高壓電氣設(shè)備瓷套管與法蘭連接的彎曲剛度研究

高政國，朱全軍，楊 欽，曹枚根

（1.北京航空航天大學(xué)，北京100191；2.全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院，北京102209；3.中國電力科學(xué)研究院，北京100192）

0 引言

電瓷型高壓電氣設(shè)備許多是由法蘭膠裝節(jié)點組裝而成，法蘭膠裝節(jié)點的抗彎剛度對電瓷型電氣設(shè)施結(jié)構(gòu)的抗震分析至關(guān)重要[1-2]。法蘭與瓷套管之間用水泥等材料灌注，導(dǎo)致連接部件的平動剛度較大，接近于固接，而彎曲剛度則介于鉸接與固接之間，傳統(tǒng)電氣設(shè)備的動力計算時將法蘭視為剛性連接，計算結(jié)果與實測結(jié)果相差很多[3]。

我國現(xiàn)行電力設(shè)施抗震設(shè)計規(guī)范（GB 50260—2013）[4]是在參考日本等規(guī)范[5-6]并結(jié)合試驗研究的基礎(chǔ)上，將法蘭與瓷套管連接部位按照梁單元等效，其彎曲剛度計算公式為

式中：KC為法蘭與瓷套管連接部位的彎曲剛度，N·m/rad；dc為瓷套膠裝部位外徑，m；hC為瓷套與法蘭膠裝高度，m；te為法蘭與瓷套之間的膠裝厚度，m；β為瓷套與法蘭連接部位彎曲剛度計算系數(shù)，β=6.54×107。

經(jīng)實踐證明，其對一般電氣設(shè)備瓷套元件與法蘭連接部位的彎曲剛度計算是比較合理，但對一些特殊類型的電氣設(shè)備計算有較大的差異[3，7-8]。文獻[3]通過試驗對特高壓電氣設(shè)備瓷套與法蘭連接的彎曲剛度計算系數(shù)進行了修正。從目前研究來看，瓷套元件與法蘭連接部位的彎曲剛度試驗與數(shù)值分析研究已有開展[9-15]，但抗彎機理研究成果仍較少。規(guī)范公式（1）中dc，hc，te3個參數(shù)均為幾何尺寸，β也只是一個經(jīng)驗參數(shù)，不能反映法蘭、瓷柱與膠裝材料力學(xué)特性的影響，也無法揭示連接部位的承彎機制?！?br>