陈茂盛

（冀东油田公司供电公司，河北唐山 063200）

0 引言

瓷绝缘子因具有优良的机电性能，在电力行业中获得了广泛的应用，起着重要的机械支撑和电气绝缘作用[1]。高压支柱瓷绝缘子在其服役过程中运行环境恶劣，受力复杂，断裂事故时有发生，严重威胁了电力系统的安全稳定运行，而根据多年断裂事故的统计表明，在冬季低温环境下支柱瓷绝缘子发生断裂事故的概率最大[2]。因此，对低温环境下支柱瓷绝缘子的特性进行研究，对支柱瓷绝缘子的可靠运行及系统的安全稳定具有重要的意义。

文献[3]对低温环境下瓷套的热应力及胶装区域膨胀特性进行了定性分析，获得了瓷套的低温力学基本特性。文献[4]采用冷冻试验的方法分析了在低温条件和室温条件下避雷器瓷套的不同机械特性。文献[5]研究了热应力对断路器瓷套机械强度的影响和低温环境下瓷套断裂事故多发的原因。文献[6]建立了瓷绝缘子的有限元模型，分析了低温环境下热应力对瓷绝缘子受力的影响。以上文献未深入研究电瓷产品胶装水泥区域结冰膨胀时的应力特性，也并未系统地研究低温环境下瓷绝缘子的应力分布规律及临界裂纹尺寸变化规律。

笔者建立了支柱瓷绝缘子的热-结构耦合有限元模型及胶装区域孔隙结冰膨胀的数值计算模型，分析了不同环境温度、不同位置和不同程度结冰膨胀时的应力分布规律及相应的最小临界裂纹尺寸变化规律。……