基于有限元分析共箱隔离开关壳体设计

发布时间：2021-02-27 17:38

　　随着铸造工艺在电力行业中的广泛推广,越来越多的小型化、低成本高压容器应运而生。为实现GIS（gas insulated switchgear）型隔离开关紧凑型设计的目的,通过对有限元计算后的壳体进行强度分析,完成了三相共箱隔离开关的壳体设计。结果表明,该壳体通过了水压破坏试验的验证,满足了紧凑型GIS的开发目的。 

【文章来源】：铸造技术. 2020,41(12)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

三相共箱隔离开关箱体

ANSYS解析结果

应力集中问题是设计和使用中从安全角度所考虑的重要因素。通常，应力集中现象出现在高压容器的不连续区域[9,10]。不连续区域的几何形状较为复杂，主要特点为破坏高压容器结构的完整性和减小高压容器承载面积，对安全性能造成很大影响。因此，三相共箱隔离开关壳体的主筒体应避免平板设计，采用了多段圆弧平滑过渡的形式，见图3。图3为主筒体的横截面，壳体在均匀内压为P=0.65 MPa作用下发生变形，由于圆弧相切，壳体内部抵抗这种变形产生法向力（即薄膜应力），而弯曲应力相比很小，可忽略。同时，圆滑过渡的形式使壳体壁厚相对均匀，非常有利于铸造过程中浇道设置等工艺选择，可有效避免缩松、砂眼等铸造缺陷。如图1所示的A部为2个垂直筒体过渡处，且为三相共箱结构的中间部位。随着SF6气体压力的增大，该区域所产生的应力明显增大，很有可能导致容器失效，是应力分析的关键部位。对局部应力较大处作较详细的应力分析和强度评定，这是确保高压容器安全运行必不可少的关键。应力分类准则是目前工程设计普遍应用的方法[11-13]。

【参考文献】：
期刊论文
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[9]压力容器可靠性优化设计研究[J]. 陈连,樊艳.  工程设计学报. 2005(01)
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硕士论文
[1]GIS管母线力学特性的有限元分析与研究[D]. 王聪.山东大学 2014
[2]隔离开关壳体金属型低压铸造件缺陷分析[D]. 教富川.沈阳工业大学 2012
[3]高压容器平盖区域有限元应力分析[D]. 高忠大.河北科技大学 2011



本文编号：3054576