支持式管母线用支柱绝缘子抗弯强度校验.doc

支持式管母线用支柱绝缘子抗弯强度校验38广西电力工程2001年第2期支持式管母线用支柱绝缘子抗弯强度校验VerifyingtheBendingResistanceofSupportInsulatorforSupportTypeTubularBusbar秦征(广西电力工业勘察设计研究院.广西南宁市530023)摘要支柱鲍缘于抗弯强度校验是支持式菅母配电装置设计工作的要点之一,也是支柱皑辣子殳每选型的重要依据.末文对支柱绝缘于的水平受力情况进行了分析并介绍了支柱绝缘于抗弯强度桩验的工程计算实例.关键词支持式管母支柱绝缘于?抗弯强度;校验;计算AbstractVerifyingthebendingresistanceofsupportinsulatorisoneofthekeypointsinthedesi胄nofswitchearforsupporttypebushartanditisa/soanimportancefactoronwhichtheselectionofequipmentshould1)ebased.Thi.articlemadeananalysisofthehorizontalloadingofsupportinsulatorandgaveanactualexampleofverifyithebendingresistanceofsupportinsulator.Keywordssupporttypebusbar;supportinsulatorbendingresistance;verfyinR;ealeulation1前言支持式管型母线配电装置具有占地少,布置清晰,结构简单,运行维护和安装检修均较方便的优点,使用这种配电装置的变电所越来越多.支柱绝缘子在这一类配电装置中主要起着支持和固定管型母线的作用.这就要求支柱绝缘子不仅满足电气绝缘的需要,还要满足运行时产生的各种水平应力对绝缘子机械强度的要求因此,对支柱绝缘子抗弯强度的校验是支持式管母配电装置设计工作的要点之一,也是支柱绝缘子设备选型的重要依据2支柱绝缘子的水平受力情况分析要进行支柱绝缘子抗弯强度的校验,首先要了解支柱绝缘子在管型母线配电装置中所受水平力的情况.在正常运行的情况下支柱绝缘子所受的水平力仅有它本身的风荷载和作用在绝缘子端部的管母线风荷载,当变电所内部发生母线短路故障时,母线上将产生最大的短路电动力,这时支柱绝缘子的端部将承受最大的水平合力.因此,我们需要计算在这种情况下,绝缘子的机械强度是否能够满足安全运行的要求三种水平分力及绝缘子端部合力的计算公式如下:(1)管母线单位长度的短路电动力,d计算:A=I.76I9?9.8(N/m)式中一三相短路电流峰值,kAid相间距离,c;.9管母振动系数(一般工程计算取为0.58).(2)管母线单位长度的风荷载计算:2一9-8nvD(N/m)式中n一风速不均匀系数(一般工程计算取为1);空气动力系数(一般工程计算取为1.2);D管母直径,m;风速,m/s.(3)支柱绝缘子本体风荷载折算到端部的水平力F|计算|_.29?8a.KvDjH丕(N)式中n风速不均匀系数(一般工程计算取为收穑日期;2000-10一l7作者闻介,秦征(197-),男.广西桂林,工程师,主要从事变电电气一趺设计工作2001年第2期广西电力工程371);空气动力系数(一般工程计算取为1.2):支柱绝缘子等效直径,m;支柱绝缘子高度,m.口风速,m/s.3支柱绝缘子抗弯强度校验按照高压配电装置设计技术规程(SDJ5.85)规定,在短时荷载作用下,支柱绝缘子允许荷载的安全系数为1.67.即要求支柱绝缘子抗弯强度F应大于或等于所承受的最大弯矩F的1.67倍.工程设计考虑最大弯矩出现时的荷载组合条件为:母线三相短路并承受50最大风速(不小于15m/s),按我区大部分地区的实际情况一般风速取值为15m/s.当母线短路故障发生时,作用在支柱绝缘子端部的水平作用力最大.因此,工程设计时一般以母线短路状态下,作用在支柱绝缘子端部的最大弯矩来校验抗弯强度.此时由管母线传递到绝缘子端部的水平台力为:一(厂d+)工(N)式中管母线单位长度的短路电动力.N/m;管母线单位长度的风荷载,N/m;母线计算跨距,m支柱绝缘子端部在短路时所受的最大弯矩为:F=FE+F.(N)校验条件为:支柱绝缘子抗弯强度,N1.67F4工程计算实例某工程母线跨距13m,支持金具长0.5m,相间距300cm,计算跨距L130.5=12.5m,短路故障时风速口=15m/s,短路电流峰值125kA,选用ZS一220/16K支柱绝缘子,等效直径0.28m.高度日=2?3m.管母线单位长度的短路电动力为:厂d=1.76p9.8_l_76嚣o.58X9.8521.03(N/m)管母线单位长度的风荷载为:=9.8aKD1c9?8X1X12X02X嵩=33.08(N/m)管母线传递到绝缘子端部的水平合力为:F一(fd+)工一(521.O3+33.08)12.56926.38(N)支柱绝缘子本体风荷载折算到端部的水平力为:Fj98a.D,五v-一9.81X1.2.28X2.3X15-z=53.25(N)支柱绝缘子端部在短路时所受的最大弯矩为:F衄xFE+F一692638+5325:6979.63(N)所选支柱绝缘子为ZS一2Z0/16K,则:FN:16000N>1.67=11656N选用的支柱绝缘子抗弯强度满足规程要求的安全系数值.5结束语目