摘要：支柱瓷绝缘子作为一种特殊的绝缘组件，在变电站中对母线与隔离开关有着支撑和绝缘作用，以支柱瓷绝缘子承受弯曲负荷作为切入点，，提高支柱瓷绝缘子可靠性，确保电力资源的安全、稳定配置。为了确保支柱瓷绝缘子作用的有效发挥，文章从抗弯试验出发，对支柱瓷绝缘子的受力分析与法兰优化的方式进行全方位探索，以期构建高可靠性和成本节约的设计模型。
关键词：抗弯试验；支柱瓷绝缘子；受力分析；法兰西优化
前言
支柱瓷绝缘子借助于陶瓷、金属附件和水泥胶合剂等材料形成特殊的结构，特殊的结构使得电站母线、隔离开关等导电部件能够得到支撑和绝缘，，支柱瓷绝缘子 。但是由于支柱瓷绝缘子工作环境的特殊性，长期承受电动力、风载荷和急剧温差产生应力等使得支柱瓷绝缘子在使用过程中，极易发生结构性损伤，为了避免这种情况的出现，需要进行必要的抗弯试验，对支柱瓷绝缘子的受力特性进行分析，在受力分析的基础上进行法兰优化，支柱瓷绝缘子。
1支柱瓷绝缘子抗弯试验的必要性
支柱瓷绝缘子具有一定的优越性，支柱瓷绝缘子刚性强，寿命长，釉面光洁具有良好自洁性，并且机械强度较高，，可靠性高，确保了整个输电运作的安全性与可靠性，支柱瓷绝缘子使用的陶瓷材料具有良好的耐低温性，因此支柱瓷绝缘子在低温环境下，也能够表现出良好的实用性，试验证明支柱瓷绝缘子能够在零下40℃的环境下不发生结构弯曲，能够进行持续性的工作。支柱瓷绝缘子支柱瓷绝缘子支柱瓷绝缘子顶部承受的水平力较大，造成，为了充分发挥支柱绝缘作用，需要进行抗弯试验，将弯曲试验中进行受力分析，帮助技术人员形成一个全面的受力认知，以期为后续受力优化工作的开展提供了必要的数据参考。，
支柱绝缘子和拉锁通过法兰以及连接结构将塔身进行连接，这就使得支柱瓷绝缘子水平与垂直方向上受到的力处于一种平衡状态，使得支柱式绝缘子始终处于良性的受力状态，确保了结构的稳定性。在对支柱瓷绝缘子抗弯试验的过程中，在两端分别进行不同的操作，将支柱瓷绝缘子的一端放置于抗弯试验机上，另一端上不断加载竖直方向上的力，当力达到12.8kN时，试验对象出现声响，但是法兰没有发生损伤；当竖直方向上的力达到37.8kN时，法兰结构发生破坏[2]。对受力上限的明确，在很大程度上为后续法兰优化工作的开展创造了极为有利的条件，确保了支柱瓷绝缘子在电力传输中的科学高效应用。
2. 支柱瓷绝缘子法兰优化遵循的原则
支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的有序开展，不仅需要技术人员对于支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的重难点进行明晰，还需要从原则框架的角度出发，对自身工作进行梳理，以期完善支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化实施的途径与手段，构建起科学高效的支柱瓷绝缘子抗弯试验施工的全新模式。
2.1支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化要遵循科学性的原则。支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化体系的构建，要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度对支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的主要流程、支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的基本要求以及支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的重难点进行细致而全面的考量，才能够最大限度的保证支柱瓷绝缘子抗弯试验法兰优化操作模式切实满足使用要求，只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下，技术人员才能够以现有的技术资源为基础，构建支柱瓷绝缘子抗弯试验法兰优化新体系。
2.2支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化必须要遵循实用性的原则。由于支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的内容多样，操作环节较多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了适应这一现实状况，支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的相关操作之中，就要尽可能的增加支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化方案的容错率，减少外部环境对支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化活动的影响[2]。降低操作的难度，使得在较短时间内，进行批量操作，保证各个环节之中支柱瓷绝缘子抗弯试验中法兰优化的顺利开展。
3. 支柱瓷绝缘子法兰优化的方式
支柱瓷绝缘子法兰优化需要在科学性原则与实用性原则的框架体系下，从多个维度出发，进行有限元与优化设计，构建起必要的支柱瓷绝缘子优化体系。
3.1有限元分析
支柱瓷绝缘子的伞裙结构，对于受力影响程度较小，在进行有限元分析的过程中，可以忽略伞裙，因此抗弯试验中可以将法兰与抗弯试验机进行固定，建立起法兰受力模型，从实际受力情况来看，法兰的最大应力为236.2Mpa，没有达到345Mpa的极值，试验证明法兰的强度还存在着较大的裕度[4]。基于这种现状，技术人员在科学性原则的引导下，对法兰进行有限元分析，使用ANSYS以及NASTRAN等模型分析元件，对法兰优化的问题与为求解领域进行明晰，在此基础上构建起有限元模型。
3.2法兰优化设计
法兰优化设计工作的开展是个全面的过程，在设计过程中，需要技术人员以实用性原则为引导，对整个优化设计环节进行客观分析，避免冗余环节对于法兰优化工作带来的不利影响。在现有的技术条件下，通过改变材料的形状与尺寸进行调整，使得优化函数达到合理区间，确保法兰优化工作的有进行。其函数表达为Min F（x1，x2，••••，xn），s.t gk（x1，x2，••••，xn） ≥0（k=1，2，•••，m）在进行设计优化的过程中要，确保设计变量x，目标函数F（x1，x2，••••，xn）以及约束条件符合实际的优化工作需求，确保法兰的结构质量最小，结构强度最大，最大程度的提升结构的可靠性，并在此基础上，形成一个系统化的函数体系，确保各项技术参数能够满足实际的使用需求[5]。在进行设计约束的过程中，要对法兰最大应力，胶黏剂的最大应力数值进行判定，以此来保证运算参数的准确性，为后续法兰优化设计工作的开展提供必要的数据支持。通过不断的进行迭代优化，支柱瓷绝缘子的受力结构得到优化，法兰的结构与材料特性得到发挥，满足了电力传输工作对于法兰优化的客观要求。
4.结语
支柱瓷绝缘子受力分析与法兰优化的开展，对于提升支柱瓷绝缘子结构稳定性与使用的合理性有着十分深远的影响。文章立足于抗弯试验下支柱瓷绝缘子的受力特点，在科学性原则与实用性原则的框架体系，在多种层面上进行法兰优化工作。
参考文献：
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[5]马艳枝.支柱式瓷绝缘子承载性能的数值分析及实验研究[J].中国水利水电科学研究院，2016（19）：89-90.
论文作者:王卫国
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
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