(简称金具)和玻璃纤维增强环氧树脂棒(简称 压缩量和最小压缩量之间，小于1．25％，更适宜不 芯棒)构成，经压接装配连接后，机械负荷在金具 大于0．5％。”LI J。必须提及的是扣压机压接模的 和芯棒之间传递。承力构件的结构、压接工艺及 压接量和芯棒的实际压缩量是不相等的，前者大 其材质是复合绝缘子承载能力的决定因素。本文 于后者。 仅涉及压接式复合绝缘子。 芯棒和金具在结构中受力状态各不相同。 1．1芯棒的受力状态 1 承力构件的结构分析 在压接区金具套筒和芯棒过盈配合后，使芯 压接式承力构件结构是用压接工艺，使金具 棒受到向心方向挤压发生弹性变形，产生向心方 的套筒和插入套筒内的芯棒实施过盈配合连接。 向的弹性应力。这弹性应力形成套筒和芯棒间产 压接装配后“达到套筒的内径均匀减少和均匀塑 生静摩擦力的正压力。静摩擦力是表面力，静摩 性变形”…，即金具的套筒被塑性变形后内壁收 擦力的大小随使芯棒和套筒产生相对滑移倾向的 缩。“同时达到璃纤维增强塑料棒的外径均匀减 轴向拉力增大而增大。当轴向拉力大于静摩擦力 少和均匀变形”…，芯棒外表面受套筒内壁挤压产 极限时，发生整体相对滑移，连接失效。轴向拉力 生弹性变形，形成过盈配合。芯棒外表面弹性变 从芯棒外层要有效传递到各层是通过玻璃纤维层 形对塑性变形后的套筒内壁产生弹性应力，其合 间基体材料(环氧树脂)的粘接力(剪切力)，当轴 力形成正压力。当芯棒和套筒分别在轴向拉力作 向拉力大于环氧树脂的粘接力时，发生芯棒部分 用下，要产生相对滑移倾向时，“套筒的内圆表面 抽芯或爆裂。 和玻璃纤维增强塑料棒的外圆表面之间产生均衡 静摩擦力的合力数值取决于静摩擦系数和正 的摩擦力”…，与轴向拉力平衡，也就是说是靠静 压力，及压接区摩擦面积。静摩擦系数是常量，正 ·528-