[發(fā)明專(zhuān)利]復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710004158.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106872286B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林森;湯華;程永鋒;盧智成;孫宇晗;張謙;劉振林;朱祝兵;李圣;郭賢珊;付穎;鐘珉;朱照清;高坡;孟憲政;王海菠;劉海龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/20
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/20
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供了一種復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法及系統(tǒng)。該方法包括如下步驟:對(duì)整柱設(shè)備進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定復(fù)合套管的彈性模量；對(duì)待測(cè)法蘭所在的單節(jié)設(shè)備進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和復(fù)合套管的彈性模量確定所述待測(cè)法蘭的彈性模量；根據(jù)所述待測(cè)法蘭的彈性模量確定所述待測(cè)法蘭的抗彎剛度。本發(fā)明提供的復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法，通過(guò)測(cè)定復(fù)合套管彈性模量及各節(jié)復(fù)合套管連接法蘭的彈性模量，進(jìn)而得出各節(jié)復(fù)合套管法蘭膠裝部位的抗彎剛度，有助于提高設(shè)備數(shù)值建模精度，為電氣設(shè)備力學(xué)性能評(píng)估提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

法蘭連接處的彎曲剛度對(duì)于建立電氣設(shè)備數(shù)值模型，利用數(shù)值分析預(yù)測(cè)電氣設(shè)備在地震、大風(fēng)等惡劣工況下的安全性有著重要意義。例如《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50260-2013中提出了關(guān)于瓷套管設(shè)備法蘭與瓷套管膠裝處彎曲剛度計(jì)算式：式中：K_c為彎曲剛度，d_c為瓷套管膠裝部位外徑，h_c為瓷套管與法蘭膠裝高度，t_e為法蘭與瓷套管之間的間隙距離。該規(guī)范還指出，當(dāng)電氣設(shè)備法蘭與瓷套管連接的彎曲剛度用一個(gè)等效梁?jiǎn)卧鏁r(shí)，該梁?jiǎn)卧慕孛鎽T性矩可按式計(jì)算。

然而，由于套管材質(zhì)、膠裝劑材質(zhì)、法蘭和套管的連接制造工藝不同，上述用于瓷質(zhì)設(shè)備的連接處彎曲剛度計(jì)算公式并不適用于復(fù)合材料電氣設(shè)備，目前對(duì)于復(fù)合材料的電氣設(shè)備套管與法蘭連接處的彎曲剛度研究較少，缺少類(lèi)似的能用于計(jì)算復(fù)合材料設(shè)備法蘭連接處的彎曲剛度經(jīng)驗(yàn)公式，而正在建設(shè)的直流工程越來(lái)越多地用到了復(fù)合材料電氣設(shè)備，大量的復(fù)合設(shè)備服役于地震高烈度區(qū)域及大風(fēng)區(qū)域等不同的惡劣環(huán)境，如何設(shè)計(jì)設(shè)備及其連接布置方式使力學(xué)性能滿(mǎn)足使用要求均需要計(jì)算論證，而計(jì)算分析中，套管法蘭連接部位的彎曲剛度是一項(xiàng)重要參數(shù)，該值準(zhǔn)確度很大程度上影響著設(shè)備力學(xué)性能的安全評(píng)估結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提出了一種復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法及系統(tǒng)，旨在解決由于目前缺少?gòu)?fù)合材料電氣設(shè)備法蘭連接部位的彎曲剛度確定方法，進(jìn)而影響電氣設(shè)備力學(xué)性能安全評(píng)估結(jié)果的問(wèn)題。

一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法，該方法包括如下步驟:對(duì)整柱設(shè)備進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定復(fù)合套管的彈性模量；對(duì)待測(cè)法蘭所在的單節(jié)設(shè)備進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和復(fù)合套管的彈性模量確定所述待測(cè)法蘭的彈性模量；根據(jù)所述待測(cè)法蘭的彈性模量確定所述待測(cè)法蘭的抗彎剛度。進(jìn)一步地，上述復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法中，所述復(fù)合套管的彈性模量確定步驟進(jìn)一步包括：在所述整柱設(shè)備上設(shè)置多個(gè)應(yīng)變測(cè)試位置；將所述整柱設(shè)備的底端固定，并向所述整柱設(shè)備的頂端施加不同的水平力F₁；分別檢測(cè)各所述應(yīng)變測(cè)試位置處復(fù)合套管在各所述水平力F₁作用下的應(yīng)變量ε；根據(jù)所述應(yīng)變量ε確定各所述應(yīng)變測(cè)試位置處復(fù)合套管在各所述水平力F₁作用下的彈性模量；將各所述應(yīng)變測(cè)試位置處復(fù)合套管套管在各所述水平力F₁作用下的彈性模量的均值確定為所述復(fù)合套管的彈性模量。

進(jìn)一步地，上述復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法中，所述根據(jù)應(yīng)變量ε確定各所述應(yīng)變測(cè)試位置處復(fù)合套管在各所述水平力F₁作用下的彈性模量E具體為：根據(jù)公式確定各所述應(yīng)變測(cè)試位置處復(fù)合套管在各所述水平力F₁作用下的彈性模量；上式中，L為各所述應(yīng)變測(cè)試位置至各所述水平力F₁的作用點(diǎn)之間的距離，W為各所述應(yīng)變測(cè)試位置處的復(fù)合套管的截面抵抗矩。

進(jìn)一步地，上述復(fù)合套管電氣設(shè)備連接部位彎曲剛度的計(jì)算方法中，在所述整柱設(shè)備的每節(jié)復(fù)合套管上沿長(zhǎng)度方向設(shè)置至少三個(gè)應(yīng)變測(cè)試位置；將每個(gè)所述應(yīng)變測(cè)試位置在不同水平力F₁作用下的彈性模量的均值確定為所述復(fù)合套管在該應(yīng)變測(cè)試位置處的彈性模量。