均压技术

2024-09-14

均压技术（共7篇）

均压技术篇1

1 概述

垞城煤矿含煤地层为石炭、二迭系, 有3个含煤组, 主采煤层1煤、2煤、9煤, 煤层厚度1.0～2.5 m。矿井开拓采用立井、多水平、分区式上、下山开拓方式。井下布置1个综采工作面和2个炮采工作面, 生产能力为70万t/a。

垞城煤矿通风方式为中央并列抽出式, 其中进风井4个, 回风井1个, 即北四风井、新副井、老副井和主井进风, 新风井回风, 总回风量8 800 m3/min。矿井属于低瓦斯矿井, 1煤、2煤为属于不易自燃煤层, 9煤属于自燃煤层, 煤层自然发火期3～6个月, 煤尘具有强烈爆炸危险性, 爆炸指数平均为36.9%。

2 自燃发火经过

22112炮采工作面为北一采区-420～-600 m水平, 位于该采区第三区段主上山以南区域, 正上方为12112面采空区, 左方为12110、22106面采空区, 下部为1422面采空区 (1煤、2煤层间距平均3～4 m) 。22112工作面面长110 m, 工作面煤层赋存不稳定, 煤层结构较为复杂, 平均煤层厚度1.6 m, 煤层平均倾角33°, 工作面断层有5条, 落差在3 m以下。

22112工作面于2010年2月开始回采, 实际供风量在450～550 m3/min, 2011年4月过老硐, 2011年5月沿空留巷, 2011年6月12日早班自工作面下口至材料道开始回收。回收后工作面顶板逐渐垮落, 工作面通风通道堵塞。工作面自开始回采时至回收前, 工作面、回风隅角、回风流防灭火检查CO体积分数为0。6月13日早班检查发现, 工作面回风隅角CO体积分数达180×10-6, 回风流CO体积分数达240×10-6, 回料处CO体积分数达500×10-6, 此时工作面人员全部撤出, 回收停止。

垞城矿1煤、2煤属于不易自燃煤层, 矿井日常防灭火管理容易被忽视, 工作面在回采过程中采空区存在遗煤埋下了隐患;工作面进风隅角冒落不实, 漏风大, 提供了通风供氧条件, 导致采空区遗煤自然氧化, 积存了大量CO气体。

3 自燃发火原因分析

3.1 采空区并联漏风

22112工作面采用后退式回采U型通风系统, 其采空区漏风可简化成一个始、末端分别为工作面下、上口, 与工作面风路相并联的等效风路, 如图1所示。由此可见, 工作面回收后, 工作面风道堵塞, 阻力增大, 导致采空区压差增大, 采空区内积存的CO涌出。

3.2 采空区角联漏风

采空区内除存在并联漏风外, 还有部分漏风与其他风巷发生联系。22112面正上方为12112面采空区, 1煤、2煤层间距较小, 平均3～4 m, 造成了上下工作面采空区相互联通, 从而产生了对角漏风, 如图2所示。

如图2所示, 22112面回收前:

漏风路线为3→4

22112面回收后, R23变大:

漏风路线为4→3

致使12112面采空区内积存的CO涌出。

4 均压灭火措施的实施

通过以上分析, 为22112面回收时出现CO找清了原因所在, 同时为均压灭火方案的实施提供了依据。

4.1 并联漏风均压灭火

根据并联漏风的特点, 采取了在22112面下端砌筑一道密闭墙, 然后在工作面进风端砌筑一道密闭墙, 减小了工作面风量和采空区压差, 减少了采空区火源所在区域内的漏风, 降低了CO涌出。

4.2 角联漏风均压灭火

根据角联漏风的特点, 要求在风路中找到适当位置砌筑风墙进行调压。通过仔细研究, 在回风大巷22112面材料道出口往外砌筑了一道调节风墙, 然后打开联络巷的风门, 如图3所示。

5 效果

通过用以上措施治理, 在均压区回风侧调高风流压力和在均压区进风侧调低风流压力, 使22112面均压区域进、回风两端的压力差降低, 达到了抑制采空区CO涌出的目的, 使工作面能正常恢复回收工作, 具体表现如下: (1) 自2011年6月13日早、中班以上均压措施实施完毕后, 22112面CO体积分数从13日中班15:00开始下降, 至14日夜班5:30下降为0, 此时工作面回风流、回风隅角、回料处均未再检测到CO。14日早班工作面正常恢复回收, 回收完毕后立即对材料道进行永久密闭; (2) 对22112面材料道密闭后, 对工作面皮带机道进行启封时, 未检测到CO, 使得皮带机道正常回收, 回收完毕后立即对皮带机道进行永久密闭; (3) 对22112面材料道防火墙按规定例行检查时, 从未检测到CO。

6 结语

垞城煤矿22112炮采工作面回收时出现的自然发火隐患来的很突然, 在通过认真分析原因、采取正确措施后, 控制隐患的速度也很快。此次采用的均压防灭火技术, 其措施只是将一处调节风门去除, 新砌筑了两道密闭墙和一道调节风墙, 工程量极小, 有效地控制了工作面采空区漏风, 取得的效果相当显著。

摘要：均压防灭火技术是利用风窗、风机、调压气室和连通管等调压设施, 改变漏风区域的压力分布, 降低漏风压差, 减少漏风, 从而达到抑制遗煤自燃、惰化火区或熄灭火源的目的。均压防灭火技术是应用于加速封闭火区内火源熄灭的一项重要手段, 它投资小, 使用效果好、价值大, 通过垞城煤矿22112工作面发火隐患解决实例, 说明了均压防灭火技术的重要性。

关键词：漏风,自燃发火,均压防灭火

均压技术篇2

新安煤业有限公司新源井采用中央并列式通风方式, 通风方法为抽出式。现采12煤, 该煤层平均厚度1.36m, 2011年6月经煤炭科学研究总院重庆研究院鉴定, 该煤层自燃倾向性等级为II类, 属自燃煤层, 最短自然发火期为48天。该矿原一采区有4个工作面, 该采区于2004年3月开始组织生产, 12101工作面是一采区的1个工作面, 该工作面于2005年7月份封闭。一采区轨道下山、胶带下山于2009年6月份封闭。

新源井原压风机安设在井下-360大巷水平的一个独立通风的硐室内, 该压风机房风量为620m3/min。按照安监总煤装[2011]33号《关于<印发煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范 (试行) >的通知》中空气压缩机应设置在地面的要求, 2011年12月将压风机移挪到地面。为提高有效风量, 需控制原压风机房风量为80m3/min。12月底在原压风机房回风侧新建了1道调节风窗, 用来控制原压风机房的风量。

2方法步骤

2.1原因分析

在原压风机房回风侧新建了调节风窗后, 相对地增加了一采区胶带巷密闭前及12101材料巷密闭前的负压值。2012年1月份发现, 12101材料巷密闭压力为-1400Pa, 一采区胶带下山密闭压力为-300Pa, 一采区轨道下山密闭压力为+1600Pa, 12101运输巷密闭压力为+100Pa, 12101材料巷密闭前出现高温33℃。经检测分析, 一采区轨道下山、一采区胶带下山、12101材料巷、12101运输巷密闭内的CO浓度为420PPM, O2浓度在2%至6%之间, CO2浓度在2%至4%之间, CH4浓度在0.13%至0.76%之间, (C3H8) / (C2H6) 比值为0.09—0.12。以上数据说明一采区轨道下山、胶带下山、12101材料巷、12101运输巷密闭区内煤层发生了氧化现象, 有自燃发火危险性, 但无自燃发火迹象, CH4浓度符合规定, 排除均压通风时密闭内因O2浓度增加而发生瓦斯爆炸事故的可能性。

为减少一采区、12101采空区的漏风, 避免采空区出现自燃, 决定调整一采区胶带下山回风区域的通风系统, 采用均压技术调节风量, 减少内部漏风。

2.2实施方案

(1) 新建调节风窗。在一采区回风通道构筑调节风窗, 防止打开一采区胶带风门时, 风流出现短路现象。

(2) 拆除调节风门。拆除原压风机房回风侧的调节风窗, 拆除一采区材料库调节风窗1处, 增加一采区材料库的通风面积, 一采区材料库改为并联通风方式。

(3) 打开一采区胶带下山风门, 调整通风系统。安排8名密闭检查员, 每2人一组, 4个小组, 同时在一采区轨道下山、胶带下山、12101材料巷、12101运输巷密闭前设置密闭检查点, 观察4个地点的密闭压力水柱计读数变化。安排2名测风人员分别在原压风机房、一采区轨道下山外段测量风量, 安排1名测风人员测量矿井总进风量及矿井总负压。

一切准备完毕后, 上午10:00打开一采区胶带下山两道风门, 关闭一采区回风通道新建的调节风窗, 调整通风系统。原压风机房、一采区材料库通风方式改为了并联通风方式, 一采区材料库风量变为160m3/min, 原压风机房风量变为90m3/min。

此时, 一采区胶带下山、12101材料巷密闭由负压侧变为正压侧, 从而减少了一采区胶带下山、12101材料巷密闭前与一采区胶带下山、12101材料巷密闭前的压力差, 使压力差趋于零。此时, 12101材料巷、12101运输巷密闭水柱计读数均为0, 一采区轨道下山、胶带下山密闭水柱计读数均为+750Pa。两个小时后, 一采区轨道下山、胶带下山密闭水柱计读数变化为0。10:00改变通风方式时, 一采区轨道下山、胶带下山、12101材料巷、12101运输巷密闭水柱计读数均发生了明显变化。一采区轨道下山、胶带下山密闭水柱计读数为750Pa, 随着时间的推移, 水柱计读数逐渐变小, 2个下时后, 一采区轨道下山、胶带下山密闭水柱计读数变化为0。两天后12101材料巷密闭前温度近似当时进风大巷的温度21℃, 一采区轨道下山、一采区胶带下山、12101材料巷、12101运输巷密闭内CO浓度为0。改变通风方式前, 大面积的一采区采空区由于漏风, 为全负压通风方式, 采空区为抽出式通风。改变通风系统后, 一采区胶带压力为正压, 一采区采空区由负压压力变为正压压力, 一采区采空区内的气体体积缩小, 因此大面积的一采区采空区内的压力小于密闭外的压力, 胶带巷、轨道巷密闭水柱计读数为正压。外面的空气通过裂隙不断地进入采空区内, 随着时间的推移, 密闭内压力与密闭外压力出现平衡状态。因此2个小时后, 采空区两端密闭内外压力差为0, 即水柱计读数为0。12101采空区由于面积较小, 调整通风系统后, 密闭内外压力差直接变为0, 无压力差逐渐变小的现象。

3个小时后, 测量矿井总进风量和负压, 发现调整通风系统后, 矿井的总进风量、矿井负压与调整通风系统前的矿井总进风量、矿井负压变化不大。

3效果分析

通过均压技术调节风量, 使一采区、12101采空区密闭两端处于正风压侧, 减少了采空区漏风, 避免了煤层的自燃现象。同时使原压风机房、一采区变电所、-360材料库并联通风, 增加了矿井的有效风量。

4几点体会

4.1均压技术减少了漏风风路两端的风压差, 是减少采空区漏风最有效的方法之一。该方法提高了矿井的有效风量, 降低了电能的无益消耗, 使经济效益得到提高, 值得推广应用。

4.2均压技术采取相对正压法时, 采空区均处于正压侧的通风方式。调压前一定要对采空区内的密闭内气体进行全面取样分析, 防止调压后采空区进入大量氧气, 因氧气参与而发生自燃现象或瓦斯爆炸事故, 一定要谨慎处理。

4.3调压时, 要统一指挥, 参加调压的人员应熟知方案和意图, 做好观察记录。

4.4调压工作完成后, 要对全矿井进行一次测风, 观测矿井负压变化情况, 若出现较大的异常时, 应采取处理措施。

4.5调压工作完成后, 要对密闭进行修补, 防止以后密闭内的气体向密闭外溢出。

摘要：煤炭自燃的条件之一是采空区或煤柱裂隙中存在长期连续的漏风, 要减少这种漏风有两种途径:一是在所有漏风通道上构筑高质量的密闭墙, 二是设法减少漏风通道两端的相对压差。采用通风技术措施, 调节漏风风路两端的风压差, 使之减小或趋于零, 使漏风量降至最小, 称为均压通风法。

关键词：均压技术,实践,应用

参考文献

[1]吴电军, 邹伟.煤矿安全现状与安全评价指标研究[J].煤矿安全, 2009, 40 (11) :114-116.

[2]陈武, 魏振宽.对开展煤矿安全现状综合评价的思考[J].中国煤炭, 2003, 5:58-59.

均压技术篇3

关键词：安全生产,综采工作面,均压系统

0 引言

大同煤矿集团公司同家梁矿是一座有着60多年开采历史的老矿井, 现在矿井主采12#、14#煤层, 随着矿井煤炭资源开采枯竭, 开始向井田内偏远地区或者井田边界处进行煤炭资源开采, 面临矿井通风线路长, 通风阻力大等问题。

1 矿井概况

同家梁矿属于低瓦斯、高CO2矿井, 通风方式为混合式, 主扇工作方式为抽出式, 采用立井单水平开拓, 共开掘有3个进风井 (副立井、八号斜井及碾子沟立井) , 总入风量12 293 m3/min和2个回风井 (西二风井和西三风井) , 矿井总排风量13 147 m3/min, 总有效风量10 542 m3/min, 有效风量率为88.2%。主、副及一号斜井及2个风井的断面分别为33.2 m2、18.8 m2、19.63 m2和19.63 m2。

12#412盘区81202工作面走向长125 m, 倾向长480 m, 采高2.4 m, 工作面现已开采340 m。工作面北部为达子沟矿矿界 (该矿12#层未开采) 、南部为81204工作面 (已圈面临时封闭) 、西部为14#81201工作面;上覆11#层为达子沟矿破坏区, 11#与12#层层间距为20~25 m左右 (该矿越界进入我矿部分巷道, 布置三个对拉工作面, 其中一个部分进行了开采) 。

2 工作面气体涌出情况经过

2013年1月24日早上5点30分, 瓦检员检查发现工作面上隅角CH4浓度2%, 回风流CH4浓度0.8%, 立即向通风区进行汇报, 并及时进行了断电撤人。得知情况后, 矿领导组织有关人员下井落实情况, 现场采取逐步增大风量的方法进行治理, 风量最大调整到810 m3/min, 但随着风量逐渐增大瓦斯浓度也逐渐增大。最终将风量调整为进风616 m3/min, 回风648 m3/min。随后决定对工作面头尾两侧先各施工沙袋密闭一道, 封堵减少采空区漏风, 降低采空区瓦斯涌出量。两道密闭施工完成, 当时气体有所下降, 工作面回风流瓦斯下降到0.6%。

随后每天对该工作面进行取样化验气体变化, 取样发现工作面采空区出现CO气体, 28日通风处在知青达子沟矿 (26日马脊梁矿检查发现该矿井口敞开, 27日将该矿主副井井口封闭) 释放SF6释踪气体, 11点释放, 12点10分在我矿接收, 说明漏风通道畅通, 开始对该工作面进行均压处理。

3 局部均压系统的建立

3.1 均压系统的构筑

1) 81202工作面21202皮带巷巷口安设两道风门, 风门开启方向朝向工作面, 风门安装语音报警装置, 实现风门闭锁。21202巷皮带缩回到风门以里, 骑跨溜子接替运煤。21202巷骑溜风门用皮带包严, 尽量减少漏风。

2) 在21202巷口右手处进行扩帮, 宽度为2.5 m, 长度12 m, 并将底板用水泥硬化。之后稳设2×75 k W升压风机2台, 用铁三通连接伸缩风筒, 伸缩风筒嵌在21202风门墙垛上部。风机电源安设开停传感器。

3) 在51202回风巷内回风绕道以里8 m和18 m处选择断面规整, 顶板完整, 支护良好的地方, 分别构筑两道增阻调节风门, 风门开启方向朝向工作面。并在每一道门上方留设调节风窗, 风门安装语音报警装置, 且实现风门闭锁。

3.2 均压系统启动前

1) 在51202巷系统风门外安设1个U型压差计, 一端敞口, 另一端通过胶管与巷内相通, 待启动均压系统期间进行测压和观察工作面的内外压差情况。

2) 通风区监测队负责工作面和上隅角各安装1台CH4传感器, 报警点设为0.8%, 断电点设为1.2%;51202回风绕道以里10~15 m处安装1台CH4传感器, 报警点设为0.8%, 断电点设为0.8%;CH4传感器必须与81202工作面电源实现瓦电闭锁, 断电范围为81202工作面、顺槽及412盘区皮带尾所有处于均压区域的全部非本质安全型电气设备。

在81202工作面上隅角和51202回风绕道以里10~15 m处各安装1台CO传感器, 报警点设为≥24PPM;在81202工作面头、中、尾各装1台声光语音报警装置, 与2台均压风机实现联锁, 当均压主风机停止运转时, 能够发出声光报警信号, 并与工作面实现风电闭锁。

在81202工作面上隅角安装1台O2传感器, O2传感器报警点设为18%;要求与81202工作面安装的声光报警装置联锁, 在O2传感器报警的同时, 所有声光语音装置报警。所有传感器及监控线必须符合《作业规程》要求的吊挂标准。

3) 在21202巷均压风机风筒出口处安装一道净化水幕, 间隔50 m范围再设置一道净化水幕, 51202巷距工作面50 m和距回风口50 m处各安装一道净化水幕。

4) 81202工作面的避灾路线牌板、瓦斯检查牌板、传感器说明牌板、测风牌板、压差牌板等必须吊挂在相应的位置, 便于工作人员随时读取, 掌握数据。

5) 所有均压设施安设好后, 通风区负责将安设在51202巷的增阻调节门和21202巷的均压风门全部打开固定好, 保证81202工作面在均压通风前处于全风压通风状态。

6) 在81202工作面头部、尾部及21202巷口处各安设1部电话, 要求24 h保持通讯畅通, 便于井上、下及工作面间互相联系。

7) 所有进入81202工作面人员必须随身携带压缩氧自救器, 并由区队长指派技术员对本队作业人员进行培训, 必须做到人人都能熟练掌握压缩氧自救器的使用方法。未携带压缩氧自救器的人员不得进入81202工作面。81202工作面生产人员的压缩氧自救器要专人专用, 每班进行检查和维护, 对压力不足18MPa的要及时充氧。由综采队负责在工作面皮带头存放工作面人数20%的备用压缩氧自救器。

3.3 均压系统的启动

1) 救护队员、瓦检员、安监员、测风员和专职电气维修工在现场待命。一切准备工作做好后, 通风区长现场指挥将工作面电源全部切断, 电气开关全部打到零位并闭锁, 工作面所有人员撤出到412盘区上风侧, 由救护队员将51202巷增阻调节和21202巷风门关好, 启动局部通风机, 对工作面进行升压工作。

2) 启动局部通风机前, 必须检查局部通风机及其开关附近20 m范围内风流中CH4浓度, 只有在CH4浓度不>0.5%的情况下, 方可人工开启局部通风机。

3) 局部通风机启动30 min后, 测定局部通风机的吸入风量、排出风量、皮带巷入风量、工作面风量、回风量, 对回风巷调压风门内外的压差及工作面各检查点的气体浓度进行测定。现场测风必须在救护队员的安全监护下进行;工作面气体由救护队员 (至少2人1组) 佩戴呼吸器进行检查。

4) 经调控风量, 使得工作面压能得到提高, 且工作面各检查点的有害气体浓度均不超限时, 可将回风巷调压风门的调节窗口的调节板固定好, 完成升压工作。

3.4 均压系统的运行

1) 均压系统启动后, 81202工作面气体O2浓度>18%、CO2浓度<1.5%、CO浓度<24ppm、CH4<0.8%, 系统稳定, 确认安全经领导同意后方可允许作业队组进入工作面进行作业。

2) 每班安排专人观察工作面气体情况和每天专人测定风量 (风量、气体、压力稳定后可以2 d测定1次风量) , 作好记录, 发现问题及时汇报通风调度和矿调度室, 查明原因, 采取安全措施进行处理。观测工作面内的压差情况, 随时准备增大压差, 防治有毒有害气体下泄。

3) 均压风机进行切换试验期间的安全措施: (1) 每天由矿安排的专职机电检修工进行一次局扇切换试验。机电检修工进行风机切换前, 工作面及两顺槽要断电撤人, 并由救护队员进入工作面检查, 确保工作面和两顺槽无人工作或行走时, 方可进行切换试验。 (2) 切换试验结束并正常运转1 h后, 由救护队员进入工作面检查气体情况, 确认各种有害气体不超限、O2浓度在18%以上时, 方可同意队组生产人员进入工作面。 (3) 如果不能正常切换, 应立即恢复主风机运转, 及时进行检修, 并及时通知矿调度室。 (4) 如果在进行切换试验时, 2台均压风机都出现故障不能正常运转, 看风门的专人要立即打开21202巷风门、51202巷调压风门, 形成全负压通风。工作面人员由专人负责所有人员佩戴压缩氧自救器有序的从21202皮带巷撤出至412盘区新鲜风流中, 回风巷作业人员如无法从21202巷撤出, 可佩戴好压缩氧自救器从51202回风巷撤出至412盘区新鲜风流中, 由救护队员负责佩戴呼吸器从51202巷进入工作面, 沿途观察是否有未及时撤离人员, 并带领工作人员佩戴压缩氧自救器从21202巷撤出。

4 结语

1) 81202工作面均压反映出近距离煤层联合布置, 为当临近煤层受采动影响, 发生上、下煤层塌通后, 如何安全、快速地推进工作面积累了宝贵的经验。

2) 完成了煤炭资源的顺利回采, 保证了国有资产不被浪费, 保护了井下作业人员生命安全。

不锈钢均压球的加工方法篇4

关键词：薄壁不锈钢均压球,简易夹具,高速钢车刀,麻花钻头,加工方法

1 引言

因薄壁不锈钢均压球具有外观好看、耐锈蚀及节约原材料等特点, 目前已广泛地应用在各种装饰及工业行业, 但薄壁不锈钢均压球的加工是比较棘手的。原因是薄壁零件刚性差, 强度低, 在加工过程中容易变形, 很难保证零件加工后的质量, 因此, 如何提高薄壁零件的加工质量是目前机械加工行业普遍关注的课题。

笔者根据多年的实践经验, 通过反复试验, 制作出一种简单、方便、易操作的夹具, 配合相应的刀具、钻具, 解决了薄壁不锈钢均压球加工中存在的问题, 使薄壁不锈钢均压球的加工质量得到了保证, 提高了工作效率, 产生了可观的经济效益。

2 存在的问题

薄壁不锈钢均压球的厚度很小 (0.5~1mm) , 强度弱, 如果在普通三爪卡盘上夹紧时用力过大, 就会使薄壁不锈钢均压球产生变形, 造成零件的圆度误差, 如果在卡盘上夹不紧, 在车削时有可能使零件松动而报废, 甚至滑出而造成安全隐患。

(1) 受力变形

从图1中, 我们可以看到零件是在三爪自定心卡盘上装夹, 零件只受到三个爪的夹紧力, 是三点接触, 从而使薄壁不锈钢均压球产生点挤压变形, 因工件较薄, 切削时会引起热变形使工件尺寸受到影响。

(2) 装夹不牢

三爪自定心卡盘装夹薄壁不锈钢均压球时它的夹紧力方式只是三点接触, 夹紧力若过小, 在加工时便会形成球体朝受力方向的滑动, 轻则产生报废, 重则造成安全问题。

1.三爪卡盘2.夹爪3.工件

3 解决对策

3.1 制作夹具

受力变形与装夹不牢是薄壁不锈钢均压球在加工方面存在的主要问题, 如果要将零件上的每一点的夹紧力都保持均衡, 就需要增大零件的装夹接触面, 从而减少每一点的夹紧力, 进而达到既夹紧了工件又不使工件变形的目的。在实践中, 通过认真观察与不断实验, 采取的加工措施如下:

如图3所示的薄壁零件, 是一种较难加工的件。采用的设备是广州数控系统GSK980TD的数控车床。为了提高产品的加工质量和加工效率, 我们从工件的装夹、刀具几何参数以及切削用量等方面进行综合考虑, 设计出一种简单易操作的夹具, 有效提高了零件的精度, 保证了产品的质量, 大大提高了效益。因是小批量加工, 所以制作夹具时应考虑简单容易装夹。仅以加工ϕ100mm不锈钢均压球为例, 夹具如图4所示。

1.卡盘2.夹具3.工件

首先应找一节直径108mm无缝钢管, 壁厚为10mm, 长约57mm, 在数控车床上加工成如图4所示的夹具尺寸。然后把夹具拿到铣床上用厚度5mm的锯片铣刀开一个5mm宽的槽。该夹具虽然简单, 但是如果没有它, 工件根本就无法加工。把要加工的工件放在夹具内, 再放到三爪卡盘上夹紧就可以加工了 (该夹具在普通车床上也可以用) , 如图5所示。

3.2 选择工具

在薄壁零件的车削中, 合理的刀具几何角度对切削力的大小, 车削中产生的热变形, 工件表面的微观质量都有非常重要的影响, 刀具前角的大小决定着切削变形与刀具前角的锋利程度, 前角大, 切削变形和摩擦力减小, 切削力减小, 但前角太大, 会使刀具的楔角减小, 导致刀具强度减弱、刀具散热差、磨损加快等。所以车削薄壁不锈钢均压球时, 我们采用的是高速钢刀具, 前角取15°~30°, 后角取6°~12°, 主后角8°~15°, 副后角8°~15°。

1.副后角10°2.主后角10°3.前角15°~30°4.刀尖角30°5.后角8°左右

3.3 开孔钻头

因工件另一端要开一个直径24mm的穿孔, 而工件又比较薄, 一般的麻花钻头不好开孔, 所以要把麻花钻横刃修磨成180°平底角, 内刃顶角60°, 钻尖高为3mm。

4 加工步骤选定

(1) 加工方法:首先把薄壁不锈钢均压球装到夹具里面, 然后再放到三爪卡盘上夹紧, 通过多次试验, 夹紧力在5~10kg之间比较安全。使用修磨好的30°高速钢车刀, 将工件在直径60mm处将其切开。用准24mm的麻花钻头钻孔, 手动进给量。

(2) 所编制的加工程序。如图8所示, 以工件右端面为坐标原点。加工该工件只需一把30°的尖刀和一支准24mm的麻花钻头就可以了。根据以上分析, 针对数控系统采用GSK980TD所编制的加工程序如下:

然后用手动钻孔。

5 注意事项

(1) 切削速度不宜过高, 以减少切削力对工件的影响。 (2) 选用润滑性能好的极压切削油, 或高浓度的极压乳化液, 以提高加工表面的质量和刀具的使用寿命。 (3) 工件要夹紧, 以防在车削时打滑飞出形成安全隐患。 (4) 麻花钻修磨后应确保中间刃接触球体后, 两边刃再同时接触球体, 以保证产品的同轴度。 (5) 注意安全文明生产。

6 结果分析

(1) 通过使用简易夹具, 增大了零件的装夹接触面, 使卡盘上的三点夹紧变成了使用夹具后的三面夹紧。三点夹紧在很小的夹紧力下, 便可使零件变形, 而使用夹具后的三面夹紧犹如手握鸡蛋, 既有足够的安全夹紧力又不致使钢球变形。因为三面夹紧前后中三个方向向中间施加作用力, 零件加工完成取出后, 钢球在其本身应力作用下, 有自动复位的效应, 所以其加工质量得到了充分保证。 (2) 使用高速钢车刀及润滑性能好的极压切削油, 不仅减少了切削力, 使刀具的耐用度得到提高, 工件表面粗糙度值降低, 同时工件不因切削热影响而使它的加工尺寸和几何精度发生变化, 保证了零件的加工质量。 (3) 使用平底麻花钻保证了同轴度, 从而达到了快捷、方便、保质的目的。

由于采取了以上措施, 解决了薄壁不锈钢均压球的加工难题, 产品合格率从改进前的50%提高到100%, 加工速度比原来提高了500%以上, 经济效益显著。

参考文献

[1]李淑霞.提高薄壁零件的加工精度[J].湖南工业职业技术学院学报, 2008 (6) :28-30.

[2]许景芳.薄壁零件的车削工艺[J].机械, 2007 (s) :97-98.

[3]戴德君.薄壁零件的车削[J].机械工人 (冷加工) , 2001 (9) :147.

阀冷均压电极结垢检查及隐患分析篇5

换流阀是直流换流站的核心设备之一, 其投资约占整个换流站设备投资的1/4。正常运行过程中, 通过晶闸管的大电流会产生大量的热量, 导致晶闸管、阳极电抗器等元器件温度急剧上升。为了防止这些元器件因温度过高而损坏, 直流换流站专门配置有阀水冷系统对换流阀进行冷却, 以保证直流系统设备的安全稳定运行。

内水冷系统采用的冷却介质为纯度很高的去离子水, 但它在阀塔内的不同电位点之间流动必然会因为电位差而产生一定的电解电流, 使金属件被腐蚀, 导致水冷管路出现渗漏、堵塞的现象。在内水冷系统管路的适当位置配置均压电极, 能很好地抑制电解电流对金属件的腐蚀。定期对换流阀塔内水冷管道中的均压电极的结垢情况进行检查和处理能及时了解内水冷系统的健康状况, 为换流阀乃至整个直流系统的安全稳定运行提供重要保障。

1 均压电极结垢检查与处理

±500k V江城直流鹅城换流站于2004年开始投运, 按照《输变电设备状态检修规程》里换流阀诊断性试验项目的要求, 于2015年对换流阀均压电极按不同层、不同部位进行了抽检;2016年除对2015年所抽查的电极进行复查之外, 还对两座阀塔的均压电极进行了大范围的整体除垢综合处理 (包括电极除垢、更换电极密封圈) 。

1.1 均压电极结垢检查的必要性

电极除垢可以在一段时间内避免垢质脱落堵塞内水冷管路, 若内水冷管路堵塞将无法对换流阀进行正常冷却, 导致晶闸管、阳极电抗器等元器件因过热而损坏, 甚至造成直流系统停运等电网不安全事件的发生。

电极结垢的同时也会造成电极密封圈的腐蚀。从现场情况来看, 均压电极铂针表面的垢质相比电极根部邻近密封圈部位的沉积物要厚一些, 而这些垢质是绝缘的, 垢质越厚, 绝缘能力越强。如此一来, 电极根部 (邻近密封圈部位) 的电流密度相对较大, 当电流密度达到某个定值就会生成臭氧, 臭氧环境会导致EPDM橡胶材质的密封圈被溶解腐蚀。腐蚀后的密封圈失去密封作用, 极易造成内冷水泄漏, 严重时会导致直流系统停运。

1.2 均压电极结垢检查情况

1.2.1 2015年抽查均压电极结垢检查情况

2015年年度检修期间, 鹅城站在不同电压等级的两座阀塔不同层、不同部位共抽检30个均压电极。所抽检的30个电极中, 达到严重程度的有两个:V1A2、V1L3, 处于一般程度的有4个, 其它24个电极尚处于结垢轻微状态。

根据检查结果得出所抽查均压电极结垢情况各自所占比例如图1所示。

1.2.2 2016年均压电极结垢检查情况

2016年年度检修期间, 鹅城站除对2015年所抽查的电极进行复查之外, 对两座阀塔的140个均压电极进行了整体检查。达到严重程度的有10个:3M (1) 、3M (3) 、1M (1) 、1M (3) 、V4A15、V1L3、V1A2、V4L14、V1L2 (1) 、V1L2 (2) , 处于一般程度的有20个, 其它110个电极尚处于结垢轻微状态。

根据检查结果得出所检查均压电极结垢情况各自所占比例如图2所示。

对比2015年、2016年电极结垢情况:结垢很严重, 垢质厚度达到0.8mm以上的电极由6.67%增长到7.14%, 垢质厚度达到0.3mm以上、密封圈腐蚀明显的电极由20%增长到21.43%。由此可以看出:均压电极结垢严重的比例正在进一步增长。

2 均压电极结垢隐患分析

2.1 电极垢质掉落造成管路堵塞的隐患

由于电极垢质的绝缘特性, 垢质越厚, 其本身吸附垢质的能力越强。长此以往, 积累的垢质会越来越多, 其掉落在水冷管路中的概率就会大大增加。当越来越多的电极结垢严重, 就会有越来越多的垢质掉落、堆积在水冷管路中, 可能造成管路堵塞。

主水管道接头内的3个长均压电极是互成90°角交错分布的, 较大的水流冲击力会使得铂针互相撞击, 久而久之使其变得弯曲, 加上结垢腐蚀, 有造成铂针断裂导致管路堵塞的危险。

2.2 密封圈腐蚀造成内冷水渗漏的隐患

由于铂针上垢质的厚度不均匀, 安装孔附近垢质较薄, 不足以产生足够的绝缘, 内冷水中的漏电流就会集中积聚在安装孔O型小密封圈处。当电流密度达到一定值, 就会电解产生臭氧;臭氧环境会导致EPDM橡胶材质的电极密封圈被溶解腐蚀。腐蚀后的密封圈密封作用大打折扣, 极易造成内冷水泄漏, 触发内水冷系统微分泄漏保护报警。内水冷微分泄漏保护是保护内水冷系统设备的重要措施, 它通过连续计算2s内和10s内的膨胀罐水位变化量, 若2s和10s内的水位变化量大于定值, 则延时20s切换系统, 延时25s闭锁极, 停泵。

±500k V天生桥换流站2006年曾两次因均压电极密封圈漏水导致单极紧急停运, 而这两次事件都是在大修更换了某公司国产密封圈后出现的。通过对停运极的内冷水系统进行检查发现, 该极换流阀内冷水回路均压电极的密封圈出现了不同程度的破损。当密封圈破损失去密封作用时该部位就会出现漏水现象, 当渗漏的内冷水达到定值时就触发内冷水系统的微分泄漏保护动作, 导致相应的直流系统紧急停运。

2.3 电极有效体积减小导致金属件被腐蚀的隐患

对更换下来的均压电极进行除垢处理后, 用游标卡尺对其长度进行精确测量, 对其尺寸数据进行统计分析。按照公式 (1) 计算得出如表1所示电极长度变化量:

对其直径进行精确测量, 按照公式 (2) 计算得出如表2所示截面积变化量:

按照公式5计算得出均压电极有效体积变化量ΔV%如表3所示有效体积变化量:

根据表3数据可以看出:因结垢严重更换下来的12个均压电极的体积变化量最大值约为6.50%。但由于垢质的绝缘特性, 电极通流的有效面积减小会使得流过铂针的电流越来越大, 如此循环将呈现指数上升趋势, 电极的结垢也会呈现指数规律恶化, 最终导致电极的有效体积呈指数型减小。

2015年所抽检的30个铂电极中体积变化量最大为4.05%, 2016年所检查的140个铂电极中体积变化量最大为6.50%。按照均压电极有效体积的变化规律, 可建立指数函数:

按此增长趋势, 未来2~3年就会有铂电极的有效体积变化量将达到《输变电设备状态检修试验规程》-2014要求的警示值。

电解电流增大会使得内水冷主水管道等金属件被腐蚀, 不仅会产生更多的垢质, 还会缩短内水冷系统设备的有效寿命, 影响直流系统的安全稳定运行。

2.4 建议

鉴于以上三个重要隐患, 一方面建议±500k V鹅城换流站在未来两年结合停电机会, 扩大对双极阀塔均压电极的检查范围, 逐年完成对全站双极阀塔均压电极的检查与除垢工作, 消除设备隐患。

另一方面, 由于鹅城站运行了12年的均压电极结垢较明显, 建议组织专业机构对内冷水水质进行检测, 停电期间对内冷水进行整体更换。

3 结语

随着投运年限的增长, 电极结垢的情形会越来越恶化, 存在垢质掉落造成管路堵塞、密封圈腐蚀造成内冷水渗漏以及电极有效体积减小导致金属件被腐蚀等隐患, 甚至可能会影响到水路的正常运转直接造成直流系统停运。因此, 建议阀冷系统采用了均压电极的换流站都应考虑定期对均压电极开展结垢检查, 不符合《输变电设备状态检修试验规程》要求的电极及时进行更换, 同时定期开展内冷水水质检测工作, 保障换流阀等核心设备的良好运行环境, 避免直流停运事件的发生。

参考文献

[1]田兴旺, 等.天广直流均压电极密封圈渗水原因分析及改进建议[J].今日科苑, 2008 (8) .

均压技术篇6

传统的气体静压轴承都采用小孔、狭缝等节流阻抗固定的节流器, 其承载能力和刚度的提高非常有限。为使气体轴承的刚度提高有新突破, 根据气膜间隙变化或相应的压力分布变化改变均压槽的表面积, 是目前气体轴承研究的一个热点。近十几年来国内外开展了不少这方面的研究[1], 但是, 在高刚度气体静压轴承的应用方面进展并不明显。在承载面采用弹性薄板实现可变截面均压槽的推力轴承是一种很有应用前景的新型高刚度推力轴承[2,3], 本文对这种空气静压轴承弹性均压槽的力学性能进行了数值分析和仿真研究。

1轴承的工作原理

采用弹性薄板实现可变截面均压槽径向轴承的结构见图1。制造过程中轴承内的轴向气腔中充满压力为p1的气体, 使承载面上轴向弹性薄板外凸。在平面加工完成后的自然状态下, 轴承的承载面上的弹性变形部分就出现了凹下去的初始轴向均压槽, 槽宽与轴承内的轴向气腔宽度一致, 槽深与p1的大小及位置有关, 均压槽内均布两个环 (柱) 面节流孔。

轴承工作时, 轴承内的轴向气腔中供气压力为ps (ps>p1) , 这样就在轴承气腔的内、外表面形成了一个压力差。轴承工作时, 压力差产生变化, 弹性薄板的形变也跟着发生变化, 导致轴承气膜间隙发生改变, 从而承载力的变化明显, 刚度得到提高。

2弹性薄板变形的控制方程及边界条件

以如图1所示的利用可变均压槽实现轴承刚度的气体径向轴承为应用对象, 取其中任意一个薄板为研究对象, 弹性薄板结构示意图见图2。图2中:a=90mm;b=10mm;厚度h=0.5mm;d1=d2=Φ1.3mm;c1=c2=15mm;b1=5mm;材料为铜;弹性模量E=112GPa;泊松比υ=0.35;大气压力pa=0.1MPa;供气压力ps=0.4MPa。

根据板壳理论[4]的相关知识, 在直角坐标系下, 弹性薄板计算区域内的控制方程为:

undefined。 (1)

其中:w为弹性薄板的形变;q为薄板各点处所受到的压力;D为板的弯曲刚度, undefined。

相应的边界条件如下:

固定边:undefined或undefined。

自由边:横向剪力Q=0, 弯矩M=0。

3利用有限差分法对弹性薄板变形进行数值分析

对于如图3所示的计算节点 (i, j) , 运用有限差分法, 采用二次精度的差分格式, 列出如下所需的差分格式:

undefined。

其中:Δx、Δz分别是x、z方向网格线的间隔距离。

将上述差分格式代入圆形薄板弹性变形控制方程式 (1) 中, 整理后得到区域内节点 (i, j) 处的差分方程为:

undefined。 (2)

其中:

undefined;

undefined。

采用逐次超松弛 (SLOR) 法求解式 (2) , 其迭代公式如下:

undefined。 (3)

其中:α是加速收敛系数, 1<α<2, 本文取α=1.6。

这只是区间内部的迭代算式, 对于边界上的节点, 根据其边界类型, 采用不同的方式进行离散化处理。对于固定边界, 各节点的形变量为0。对于节流孔自由边界, 由于孔径很小, 小孔附近除了应力集中外, 有无小孔对薄板的挠度影响不大, 所以计算时忽略小孔的存在, 且认为小孔处的弹性薄板载荷为零。

根据以上分析, 在VB编程环境下进行编程运算, 得出弹性薄板各节点处的形变量, 运用MATLAB将所得的数据进行仿真, 得到的结果见图4。

4利用ANSYS软件对弹性薄板变形进行仿真

本文利用ANSYS10.0商业软件对弹性薄板变形进行仿真研究。在求解的过程中, 单元类型选择壳体, 薄板的实体模型及其网格划分见图5, 求解得到的仿真结果见图6。

忽略小孔, 其它各参数相同时得到的仿真结果见图7。

5运用解析法对弹性薄板变形进行求解

由以上ANSYS的仿真分析结果可知, 当小孔的孔径很小时, 近似计算时候可以忽略小孔的存在。无小孔时, 本文所研究的弹性薄板为四边固定的均匀矩形板, 根据板壳理论[4], 采用伽辽金法, 可以得到薄板变形的挠曲面表达式为:

undefined。 (4)

根据式 (4) , 可以得到薄板各点处的弹性形变量, 同样利用MATLAB进行仿真, 得到的结果见图8。

6计算结果对比分析

(1) 对比利用有限差分法自编程运算与利用ANSYS商业软件分析得到结果, 可以发现其结果具有较好的一致性。这说明在本文所研究的对象中, 采用二阶精度的差分格式来处理四阶偏微分方程是可行的, 其精度能达到计算要求。但从计算效率来说, 商业软件具有明显的优越性, 其中商业软件只需要几秒钟就满足了本文的计算要求, 而利用有限差分进行数值运算所耗费的时间是前者的数十倍。

(2) 从ANSYS商业软件分别对有、无小孔的薄板进行分析得到的仿真结果可知:当小孔很小时, 其对计算结果的影响也是很小的。故在分析的过程中可以忽略小孔的存在, 这样就可以在满足工作要求的同时大大减少工作量。

(3) 对比以上3种分析结果可以看出, 无论是利用有限差分法计算还是利用ANSYS商业软件进行分析, 其结果都与解析法存在一定的差异, 其差异大小约在15%左右, 这在一般的工程计算中是允许的。差异产生的原因还在进一步的探讨之中。

7结束语

各种计算结果表明, 均压槽的变形与设计要求一致, 进一步证明了本文建立的弹性薄板变形控制方程和数值分析方法是正确的。计算结果同时表明, 均压槽的变形与轴承的结构和材料特性存在密切的关系, 根据这些条件对轴承进行优化, 有待于进一步研究。

参考文献

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[3]张君安.空气静压推力轴承的环形弹性均压槽力学性能分析与测试[J].南京理工大学学报, 2007 (3) :304-307.

均压技术篇7

均压环通过调整绝缘子串高压端附近的电位分布来降低绝缘子沿面电场强度以避免产生电晕, 并能减少由电晕引起的可听噪声, 以及电晕噪声产生的无线电干扰和电视干扰, 并能消除由电晕引起的非瓷材料的降解作用, 对于复合绝缘子均压环还有引弧、防止金具电晕、漏电起痕及电腐蚀等作用[4-5]。

有关绝缘子电气性能的研究一直以来都集中在闪络电压的试验研究[6-7], 但试验周期长、投资大, 重复性差, 而且易受周围环境的影响。随着计算机技术的发展和研究的不断深入, 仿真计算以其方便、快捷、成本低廉、考虑问题全面等优点越来越受到人们的青睐, 在绝缘子串电位、电场分布的研究中得到了广泛的应用[8-9]。

本文采用仿真计算方法, 基于建立绝缘子串、导线、铁塔及联接金具等组成的绝缘子串三维电场仿真计算模型, 分析研究了均压环抬高距、环径、管径对复合绝缘子电场分布影响的规律和特点, 进而确定最优的均压环结构参数, 为750k V输电线路设计及运行、维护提供一定的借鉴。

1 计算模型

绝缘子主要在工频电压下工作, 而工频交流电压的波长远远大于绝缘子串的尺寸, 故而绝缘子在任一瞬间的电场都可以近似认为是稳定的, 绝缘子周围的电场可以看作是静电场。

静电场的基本方程为泊松方程, 在整个求解域内,

式中:ε0为真空介电常数;εr为相对介电常数;φ为电位;ρ为空间自由电荷密度。

在不同介质的连续分界面的上边界条件为,

高压端和接地端边界条件,

式中:p为边界上的点。

由于绝缘子与导线、铁塔、导线等组成的场域为一个开域场, 而有限元法必须在有限域内进行计算, 仿真建模时采用人工截断边界将开域场转化为有限域[10]。计算时假定在所加电压下无电晕产生、绝缘子表面清洁干燥、空气湿度低、沿面泄漏电流和空间电流均可以忽略。

仿真计算杆塔为750k V输电线路典型杆塔, ZGU115型同塔双回直线塔 (如图1所示) ;导线型号为6×LGJ-400/50, 分裂间距400mm, 仿真时导线、避雷线长度取为绝缘子串长的8倍, 并考虑计算相之外其他相导线的影响[11];绝缘子型号为FXBW4-750/300, 其结构高度为6750mm, 绝缘距离为6000mm, 最小公称爬电距离为23500mm。750k V系统最高运行电压取为800k V, 计算相加载电压为系统运行电压有效值461.88k V, 其他各相加载电压为-230.94k V;低压端、横担、铁塔及该侧金具加载电压为0k V。

建立由铁塔、分裂导线、避雷线、均压环及大地等部分组成的750k V同塔双回输电线路复合绝缘子三维电场仿真计算模型如图2所示。

2 计算结果分析

2.1 均压环对复合绝缘子电场分布的影响

基于建立的仿真计算模型, 分析750k V复合绝缘子串不安装均压环与安装双均压环 (高压端均压环大环环径R为900mm, 抬高距h为250mm, 管径Φ为80mm, 小环及接地端均压环R、h、Φ分别为300mm、50mm、60mm) 时复合绝缘子电场分布情况。沿复合绝缘子轴向, 绝缘子表面电位、电场分布如图3所示, 图中U为电位, E为电场强度。

由图3可见, 复合绝缘子两端未装均压环时, 导线侧金具相连处护套表面最大电场强度为1.43k V/mm, 超过了电晕起始场强0.45k V/mm, 容易产生水珠电晕放电;金具表面最大电场强度达到了4.23k V/mm, 大大超过了电晕起始场强2.2k V/mm。在距离高压端10%绝缘距离复合绝缘子承担电压为了182.54k V占总电压的39.52%, 在距离高压端20.40%绝缘距离处承担了50%的电压;距高压端10.63cm处绝缘子护套表面电场强度超过了电晕起始场强0.45k V/mm。在安装了均压环后, 沿绝缘子串电位分布及绝缘子串表面和金具表面电场得到了很好的改善, 护套表面最大场强降低为0.26k V/mm, 金具表面最大场强降低到0.50k V/mm, 降幅达3.73k V/mm, 导线侧绝缘子表面最大场强高于杆塔侧。在距离高压端10%绝缘距离处绝缘子承担电压降低到了122.87k V占总电压的26.60%, 比无均压环时降低了32.69%;在距离高压端26.11%绝缘距离处承担了50%的工频电压, 比无均压环时的20.40%向低压侧上移了5.71%绝缘距离, 沿复合绝缘子的电位、电场分布更为均匀。

2.2 均压环结构参数对复合绝缘子电场分布的影响

分别保持均压环环径、管径、抬高距三个参数中两个为常量, 改变另外一个参数, 建立仿真模型计算得到复合绝缘子轴向、高压端金具表面、复合绝缘子护套表面、均压环表面四个位置的最大场强如图4所示。

从图4可以看出, 绝缘子护套表面、高压端金具表面、均压环表面最大电场随着抬高距h的增大呈现先减小后增大的趋势, 绝缘子串轴向最大电场随着抬高距h的增大而降低, 在h取150mm~300mm时, 各部分最大场强较小, 在h为300mm时各部分最大电场强度达到最小值, 此时绝缘子串轴向最大电场强度为0.20k V/mm, 绝缘子护套表面最大电场强度为0.25k V/mm, 高压端金具表面最大强度为0.49k V/mm, 均压环表面最大电场强度为0.86k V/mm。

均压环环径从700mm增大到1400mm时, 绝缘子串轴向、绝缘子护套表面电场略有降低, 在R取1100~1300mm时绝缘子串各部分表面电场较小, 当R为1300mm时, 绝缘子串轴向最大电场强度达最小值0.21k V/mm, 绝缘子护套表面最大电场强度为0.25k V/mm;当R为1200mm时, 高压端金具表面最大强度为0.59k V/mm, 均压环表面最大电场强度为0.89k V/mm。

均压环管径从40mm增大到250mm时, 绝缘子串轴向、高压端金具表面、绝缘子护套表面最大场强均随着Φ的增大而降低, 在Φ取140mm~180mm时绝缘子各部分表面电场较小, 当Φ为180mm时, 绝缘子串轴向最大电场强度达最小值为0.22k V/mm, 绝缘子护套表面最大电场强度为0.27k V/mm, 高压端金具表面最大电场强度为0.46k V/mm;Φ为160mm时, 均压环表面最大电场强度达最小值为0.78k V/mm。安装了均压环后均压环表面电场均低于2.2k V/mm, 绝缘子护套表面电场均低于0.45k V/mm。

2.3 优化后复合绝缘子电位、电场分布

根据仿真计算结果, h取为250mm, R取为1200mm, Φ取为160mm建立仿真计算模型分析均压环结构参数优化后复合绝缘子表面电位、电场分布分别如图5所示。

由图5可见, 均压环结构参数优化后, 绝缘子串表面电位、电场进一步得到了改善, 优化后护套表面最大电场强度为0.22k V/mm, 低于0.45k V/mm, 比无均压环时的1.43k V/mm降低了84.62%, 比优化前的0.26k V/mm降低了0.04k V/mm;金具表面最大场强降低为0.42k V/mm, 比优化前的0.50k V/mm降低了0.08k V/mm;均压环表面最大场强为0.96k V/mm, 低于起晕场强2.2k V/mm。在距离高压端10%处绝缘子分担电压由不安装均压环时的39.52%降低到了18.31%, 比优化前的26.60%降低了31.17%;承担50%电压的位置从无均压环时距离高压端20.40%绝缘距离处上移到了距离高压端30.24%绝缘距离处, 比优化前的26.11%有了明显的改善。

3 结论

a) 均压环对复合绝缘子两端附近电位、电场分布改善效果明显, 安装了均压环后绝缘子各部分电场强度更小, 沿绝缘子电位分布更为均匀。

b) 均压环抬高距、环径、管径对复合绝缘子电场分布均有不同程度的影响, 通过仿真分析复合绝缘子均压环抬高距取为150mm~300mm、环径取为1100mm~1300mm、管径取为140mm~180mm时绝缘子各部分表面电场较小, 沿绝缘子串电位、电场分布较均匀。

c) 通过优化计算, 复合绝缘子各部分的电场分布均得到了改善, 沿绝缘子电位、电场分布更为均匀。

参考文献

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