GIL绝缘子用环氧复合材料固化形变的试验研究与仿真模拟

• 作者: 吴泽华 龚傲 王浩然 朱思佳 谢宗良 彭宗仁
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 气体绝缘金属封闭输电线路 环氧复合材料 固化形变 数值模拟 多场耦合
• 年，卷（期）: 2021,（10）
• 所属期刊栏目: 电介质与电气绝缘|Dielectric and Electrical Insulation
• 页码范围: 3590-3599
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20200952

摘要

环氧复合材料固化收缩引起的内应力集中是气体绝缘金属封闭输电线路(gas insulated matel enclosed transmission line,GIL)绝缘子形成界面缺陷的主要原因之一.为研究GIL绝缘子用环氧复合材料在工艺流程中的固化形变,采用非等温(differential scanning caborimetry,DSC)法测定了其固化热流特性,通过计算得到了固化动力学方程.同时应用布拉格光纤光栅对固化形变开展了试验研究,获得了用于固化形变仿真模拟的关键参数.建立了固化动力学-热-化学-形变多物理场耦合模型,仿真模拟了GIL绝缘子用环氧复合材料的固化形变分布.结果 表明,GIL绝缘子用环氧复合材料固化过程中的DSC热流特性可分为前、后固化峰,其反应均符合自催化模型;固化反应中热收缩量大小为4215×10-6,占比较大,化学反应收缩为2973×10-6,凝胶点为0.546;以此为基础,取脱模后等效边界载荷1 MPa,仿真得到的固化形变与试验值拟合良好.该研究所得参数和方法能够有效仿真模拟环氧复合材料固化形变,为GIL绝缘子产品设计、工艺优化提供参考和依据.