[发明专利]一种高压直流穿墙套管挠度计算及测量方法

说明书

本发明公开了一种高压直流穿墙套管挠度计算及测量方法，涉及设备状态评估领域，将高压直流穿墙套管的中部穿墙部位作为唯一载重点，将所述高压直流穿墙套管的户外侧套管视为固定，将所述高压直流穿墙套管的户内侧套管视为悬空的悬臂梁；求取高压直流穿墙套管的端部最大挠度。本发明所提出的高压直流穿墙套管挠度计算及测量方法流程简单，便于推广应用，实现了对高压直流穿墙套管挠度的有效评估，为套管的安全运行决策提供有效的参考。

技术领域

本发明涉及设备状态评估领域，具体涉及一种高压直流穿墙套管挠度计算及测量方法。

背景技术

我国幅员辽阔、动力资源丰富，但能源富集在西部地区、负荷需求集中在东部沿海地区，因此也催生了国家大力建设“西电东送”工程。直流输电工程作为西电东送主通道，承担了极大的电力输送重任，而直流穿墙套管作为直流输电工程中的核心设备之一，其运行状态势必会影响到系统整体的安全稳定。高压直流穿墙套管尺寸大、重量大的特点，而实际运行中，其仅仅依靠中部穿墙部位作为唯一载重点，这也使得套管两端(户外侧、户内侧)势必会因自身重力而出现一定程度的挠度形变，进而影响套管端部载流结构的连接，引发套管过热故障。对于特高压直流穿墙套管而言，尺寸更大、重量也成倍增加，挠度形变也会愈发严重。目前，针对直流穿墙套管挠度计算及测量方法，国内外研究尚属空白，相似的方法主要集中在土木及建筑领域，但相应的方法无法直接套用。

发明内容

针对目前尚无有效方法计算及测量高压直流穿墙套管挠度的问题，本发明提供了一种高压直流穿墙套管挠度计算及测量方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种高压直流穿墙套管挠度计算方法，其包括：

将高压直流穿墙套管的中部穿墙部位作为唯一载重点，将所述高压直流穿墙套管的户外侧套管视为固定，将所述高压直流穿墙套管的户内侧套管视为悬空的悬臂梁；

高压直流穿墙套管的端部最大挠度N_max(mm)则为：

其中，α为挠度计算的微调系数，取值范围为[0.05-0.15]；q表示均匀分布的荷载值(N/mm)；L表示套管的长度(mm)；E表示材料的弹性模量(kN/mm²)；I表示截面惯性矩(mm⁴)。

如上所述的高压直流穿墙套管挠度计算方法，进一步地，套管截面可以视为圆形截面，因此根据结构力学对圆形截面惯性矩的计算公式：

I＝π·d⁴/64

其中d表示截面直径(mm)。

一种高压直流穿墙套管挠度测量方法，包括：

将高压直流穿墙套管用支撑件放置以保持水平状态，测量该状态下的户外侧、户内侧套管端部中心距地面的距离H₁、H₂；

在户外侧套管端部捆扎吊带，逐步增加行吊拉力，直至套管重量全部由吊带承担，撤除户外侧套管端部支撑件，其次逐步减少行吊拉力，直至吊带完全不受力，以此模拟套管运行时的悬空状态，再次测量户外侧套管端部中心距地面距离H′₁，户外侧套管挠度实测值为：

ΔN₁＝H′₁-H₁

在户内侧套管端部捆扎吊带，逐步增加行吊拉力，直至套管重量全部由吊带承担，撤除户内侧套管端部支撑件，其次逐步减少行吊拉力，直至吊带完全不受力，以此模拟套管运行时的悬空状态，再次测量户内侧套管端部中心距地面距离H′₂，户外侧套管挠度实测值为：

ΔN₂＝H′₂-H₂