[发明专利]一种高压套管顶部密封性能评估方法

说明书

本发明公开了一种高压套管顶部密封性能评估方法，涉及状态评估技术领域，其包括：计算高压套管顶部密封螺栓额定预紧力及台风天气下套管引出线舞动所带来的附加力；对高压套管顶部在考虑台风天气影响下进行受力分析；根据步骤1和步骤2的分析结果，收集高压套管顶部密封材料样品，开展可压缩性试验及压缩恢复性试验，评估套管顶部密封性能。从设备结构强度和电气性能两个维度评估穿墙套管。本发明所提出的高压套管顶部密封性能评估方法流程简单，便于推广应用。通过受力分析以及密封材料压缩性试验实现了对密封性能的有效评估。

技术领域

本发明涉及涉及状态评估技术领域，具体涉及一种高压套管顶部密封性能评估方法。

背景技术

我国西部地区煤炭、水能资源丰富，而东部地区的一次能源资源匮乏、用电负荷相对集中，能源与电力负荷分布的不均衡性催生了西电东送工程的建设。由于东部为沿海地区，台风等恶劣气候频发，对变电站内的输变电设备产生了较为严重的影响，特别是高压套管顶部密封结构，一旦其密封性能受到影响，将极有可能使得水分进入设备内部，大幅降低设备内绝缘能力，造成设备停运，严重危及电力系统的安全稳定运行。国内外学者就高压套管密封失效这一课题开展了一定的研究，主要从优化套管顶部密封结构设计出发，然而，台风等恶劣天气将会使得高压套管顶部引出线发生大幅度舞动，对套管顶部密封结构产生不良影响，继而影响套管顶部密封性能，对此目前尚无有效的方法进行有效地评估。

发明内容

针对目前尚无有效方法评估高压套管顶部密封性能的问题，本发明提供了一种高压套管顶部密封性能评估方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高压套管顶部密封性能评估方法，包括：

步骤1：计算高压套管顶部密封螺栓额定预紧力及台风天气下套管引出线舞动所带来的附加力；

步骤2：对高压套管顶部在考虑台风天气影响下进行受力分析；

步骤3：根据步骤1和步骤2的分析结果，收集高压套管顶部密封材料样品，开展可压缩性试验及压缩恢复性试验，评估套管顶部密封性能。

如上所述的高压套管顶部密封性能评估方法，进一步地，

在步骤1中，设螺栓的拧紧力矩为T(N·m)，用于克服螺纹阻力矩为T₁(N·m)，螺栓与连接件之间的端面摩擦力矩为T₂(N·m)，则有：

T＝T₁+T₂＝KF′d (1)

其中，F′为螺栓所带来的下压力(N)，K为拧紧力矩系数，d为螺纹公称直径(mm)；

据厂家提供的螺栓紧固额定力矩T_N，代入式(1)即可计算得到高压套管顶部密封螺栓额定预紧力F_N，如式(2)所示：

如上所述的高压套管顶部密封性能评估方法，进一步地，

在步骤1中，根据变电站设计阶段的水文气象资料，可以获取设计风速V_d(单位m/s，距离地面10m处)，进而根据式(3)可将风速修正至实际高度：

式中V_h为安装高度处风速(m/s)，h为安装高度(m)，α为地面粗糙系数，该系数与区域地形有关，对于近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠等，取值为0.12；对于空旷田野、乡村、丛林、丘陵、房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市郊区，取值为0.16；对于有多层和高层建筑且房屋比较密集的大城市市区，取值为0.2；

计算得到风速后，进一步可以通过式(4)计算风速所产生的风压P(N/m²)：