瓷絕緣子臨界裂紋尺寸的新型數值計算方法研究

（國網池州供電公司，安徽池州247000）

0 引言

瓷絕緣子在電力系統中起著重要的電氣絕緣和機械支撐作用，但在外界因素和自身缺陷的影響下，瓷絕緣子的斷裂現象時有發生，嚴重影響了電力系統的安全穩定運行。工程實踐表明裂紋引起的結構斷裂失效是工程中最重要、最常見的失效模式，而由瓷絕緣子的大量斷裂事故統計也發現其斷裂與瓷絕緣子存在裂紋有關[1]，當裂紋尺寸大于某一臨界值時便會發生失效擴展造成瓷絕緣子斷裂。因此，通過臨界裂紋尺寸來指導瓷絕緣子的無損探傷及狀態評估，對其安全可靠運行具有重要的意義。

文獻[2]通過簡化的支柱瓷絕緣子力學模型及斷裂力學理論，分析了其斷裂的臨界裂紋尺寸大小。文獻[3]根據斷裂力學理論推導了薄板臨界裂紋尺寸的簡化解析計算公式，分析了薄板的臨界裂紋尺寸分布情況。文獻[4]通過有限元法分析了汽缸的受力情況，并根據斷裂力學方法計算了汽缸不同位置的臨界裂紋尺寸。文獻[5]提出了簡易鋼結構模型的臨界裂紋尺寸計算方法，分析了裂紋尺寸在結構失效中的重要角色。以上文獻在計算臨界裂紋尺寸時，均根據斷裂力學的方法來獲得臨界裂紋尺寸的簡化解析計算公式，但對于復雜幾何模型則誤差較大，難以滿足精確性的要求，且尚未對瓷絕緣子的臨界裂紋尺寸分布規律進行深入研究。

筆者提出了一種基于斷裂力學及有限元理論的臨……