[發(fā)明專利]一種高壓套管頂部密封性能評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010980301.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN112268820B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝志成;呂金壯;楚金偉;鄧軍;張晉寅;韋曉星;楊旭;潘志城;梁晨;劉青松;周海濱;張良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗(yàn)中心
• 主分類號(hào): G01N3/36
• 分類號(hào): G01N3/36;G01M3/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

1.一種高壓套管頂部密封性能評(píng)估方法，其特征在于，包括：

步驟1：計(jì)算高壓套管頂部密封螺栓額定預(yù)緊力及臺(tái)風(fēng)天氣下高壓套管頂部引出線舞動(dòng)所帶來的附加力；

步驟2：對(duì)高壓套管頂部在考慮臺(tái)風(fēng)天氣影響下進(jìn)行受力分析；

步驟3：根據(jù)步驟1和步驟2的分析結(jié)果，收集高壓套管頂部密封材料樣品，開展可壓縮性試驗(yàn)及壓縮恢復(fù)性試驗(yàn)，評(píng)估套管頂部密封性能，其中，

在步驟2中，當(dāng)臺(tái)風(fēng)工況下，高壓套管頂部引出線受風(fēng)作用下舞動(dòng)，對(duì)將軍帽產(chǎn)生水平方向的作用力F，將以將軍帽上與該作用力垂直方向上的緊固螺栓為支點(diǎn)，對(duì)密封墊的一側(cè)產(chǎn)生額外的下壓力F₂，其中，密封墊的一側(cè)是指與水平作用力方向相同的一側(cè)密封墊 ，這一額外下壓力的大小可根據(jù)力矩平衡的原則進(jìn)行估算：

在步驟3中的可壓縮性試驗(yàn)：對(duì)密封材料 樣品施加垂直向下的壓力，壓力以固定步長(zhǎng)逐漸增加壓力的值，以密封材料 樣品垂直方向壓縮量達(dá)到55％為終止條件，以此獲取密封材料樣品 壓縮形變量L與受力大小F_y的關(guān)系：

L＝f(F_y) (8)

在步驟3中的壓縮恢復(fù)性試驗(yàn)：首先對(duì)密封材料樣品施加預(yù)壓力，使其保持額定的壓縮形變?chǔ)_N，以模擬正常運(yùn)行工況下密封墊長(zhǎng)期受力，然后對(duì)其施加n次幅值為F₂的壓力沖擊，以模擬臺(tái)風(fēng)工況下高壓套管頂部引出線頻繁舞動(dòng)帶來的下壓力，每次沖擊持續(xù)t₁秒，沖擊間隔t₂秒，以便密封墊進(jìn)行恢復(fù)；

在步驟3中，試驗(yàn)結(jié)束后記錄樣品厚度變化量Δd：

若Δd＜Δd_N，則表示理論上臺(tái)風(fēng)工況所帶來的額外下壓力并不會(huì)影響套管頂部的密封性能；

若Δd≥Δd_N，則表示套管頂部密封性能受到影響較大，套管面臨較大的受潮風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行密封材料的更換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓套管頂部密封性能評(píng)估方法，其特征在于，

在步驟1中，設(shè)螺栓的擰緊力矩為T，其單位為N·m，用于克服螺紋阻力矩為T₁，其單位為N·m，螺栓與連接件之間的端面摩擦力矩為T₂，其單位為N·m，則有：

T＝T₁+T₂＝KF′d (1)

其中，F(xiàn)′為螺栓所帶來的下壓力，其單位為N，K為擰緊力矩系數(shù)，d為螺紋公稱直徑，其單位為mm；

據(jù)廠家提供的螺栓緊固額定力矩T_N，代入式(1)即可計(jì)算得到高壓套管頂部密封螺栓額定預(yù)緊力F_N，如式(2)所示：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓套管頂部密封性能評(píng)估方法，其特征在于，

在步驟1中，根據(jù)變電站設(shè)計(jì)階段的水文氣象資料，可以獲取設(shè)計(jì)風(fēng)速V_d，其單位為單位m/s，在距離地面10m處，進(jìn)而根據(jù)式(3)可將風(fēng)速修正至實(shí)際高度：

式中V_h為安裝高度處風(fēng)速，其單位為m/s，h為安裝高度，其單位為m，α為地面粗糙系數(shù)，該系數(shù)與區(qū)域地形有關(guān)，對(duì)于近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠，取值為0.12；對(duì)于空曠田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵、房屋比較稀疏的中、小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)，取值為0.16；對(duì)于有多層和高層建筑且房屋比較密集的大城市市區(qū)，取值為0.2；

計(jì)算得到風(fēng)速后，進(jìn)一步可以通過式(4)計(jì)算風(fēng)速所產(chǎn)生的風(fēng)壓P，其單位為N/m²：

式中ρ表示空氣密度，一般情況下均取值為1.25kg/m³；

高壓套管頂部引出線在垂直方向的投影長(zhǎng)度為l₁，其單位為m，引出 線直徑為d，其單位為m，因此高壓套管頂部引出線在風(fēng)中的受力面積S，其單位為m²，可以通過式(5)進(jìn)行計(jì)算：

S＝l₁·d (5)

因此，臺(tái)風(fēng)天氣下高壓套管頂部引出線舞動(dòng)所帶來的附加力F，其單位為N，可以通過式(6)進(jìn)行計(jì)算得到：

F＝P·S (6)。