[發明專利]用于電氣設備復合材料套管的法蘭及其連接方法

無效

• 申請號: 201310428696.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103470590A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 李圣;代澤兵;朱祝兵;盧智成;高坡
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: F16B7/00
• 分類號: F16B7/00
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本發明涉及電氣連接結構技術領域，尤其涉及用于電氣設備復合材料套管的法蘭及連接方法。

背景技術

輸變電工程是重要的生命線工程，變電站電氣設備是輸變電工程的重要組成部分。歷次震害的經驗和教訓表明，變電站電氣設備一旦在地震中遭到較大破壞，將造成較大范圍的電力中斷，嚴重影響地震區的生產生活，嚴重阻礙抗震救災工作，威脅到群眾的生命和財產安全。

由于變電站設備的結構形式和尺寸主要由設備需要滿足的電氣性能要求決定，因此對結構形式進行優化以提高變電站設備抗震性能的空間有限。這種情況下，通過改進設計提高構件自身的力學性能是提高設備抗震性能的主要途徑之一。

連接管件類電氣設備廣泛運用于高壓電氣設備中，包括支柱式電氣設備，如支柱絕緣子和避雷器，以及低矮電氣設備，如變壓器。這類設備在運行過程中承受較大的外荷載作用，特別是地震作用下，連接管件自身和所支撐設備將產生的較大地震力作用于連接管件和連接管件的連接部位。其中，連接管件常用法蘭連接，連接部位是設備力學性能的薄弱環節。

傳統的連接管件類電氣設備常采用瓷質材料，通過膠裝的方式與金屬材料的法蘭連接。瓷質材料連接管件具有明顯的脆性。在受地震荷載作用時，瓷質材料連接管件法蘭連接的膠裝部位將產生較大應力，導致瓷質材料的破裂而造成連接失效。這種情況下，瓷質材料連接管件類電氣設備的連接性能絕大程度上取決于瓷質材料的抗裂力學性能，法蘭連接形式的改進對連接力學性能的提高作用有限。

隨著新型材料的研發和電氣設備工業的發展，復合材料因其優秀的絕緣性能和力學性能開始逐漸在各類高電壓等級的電氣設備中采用。樹脂基玻璃纖維加強復合材料是電氣設備常用的復合材料類型，其力學性能與瓷質材料有明顯的區別，在地震荷載作用下，復合材料連接管件類連接部位易發生滑移失效和/或端部密封性失效，而影響電網的安全穩定。

發明內容

在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

本發明提供一種用于電氣設備復合材料套管的法蘭及其連接方法，用以解決復合材料連接管件類連接部位在地震荷載作用下易發生滑移失效和/或端部密封性失效，而影響電網的安全穩定的問題。

本發明提供一種用于電氣設備復合材料套管的法蘭（可簡稱為本發明法蘭），包括法蘭盤，所述法蘭盤的同一側具有第一套筒和第二套筒，所述第一套筒與所述第二套筒同軸設置，所述第一套筒位于所述第二套筒內。

本發明還提供采用上述用于電氣設備復合材料套管的法蘭的連接方法，在所述第一套筒與所述第二套筒之間形成的安裝槽內灌注粘結劑，之后將連接管件插入所述安裝槽，待安裝到位后轉動所述連接管件-使膠接劑分布均勻。

本發明提供的上述方案，復合材料套管連接在第一套筒與第二套筒之間，通過第一套筒和第二套筒加強了對復合材料套管的約束作用，增強了連接剛度，使復合材料套管的延性能力能夠充分發揮，降低甚至避免了在地震荷載作用下出現滑移失效的問題；此外裝配方便且質量易于保證，在長期使用過程中有較好的密封性，防止復合材料套管端部受環境侵蝕。

附圖說明

參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。

圖1為本發明實施例提供的用于電氣設備復合材料套管的法蘭的全剖視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為本發明實施例的用于電氣設備復合材料套管的法蘭的使用狀態圖；

圖4-圖6為本發明連接方法實施例中各步驟的連接狀態圖；

圖7為本發明實施例提供的用于電氣設備復合材料套管的法蘭與連接管件連接過后所受彎矩力學分析圖；

圖8為現有法蘭與連接管件連接過后所受彎矩力學分析圖；

圖9為連接管件受側向力F的有限元模型圖；

圖10為力-位移曲線圖

圖11為本發明實施例提供的用于電氣設備復合材料套管的法蘭應力云圖；

圖12為現有法蘭應力云圖。

具體實施方式