浅谈ZF16-252型组合电器

陈海洋1 王晓蕾2

(1.吉林省公路勘测设计院 吉林长春 130021; 2.中国电力出版社有限公司 北京 100040)

摘 要:结合工程实际经验利用公路CAD上部结构设计与计算进行了论证分析,为今后类似工程提供参考依据。关键词:公路工程 公路CAD 上部 结构 设计 计算中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0100-01

在实际工程设计中,简支梁(板)桥作为的一种简化方法。目前常用的荷载横向分一种常用桥型,在设计计算、构造要求、配布计算实用方法有:杠杆原理法,偏心压力筋布置等都有标准图集和设计示例、设计法,横向铰接板法,横向刚接梁法和比拟正手册可资借鉴。但采用传统的人工设计方交异性板法等。这些实用的近似计算方法法,设计人员仍需作大量的重复性工作,特所具有的共同特点是从分析荷载在桥上的别是由于路线线形、地形条件、道路等级、横向分布出发,求得各梁的荷载横向分布横断面形式等随具体情况的不同,使设计影响线,从而通过横向最不利布载来计算中的桥梁跨径、净宽、斜交角度等设计参荷载横向分布系数。求得单片主梁上的最数,很难与标准图集完全对应,不能直接套大荷载就能按熟知的方法求得主梁的活载用标准图进行设计。中小桥CAD系统的目内力。这是因为每片主梁分布的内力的大的,就是借助于计算机自动完成常用简支小随桥梁横截面的构造形式、荷载的类型梁(板)桥的设计分析和施工图的绘制。

以及荷载在横向作用位置不同而不同,这种特性实际上是梁桥遵循于空间结构力学1 公路桥梁上部结构设计

规律的表现。这种横向分布系数处理的实在简支梁桥的设计中,通常是先根据质是把复杂的空间问题转化为平面问题,使用要求,路线与地形相互关系(斜交角从而可根据平面杆系结构的分析手段去分度、桥面坡度、桥梁跨径等)以及当地的具析最不利的位移和内力。这种方法简便实体条件,参考《公路桥梁标准图》及已建成用,对正交简支梁式桥的内力计算有足够的同类桥梁和一些经验数据拟定上部构造的精度。对于装配式简支梁桥支点横向分的纵横截面布置和各部分尺寸,然后根据布的计算,因为主梁作用在支点上,一般没作用在桥梁上的荷载,进行结构内力分析,有竖直位移,因此可以认为是桥面板简支求得各部分的最不利加载位置,得到设计在主梁上或桥面板搁在横梁上,横梁简支内力,进而按照钢筋混凝土或预应力混凝在主梁上。这样,就可以由简支板(梁)的静土截面设计原理估算钢筋或预应力钢束,力平衡条件来求得当荷载P作用在桥面板最后进行强度、刚度和稳定性验算,以检验上时的主梁反力R,主梁所受的支承反力之预先拟定的截面尺寸和配筋是否符合要和则为该主梁所受荷载值。为了求得主梁求。如果验算不能满足这些要求,则进行必在横向分配到的最大荷载,先应求得各片要的修正,并重新计算,直至满足设计要求主梁的荷载横向影响线,主梁的横向影响为止。在每片主梁的横向分布系数确定后,线在支点时按杠杆分配原理求取,即简支通过纵向加载求出每片梁各计算断面的活分布。有了各片主梁的荷载横向影响线,就载内力,从而求出最不利状态下的活载内可以根据不同活载等级在桥梁横向作最不力;考虑到恒载内力,便可得到各控制截面利布载,求得各片主梁的荷载横向分布系的设计内力;根据设计内力配置受力钢筋数。

(或预应力钢筋)及验算截面各部分应力的(3)横梁的弯矩和剪力计算:采用偏压截面设计;最后进行满足诸如最小配筋率、法进行横梁的弯矩和剪力计算,首先将横保护层厚度、最小净距、锚固形式及长度、梁近似地视作竖向支承在多根弹性主梁上弯钩及弯折等要求及简支梁端部钢筋的布的多跨弹性支承连续梁,鉴于各主梁的荷置的构造设计。

载横向分布影响线在主梁计算中已经求得,故这根横隔梁可以简单地用静力平衡2 公路桥梁上部结构的内力计算

条件来求解,利用各主梁荷载横向分布影(1)恒载内力计算:预应力梁桥施工和响线求出横隔梁计算截面的弯矩与剪力影使用的不同阶段,可将恒载分为两种:一期响线,分别按最不利情况布载,可求得该截恒载主要是指自重恒载;二期恒载是指现面最大弯矩和剪力。

浇桥面铺装、人行道、栏杆等后期荷载。这(4)纵向加载求活载内力:求出了每片样划分,使计算的结构内力更接近于实际主梁的横向分布系数之后,就可以纵向加情况,使设计更加安全、经济。

载来求得每片主梁各计算断面的活载内(2)横向分布影响线、横向弯矩影响线力。因为简支梁的纵向影响线可以用一个及荷载横向分布计算。梁桥是由承重结构简单的解析式表达出来,很容易确定活载的主梁及传力结构横梁及桥面板两大部分的最不利位置,进而求出最不利状态下的组成,各片主梁依靠横梁和桥面板联成空活载内力。

间整体结构。由于结构的空间整体性,当桥(5)内力组合及配束计算:根据恒载内上作用荷载时,各片主梁将共同参与工作,力和活载内力按不同的荷载组合求出组合形成了各片主梁之间的内力分布。求横向内力,再根据恒载内力和组合内力进行初分布系数就是计算各片主梁之间内力分布

步估算预应力钢筋的截面积,从而求出主

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梁预应力钢束数。计算主梁的预应力钢束数,预应力混凝土梁应满足弹性阶段的应力要求和塑性阶段的强度要求。

3 桥梁结构配筋验算

预应力简支梁桥的设计根据规范的要求在截面配束之后应当进行截面强度验算、预应力损失验算和混凝土应力验算等几项主要验算。另外还要进行锚下局部承压验算和挠度及钢束应力验算。

(1)钢束布置及主梁截面特性计算钢束布置可根据设计人员的意图,按圆弧配束情况计算各根钢束在每个计算截面处的位置及钢束的重心位置,并计算出每根钢束从跨中开始每隔l米处到梁底缘的距离,供施工时预应力钢束定位用。主梁截面特性计算,分别计算净截面、换算截面的特性,并计算截面重心处及上板肋及下马蹄处的截面静矩,以进行正应力和主应力的计算。

(2)截面强度验算:截面强度验算是根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》按极限状态验算正截面强度。

(3)预应力损失计算:预应力混凝土简支梁桥应考虑预应力钢筋与管道壁之间的摩擦,锚具变形、钢筋回缩损失以及混凝土弹性压缩等因素引起的预应力钢筋的应力松驰损失和混凝土的收缩徐变损失等。

4 桥梁横梁及桥面板计算

(1)横梁计算:横梁计算是根据内力计算模块计算得到的中横梁弯矩和剪力,按照一片钢筋混凝土受弯构件进行配筋计算和截面强度验算。

(2)桥面受力分析:由于桥面板与主梁的梁肋和横隔梁整体相连,桥面板(行车道板)的受力比较复杂,但因为一般主梁的间距与横隔梁的间距相比要小得多,故可按单向板进行简化计算。对于主梁之间为干接缝的情况,可按悬臂板计算,计算出悬臂板根部负弯矩作为设计弯矩;桥面板配筋根据上面的桥面受力分析,求得桥面板配筋的设计弯矩,桥面板按受弯构件配筋,根据设计弯矩求得配筋面积和钢筋直径,输出到绘图数据文件中作为输入数据。

5 结语

桥梁工程中设计与计算本着优化设计的原则,充分利用计算机辅助设计的优胜,以达到抛砖引玉的效果。

参考文献

[1]林平.结合实例谈建筑转换梁结构设计

[J].建材与装饰:上旬.市场营销,2010(8):85～87.

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2011 NO.02Science and Technology Innovation Herald科技创新导报浅谈ZF16-252型组合电器

吴劲松 徐峰

(上海鲁研电力设备监理有限公司 济南 250002)

摘 要:ZF16-252组合电器是某制造公司研制开发的新一代GIS。结合自己的理解,浅谈一下对该型号组合电器及其生产过程中的关键控制点的认识。关键词:组合电器中图分类号:TM63文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)01(b)-0101-01

ZF16-252 组合电器是某组合电器制造公司通过对国内外市场的广泛调研后,结合GIS的发展方向,总结借鉴了国内外GIS先进的设计思想,研制开发的新一代GIS。结合自己的理解,浅谈一下对该型号组合电器及其生产过程中的关键控制点的认识。

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1 GIS概述

气体绝缘金属封闭开关设备(简称GIS),它是将断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆终端等元件组合封闭在接地的金属壳体内,充以一定压力的SF6气体作为绝缘介质和灭弧介质所组成的成套开关设备。它的结构形式为主母线三相共箱、其他元件三相分箱式结构。

2 ZF16-252型GIS的特点

(1)GIS外壳采用铝合金材料,其优点为

产品质量轻、对地基载荷要求小、耐腐蚀、

涡流损失小、外壳温度低。

(2)除出线套管和部分连接母线外,GIS可实现整间隔运输,大大缩短现场安装工作量和工期。

(3)主变和母联间隔可实现三相机械联动操作。

(4)灵活性强,可根据用户要求组合成单母线、桥型母线、双母线等多种接线方式。

3 ZF16-252型GIS的组成及其元件

(1)间隔组合形式。以目前常见的双母线结构为例,其主要间隔组合为主变(进线)间隔、母联间隔、PT间隔、(各功用)出线间隔及备用间隔。

(2)断路器。断路器是GIS中的重要元件,GIS用断路器充分利用SF6气体优异的灭弧和绝缘性能,采用“压力+热膨胀”的自能灭弧原理。在开断过程中,通过热膨胀效应产生的热气体流入气缸内建立熄弧所需的压力,在喷口打开时形成吹弧气流并将电弧熄灭。

(3)隔离开关、接地开关及其机构。252kVGIS用隔离、接地开关的所用带电部件(如动、静触头)等均安装在金属壳体中,隔离开关具有一套分、合闸装置,由电动或弹簧机构进行操作。

①隔离开关。隔离开关分为普通型隔离开关(在无电流情况下分合线路,起隔离

断口的作用)和快速型隔离开关(具有开合常容易积存在罐的底部,特别容易在垂直

母线转换电流和充电电流的能力)。隔离开罐体和管道的水平盆式绝缘子的上表面关有GR和GL型两种,GR型的载流回路呈处,这是法拉第笼效应的表现。在高电压的直角型布置,GL型的载流回路呈直线型布加压过程中,导电性杂质在电场的作用下置。

立起,在电场力超过微粒重力时,微粒开始②接地开关。接地开关分为在检修时漂浮。由于带电后的下沉电压要比起始电起安全保护作用的维护接地开关ES和具有压的电压值低得多,故杂质一旦立起就不关合短路电流及开合感应电流能力的快速容易倒置,在交流电场中导致了微粒处于接地开关FES,又称故障关合接地开关。

振动和上浮的过程,是在不断上下振动中(4)电压互感器PT、电流互感器CT。又逐渐上浮,处在\"蹦蹦跳\"的状态,微粒往252kV GIS所配用的PT、CT是GIS中的电气往被驱赶到电场较弱处,特别是迁移到罐测量和保护元件。特别注意电流互感器CT体边缘或盆式绝缘子边缘。在GIS总装后正的二次回路不能开路。

式耐压前,施加作用时间大于耐压时间,但(5)氧化锌避雷器。252kV罐式氧化锌避电压较低的电压\"老练\对于消除微米级雷器是用于保护相应电压等级的交流电力细小微粒是非常有效的。这种细小微粒往系统中GIS免受大气过电压和操作过电压往要经过一、二次放电以后即被消除掉,可损坏的保护电器。252kV罐式氧化锌避雷器使耐压水平提高。如果老练时间过短,其结为一相一罐式,顶出线结构。该元件在泰开果可能使微粒振动上浮尚在途中,减少了为外购元件。

悬浮微粒老练放电的概率,出现老练不完(6)母线。母线是GIS中汇总和分配电能全现象。故每次老练时间应不少于5min,如的重要组成元件,一般按其所处的地位可有条件还应稍微延长老练时间。

分为主母线和分支母线;按其结构形式,还(2)密封性检查。①通常采用聚乙烯塑有单相式和三相共筒式之分。

料布局部包扎积累法测定,气密性积累时①母线的导电回路连接都为插接式,间通常取24h。经常出现漏点的部件是拐臂其过渡触头为梅花触头,组装和拆卸都很盒,主要表现在拐臂盒法兰、外置绝缘子侧方便。外壳连接处是用螺栓螺母紧固的,很及拐臂盒本身铸造后存在砂眼。②密封主容易在短时间内更换或加长。

要取决于罐体焊接质量,其次是密封圈的②气室分隔。支持导电杆的盆式绝缘制造、安装调整状况。要按照O形圈的压缩子有两种(气隔绝缘子、非气隔绝缘子),其量(应小于20%)和修整的圆度;在清理罐体中心导体被浇注在环氧树脂中。

密封面的密封槽时要用细砂纸,法兰边缘③波纹管:在母线较长时,为了防止由可以用锉刀、砂纸修磨。罐体加工后要用气于热胀冷缩和安装误差或基础形变造成设压试验来检查密封情况,在总装试验时测备损坏,常在母线之间配置波纹管,此外,SF6气体泄漏的灵敏度。③水压试验是对罐在GIS与外界振动源直接相连时,为了吸收体强度的考核。

振动,也常配置波纹管。

(3)抽真空及含水量检查。真空度的要(7)出线套管。GIS与架空线连接使用充求是继清洁度、密封性之后的第三个控制SF6气体的瓷套管。

关键,是控制SF6含水量的重要保证措施,它不仅能减少SF6气体本身的水分,也减少4 ZF16-252型GIS的生产过程中的关键控了罐内其他物质(绝缘体、密封体等)内所含制点

的水分,一般要求在充气之前真空度应达洁净度是总装、安装中最首要的控制到133Pa再继续抽真空30min。

要求,适当增加老练时间可以延长微粒层固体绝缘介质表面吸附水膜时会使沿上浮过程,有助于微米级直径微粒的老练面电压分布不均匀,因而使闪络电压低于放电。密封性是GIS长期安全运行的关键,纯空气间隙的击穿电压,介质表面粗糙,也在整个制造、安装、运行各阶段的漏气检查会使电场分布畸变,在高气压时易发生凝从严要求。按国际规定的真空度控制已完露现象,从而使闪络电压降低,从而造成沿全能保证控制住SF6气体中含水量。

面闪络。

(1)GIS绝缘特性以及老练、耐压。从制造厂和现场实践证明,最重要的是表面粗糙度和杂质的危害。放电实践表明,微粒通

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