Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Вентильные разрядники высокого напряжения

Механический расчет разрядников - Вентильные разрядники высокого напряжения

Оглавление
Вентильные разрядники высокого напряжения
Введение
Назначение искровых промежутков
Принцип действия и конструкции искровых промежутков
Искровые промежутки с самовыдувающейся дугой
Искровые промежутки с вращающейся дугой
Искровые промежутки с растягивающейся дугой
Искровые промежутки с делением дуги на части
Пробивные напряжения искровых промежутков
Дугогасящая способность искровых промежутков
Методика исследования дугогасящей способности искровых промежутков разрядников
Дугогасящая способность искровых промежутков с неподвижной дугой
Дугогасящая способность искровых промежутков с вращающейся дугой
Методика расчета восстанавливающейся прочности искровых промежутков с вращающейся дугой
Дугогасящая способность искровых промежутков с растягивающейся дугой
Дугогасящая способность многократного искрового промежутка
Методы повышения восстанавливающейся прочности многократного искрового промежутка
Нелинейные сопротивления вентильных разрядников
Материал и конструкции нелинейных сопротивлений
Закономерности, характеризующие свойства нелинейных сопротивлений
Механизмы явлений, происходящих в нелинейных сопротивлениях
Стабилизация нелинейных сопротивлений
Старение и пропускная способность нелинейных сопротивлений
Технические характеристики нелинейных сопротивлений
Характеристики современных вентильных разрядников
Пробивное напряжение разрядников
Импульсное пробивное напряжение разрядников
Остающееся напряжение разрядников
Пропускная способность разрядников
Дугогасящая способность разрядников
Прочие характеристики разрядников
Стабильность характеристик разрядников в процессе эксплуатации
Координация характеристик изоляции с характеристиками вентильных разрядников
Испытания вентильных разрядников в процессе производства
Классификация вентильных разрядников
Вентильные разрядники с искровыми промежутками с неподвижной дугой
Магнитно-вентильные разрядники грозового типа
Разрядники с токоограничивающими искровыми промежутками
Магнитно-вентильные комбинированные разрядники
Зарубежные конструкции вентильных разрядников
Разрядники HKF
Разрядники Алюгард
Расчет последовательного сопротивления и искровых промежутков
Расчет последовательного сопротивления и искровых промежутков комбинированных разрядников
Выбор и расчет шунтирующих сопротивлений разрядников
Регулирование вольт-секундной характеристики разрядников
Механический расчет разрядников
Расчет и конструирование покрышек разрядников
Вентильные разрядники для глубокого ограничения перенапряжений
Выбор вентильных разрядников
Монтаж вентильных разрядников и эксплуатационный надзор
Регистрация работы вентильных разрядников
Токи в вентильных разрядниках
Отказы вентильных разрядников и их повреждения
Особенности применения вентильных разрядников в районах повышенного загрязнения
Литература

Разрядники опорного типа, смонтированные на открытых подстанциях высокого напряжения, подвергаются ряду механических воздействий: давлению ветра, тяжению провода, вибрациям, воздействию собственного веса. При колебаниях температуры и влажности возможно набухание и замерзание цемента в узлах армирования фарфоровых покрышек, в результате чего возникают механические напряжения в фарфоре и арматуре покрышек. Механические напряжения могут появиться и в процессе монтажа разрядника.
Рассмотрим механический расчет типичной конструкции разрядника, получившей наиболее широкое распространение за последние годы: одноколонковой, установленной на основании.
Механическую прочность конструкции проверяют по формуле:
(4-28)
где М — расчетный изгибающий момент, действующий на разрядник; w — момент сопротивления опорной колонны в опасном сечении; σ — напряжение в фарфоре; σρ — разрушающее напряжение фарфора на изгиб; k — коэффициент запаса. Предполагается, что механическая прочность металлических деталей и узлов не ниже прочности фарфоровой покрышки.
Изгибающий момент определяется по формуле:
(4-29)
где Р — тяжение провода в горизонтальной плоскости; l— расстояние от верхнего фланца разрядника до расчетного сечения; q — распределенная нагрузка от давления ветра, приходящаяся на единицу высоты разрядника; Q — нагрузка от давления ветра на экранную арматуру.
Расчет распределенной нагрузки от давления ветра производится согласно [101].

Распределенная нагрузка рассчитывается по формуле:
(4-30)
где с — аэродинамический коэффициент; (5 — коэффициент, учитывающий динамичность и порывистость ветра; п — коэффициент перегрузки; v — скорость ветра, м/сек-, F — поперечное сечение элементов конструкции в плоскости, перпендикулярной направлению ветра, приходящееся на единицу высоты разрядника, м2.
Нагрузка Q определяется формулой:
(4-31)
в которой F1 — площадь экранной арматуры, м2.
Момент сопротивления w определяется по известной формуле:
(4-32)
где D — наружный диаметр покрышки в опасном сечении; D1 — внутренний диаметр покрышки.
Механические нагрузки, не вошедшие в расчет изгибающего момента, учитываются коэффициентом запаса, который принимается равным 2—3.
Разрушающее напряжение фарфора на изгиб зависит от материала фарфора и конструкции покрышки и подвержено статистическому разбросу. Оно может меняться в довольно широких пределах. За величину σρ в (4-28), по-видимому, следует принимать минимальное разрушающее напряжение в фарфоре для данной конструкции покрышки (или точнее, напряжение, при котором вероятность разрушения фарфора близка к нулю). Расчетным сечением должно быть сечение в месте заделки нижнего фланца нижнего элемента разрядника. Если в конструкции разрядника применены фарфоровые покрышки различной механической прочности, то проверку по формуле (4-28) следует выполнить для всех типов покрышек с учетом места их установки в колонке разрядника.
Механическая прочность опорной конструкции разрядника, состоящей из трех колонн стержневых изоляторов, может быть определена по методике, приведенной в [48]. Экспериментальные исследования механической прочности таких конструкций разрядников выявили следующие их особенности 124]:

  1. Опасные напряжения, вплоть до разрушающих, могут возникнуть в изоляторах опорных колонн в процессе монтажа разрядников. Поэтому монтаж разрядников указанных типов должен быть выполнен особенно тщательно.
  2. Элементы должны жестко крепиться к опорной конструкции разрядника. При удалении элементов механическая прочность опорной конструкции снижается в 1,3—1,7 раза.
  3. Промежуточные и верхние рамы должны обладать достаточной жесткостью. Их следует выполнять из швеллеров № 10 или большего сечения.
  4. Размеры опорной конструкции в плане мало влияют на механическую прочность конструкции.


Рис. 4-32. Разрез армированной фарфоровой покрышки
1 — фарфоровая покрышка; 2 — фланец



 
« Вакуумная сильноточная дуга в магнитном поле   Влияние конструкции экранов на характеристики вакуумных дугогасительных камер »
электрические сети