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摘要
目前国内柔直换流阀全部采用支撑结构型式，支柱绝缘子是支撑结构的核心部件，其力学性能对柔直换流阀整体结构特性影响显著。由一次整体拉挤成型的大直径芯棒和法兰压接而成的复合支柱绝缘子强度高、韧性好，在现有柔直换流阀中广泛应用。对于压接式支柱绝缘子有限元模型的构建大多采用法兰面与芯棒表面直接刚性连接，这使得仿真模型刚度与实际模型偏差过大，模型失真。基于此，本研究提出了一种基于MPC(Multi-Point Constraints,多点约束)的新型压接复合支柱绝缘子有限元简化模型，准确的模拟出工程实际中芯棒与法兰的压接区域，并通过静力试验以及振动特性试验验证模型的可靠性。研究表明，有限元仿真结果与试验结果相差均在5%以内，可见基于MPC局部约束的有限元建模方法应用在压接复合支柱绝缘子上是十分可靠的。基于所提出的模型，进一步探究了法兰的高度和厚度对复合支柱绝缘子力学性能的影响。结果表明，在绝缘子加强筋高度(非压接区域)一定时，法兰高度的变化对力学性能的影响作用可以忽略；而在法兰压接工艺允许的厚度范围内，法兰厚度增加会大幅降低绝缘子的最大弯曲应力，增加其安全裕度。这为压接复合绝缘子的设计提供了较好的设计思路。
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单位流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 许继电气股份有限公司; 中国水利水电科学研究院
