CN104538912B - 一种gis设备母线筒端部和长拉杆支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电技术领域，具体地说是涉及变电站110kV及330kV GIS母线筒设备支撑装置。本发明所述拉杆沿主母线过渡母线筒轴向均布固定在主母线过渡母线筒外侧，母线筒端盖螺栓穿过拉杆端头固定板上设置的母线筒端盖紧固孔将拉杆端头固定板固定在母线筒端部法兰上，拉杆穿过拉杆端头固定板上的拉杆孔将螺母旋紧在拉杆端部的螺纹上；所述端部支撑装置包括工字钢支架、工字钢支架端部斜筋、工字钢支架侧部斜筋、工字钢支架底座。本发明在主母线过渡母线筒加装了拉杆，并在过渡母线筒端部加装了端部支撑，使得母线筒变形大大减少，且提高了电网的稳定运行程度，为青海地区经济的发展、社会稳定起到了推动作用，其隐形经济效益是十分巨大的。
Description
技术领域
本发明涉及输电技术领域，具体地说是涉及变电站 110kV 及 330kV GIS 母线筒设 备支撑装置。
背景技术
在现有 330kV 变电站 110kV 及 330kV GIS 母线筒设备使用中，发现 330kVGIS 母 线筒与支腿的焊缝存在裂纹性缺陷，有的GIS母线筒支腿裂纹已开裂至GIS母线筒本体，影 响到母线筒本体，焊缝开裂极大的影响了设备的安全运行。甚至有330kV变电站110kV GIS 设备断路器间隔母线筒与支架连接处焊缝开裂导致母线筒 SF6 气体泄露。
检测结果显示，裂纹一般都出现在支腿与筒体焊接的焊缝边沿尖角处位置，这主要有两个方面的原因，一是焊接尖角处容易产生应力集中，二是从所采用的支撑结构来看，当母线筒一端受到推力或拉力时，支腿支撑板、加强筋板与母线筒焊接部位焊缝边缘应力最大，此部位易出现疲劳裂纹 ；这是由于母线筒在温度变化时产生热胀冷缩，支腿固定于地 基其变形量小于母线筒体变形量而产生的轴向应力 ；加强筋板与母线筒焊接部位焊缝沿轴 向焊接，因此受力最大，现场检测此部位出现的裂纹也较多，特别是在母线筒的端部。开裂 缺陷在 GIS 设备上的分布规律最两端的筒体支撑焊接处更容易出现裂纹，这些缺陷不仅影 响GIS设备的安全运行，而且焊缝开裂导致母线筒SF6气体泄露还会导致严重的安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种针对停电 GIS设 备加装母线筒端部支撑和长拉杆支撑的 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置。
本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置通过下述技术方案予以实现：一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，包括长拉杆支撑装置和端部支撑装置，所述长拉杆支撑装置包括主母线过渡母线筒、拉杆、母线筒端部法兰、拉杆端头固定板、过渡母线筒拉杆端头固定板，所述拉杆沿主母线过渡母线筒轴向均布固定在主母线过渡母线筒外侧，母线筒端盖螺栓穿过拉杆端头固定板上设置的母线筒端盖紧固孔将拉杆端头固定板固定在母线筒端部法兰上，拉杆穿过拉杆端头固定板上的拉杆孔将螺母旋紧在拉杆端部的螺纹上 ；所述端部支撑装置包括工字钢支架、工字钢支架端部斜筋、工字钢支架侧部斜筋、工字钢支架底座，设置在端部第一上圆环卡上和设置在端部第一左圆环卡上的端部第一左上圆环紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡上和设置在端部第一左圆环卡上的端部第一左下圆环卡紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡上和设置在端部第二上圆环卡上的端部第二左上圆环卡紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡上和设置在端部第二下圆环卡上的端部第二左下圆环卡紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第一上圆环卡上和第一右圆环卡上的端部第一右上圆环紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第二右圆环卡上和设置在端部第二上圆环卡上的端部第一右下圆环紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡上和设置在端部第一右圆环卡上的端部第二右上圆环紧固孔通过螺栓连接固定，设置在端部第二下圆环卡上和端部第二右圆环卡上的端部第二右下圆环紧固孔通过螺栓连接固定 ；所述端部第一上圆环卡、端部第一下圆环卡、端部第一左圆环卡、端部第一右圆环卡设置在母线筒端部法兰的内侧，所述端部第二左圆环卡、端部第二右圆环卡、端 部第二上圆环卡、端部第二下圆环卡设置在母线筒端部法兰的外侧 ；设置在 工字钢支架上端的工字钢支架上固定孔、设置在端部第一上圆环卡上的端部第一上圆环固定孔以及设置在端部第二上圆环卡上的端部第二上圆环卡固定孔通过间隔螺栓连接固定，设置在工字钢支架下端的工字钢支架下固定孔、设置在端部 第二下圆环卡上的端部第二下圆环卡固定孔以及设置在端部第一下圆环卡上的端部第一下圆环卡固定孔通过间隔螺栓连接固定。
本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置与现有技术相比较有如下有益效果 ：根据目前电科院探伤结果、现场完工时各间隔支腿与底架连接螺钉的自由状态来看，同时考虑后期在气温最低时（1 月～ 2 月）对端部间隔的支撑添加垫铁以增强端部支撑 的受力情况，本发明 110kV GIS 母线支撑补强工作设计理论合理、施工质量管控到位，解决 110kV GIS 母线支腿裂纹问题，达到了预期效果。本发明首先在温度接近 20℃时将波纹管 两端用螺母琐紧，并将母线气室气体回收现场，再加装拉杆，加强端部间隔母线筒支座（固 定支座）的强度和刚度，其次根据周围环境温度不同，调节波纹管每一段拉杆内波纹管的调 节量来进行现场处理，并对 110kVGIS 设备加端头支撑。通过对现场 GIS 设备母线筒焊缝裂 纹机理的研究，首次提出可综合利用超声波、涡流、渗透等无损检测方法，对电网 GIS 设备 焊缝开裂进行检测，可有效的检测出焊缝开裂及对开裂进行精确的深度测量 ；为了规范现 场无损检测，制定出 Q/QDL10-14025-2012 《气体绝缘金属封闭开关设备筒体焊缝涡流检测 技术导则》用以指导现场检测工作。
通过对裂纹现场监测、裂纹的分布形式、产生机理的研究及有限元分析，得出 GIS设备上安装的波纹管处于失效状态 ；端头的母线筒因只有一边受到温度变化引起的应力以 及盲板力，因此其支腿焊缝更容易出现裂纹。
通过大量的有限元分析、计算及现场裂纹的分布规律，研究出青海电网高海拔、温差大、长母线 110kVGIS 设备母线筒设备开裂异常的整改措施，对今后青海电网 GIS 设备的选型和波纹管的设计安装提出了改造方案。
对于停电110kVGIS设备的整改措施是,首先在母线筒上加装拉杆 ；并根据周围环境温度，调节每一段拉杆内波纹管的调节量 ；其次对设备加端头支撑。安装最好是冬天进行，因为此时筒体是缩小的，支撑装置紧固后到夏季受热后涨紧时支架是撑紧的，可有效控制筒体和设备支脚变形。
本发明在主母线过渡母线筒加装了拉杆，并在过渡母线筒端部加装了端部支撑，使得母线筒变形大大减少，且提高了电网的稳定运行程度，为青海地区经济的发展、社会稳定起到了推动作用，其隐形经济效益是十分巨大的。
附图说明
本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置有如下附图 ：
图 1 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置拉杆安装结构示意图 ；
图2是本发明一种GIS设备母线筒端部和长拉杆支撑装置拉杆端头固定状态结构示意图；
图3是本发明一种GIS设备母线筒端部和长拉杆支撑装置拉杆两边端头固定板结构示意图 ；
图 4 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置拉杆固定安装结构示意图 ；
图5是本发明一种GIS设备母线筒端部和长拉杆支撑装置过渡母线筒拉杆固定板结构示意图 ；
图 6 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置端部支撑安装结构示意图 ；
图 7 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置端部支撑侧视结构示意图 ；
图 8 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置端部支撑结构示意图 ；
图 9 是本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置端部支撑实施例2结构示意图。
其中 1、主母线过渡母线筒 ；2、拉杆 ；3、母线筒端部法兰 ；4、拉杆端头固定板 ；5、过渡母线筒拉杆端头固定板 ；6、端部第一上圆环卡 ；7、端部第一下圆环卡 ；8、端部第一左圆环卡 ；9、端部第一右圆环卡 ；10、母线筒端部法兰 ；11、端部第二左圆环卡 ；12、端部第二右圆环卡 ；13、端部第二上圆环卡 ；14、端部第二下圆环卡 ；15、工字钢支架 ；16、工字钢支架 端部斜筋 ；17、工字钢支架侧部斜筋 ；18、工字钢支架底座 ；19、工字钢支架上固定孔 ；20、端 部第一上圆环固定孔 ；21、工字钢支架下固定孔 ；22、端部第二下圆环卡固定孔 ；23、端部第一下圆环卡固定孔 ；24、端部第二上圆环卡固定孔 ；25、端部第一左上圆环卡紧固孔 ；26、端 部第一左下圆环卡紧固孔 ；27、端部第二左上圆环卡紧固孔 ；28、端部第二左下圆环卡紧固 孔 ；29、端部第一右上圆环卡紧固孔 ；30、端部第一右下圆环卡紧固孔 ；31、端部第二右上圆环卡紧固孔 ；32、端部第二右下圆环卡紧固孔 ；33、右母线筒中法兰 ；34、第一上槽型垫铁 ； 35、第一上纵加强筋 ；36、第二上槽型垫铁 ；37、第二上加强筋 ；38、第一下槽型垫铁 ；39、第一下加强筋 ；40、第二下槽型垫铁 ；41、第二下加强筋 ；42、间隔螺栓 ；43、母线筒端盖紧固孔 ；44、母线筒端盖螺栓 ；45、拉杆孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置技术方案作进一步描述。
如图1－图 9 所示，一种GIS设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，包括长拉杆支撑装置和端部支撑装置，所述长拉杆支撑装置包括主母线过渡母线筒1、拉杆2、母线筒端部法兰3、拉杆端头固定板4、过渡母线筒拉杆端头固定板5，所述拉杆2沿主母线过渡母线筒1轴向均布固定在主母线过渡母线筒1外侧，母线筒端盖螺栓44穿过拉杆端头固定板4上设置的母线筒端盖紧固孔43将拉杆端头固定板4固定在母线筒端部法兰3上，拉杆2穿过拉杆端头固定板上的拉杆孔45将螺母旋紧在拉杆2端部的螺纹上 ；所述端部支撑装置包括工字钢支架15、工字钢支架端部斜筋16、工字钢支架侧部斜筋17、工字钢支架底座18，设置在端部第一上圆环卡6上和设置在端部第一左圆环卡8上的端部第一左上圆环紧固孔25通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡7上和设置在端部第一左圆环卡8上的端部第一左下圆环卡紧固孔26通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡11上和设置在端部第二上圆环卡13上的端部第二左上圆环卡紧固孔27通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡11上和设置在端部第二下圆环卡14上的端部第二左下圆环卡紧固孔28通过螺栓连接固定，设置在端部第一上圆环卡6上和端部第一右圆环卡9上的端部第一右上圆环紧固孔29通过螺栓连接固定，设置在端部第二右圆环卡12上和设置在端部第二上圆环卡13上的端部第一右下圆环紧固孔30通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡7上和设置在端部第一右圆环卡9上的端部第二右上圆环紧固孔31通过螺栓连接固定，设置在端部第二下圆环卡14上和端部第二右圆环卡12上的端部第二右下圆环紧固孔32通过螺栓连接固定 ；所述端部第一上圆环卡6、端部第一下圆环卡7、端部第一左圆环卡8、端部第一右圆环卡9设置在母线筒端部法兰10的内侧，所述端部第二左圆环卡11、端部第二右圆环卡12、端部第二上圆环卡13、端部第二下圆环卡14设置在母线筒端部法兰10的外侧 ；设置在工字钢支架15上端的工字钢支架上固定孔19、设置在端部第一上圆环卡6上的端部第一上圆环固定孔20以及设置在端部第二上圆环卡13上的端部第二上圆环卡固定孔24通过间隔螺栓连接固定，设置在工字钢支架15）下端的工字钢支架下固定孔21、设置在端部第二下圆环卡14上的端部第二下圆环卡固定孔22以及设置在端部第一下圆环卡7上的端部第一下圆环卡固定孔23通过间隔螺栓42连接固定。
进一步地，所述拉杆2沿主母线过渡母线筒1轴向均布固定在主母线过渡母线筒1外侧，母线筒端盖螺栓 44 穿过过渡母线筒拉杆端头固定板 5 上设置的母线筒端盖紧固孔43将拉杆端头固定板4固定在母线筒端部法兰3上，拉杆2 穿过过渡母线筒拉杆端头固定板 5 上的拉杆孔45将螺母旋紧在拉杆2 端部的螺纹上。
进一步地，所述的端部支撑装置在端部第一上圆环卡6与工字钢支架15上端之间设置第一上槽形垫铁 34 和第二上槽形垫铁 36，在端部第一下圆环卡 7 与工字钢支架15下端之间设置第一下槽形垫铁 38 和第二下槽形垫铁 40。
进一步地，所述的第一上槽形垫铁34纵向设置第一上纵加强筋35，第二上槽形垫铁36纵向设置第二上纵加强筋 37，所述第一下槽形垫铁38纵向设置第一下纵加强筋39，所述第二下槽形垫铁40纵向设置第二下纵加强筋41。
进一步地，所述端部第一上圆环卡6和端部第二上圆环卡13之间采用间隔螺栓42紧固连接，所述端部第一下圆环卡7和端部第二下圆环卡14之间采用间隔螺栓42紧固连接。
实施例 1。
所述拉杆 2 沿主母线过渡母线筒1 轴向均布固定在主母线过渡母线筒1 外侧，母线筒端盖螺栓44 穿过拉杆端头固定板4上设置的母线筒端盖紧固孔43将拉杆端头固定板4固定在母线筒端部法兰3上，拉杆 2 穿过拉杆端头固定板上的拉杆孔45将螺母旋紧在拉杆2端部的螺纹上；所述端部支撑装置包括工字钢支架 15、工字钢支架端部斜筋 16、工字钢支架侧部斜筋17、工字钢支架底座18，设置在端部第一上圆环卡 6 上和设置在端部第一左圆环卡8上的端部第一左上圆环紧固孔25通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡 7 上和设置在端部第一左圆环卡 8 上的端部第一左下圆环卡紧固孔 26 通过螺栓连接固定， 设置在端部第二左圆环卡11上和设置在端部第二上圆环卡13上的端部第二左上圆环卡紧 固孔 27 通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡 11 上和设置在端部第二下圆环卡 14 上的端部第二左下圆环卡紧固孔28通过螺栓连接固定，设置在端部第一上圆环卡6上和端部第一右圆环卡9上的端部第一右上圆环紧固孔29通过螺栓连接固定，设置在端部第二右圆环 卡 12 上和设置在端部第二上圆环卡 13 上的端部第一右下圆环紧固孔 30 通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡 7 上和设置在端部第一右圆环卡 9上和端部第二右上圆环紧固孔31通过螺栓连接固定，设置在端部第二下圆环卡 14 上和端部第二右圆环卡 12 上的端部第二右下圆环紧固孔 32 通过螺栓连接固定 ；所述端部第一上圆环卡 6、端部第一下圆环卡 7、端部第一左圆 环卡 8、端部第一右圆环卡 9 设置在母线筒端部法兰 10 的内侧，所述端部第二左圆环卡 11、 端部第二右圆环卡12、端部第二上圆环卡13、端部第二下圆环卡14设置在母线筒端部法兰 10的外侧 ；设置在工字钢支架15上端的工字钢支架上固定孔19、设置在端部第一上圆环卡 6 上的端部第一上圆环固定孔 20 以及设置在端部第二上圆环卡 13 上的端部第二上圆环卡固定孔 24 通过间隔螺栓连接固定，设置在工字钢支架 15 下端的工字钢支架下固定孔 21、设置在端部第二下圆环卡14上的端部第二下圆环卡固定孔 22 以及设置在端部第一下圆环卡 7 上的端部第一下圆环卡固定孔 23 通过间隔螺栓 42 连接固定。
实施例 2。
优选地，所述拉杆 2 沿主母线过渡母线筒 1 轴向均布固定在主母线过渡母线筒1 外侧，母线筒端盖螺栓44穿过过渡母线筒拉杆端头固定板5上设置的母线筒端盖紧固孔43 将拉杆端头固定板 4 固定在母线筒端部法兰 3 上，拉杆 2 穿过过渡母线筒拉杆端头固定板 5 上的拉杆孔 45 将螺母旋紧在拉杆 2 端部的螺纹上。
优选地，所述的端部支撑装置在端部第一上圆环卡6与工字钢支架15上端之间设置第一上槽形垫铁 34 和第二上槽形垫铁 36，在端部第一下圆环卡 7 与工字钢支架 15下端 之间设置第一下槽形垫铁 38 和第二下槽形垫铁 40。
优选地，所述的第一上槽形垫铁 34 纵向设置第一上纵加强筋 35，第二上槽形垫铁 36纵向设置第二上纵加强筋37，所述第一下槽形垫铁38纵向设置第一下纵加强筋39，所述第二下槽形垫铁 40 纵向设置第二下纵加强筋 41。
优选地，所述端部第一上圆环卡 6 和端部第二上圆环卡 13 之间采用间隔螺栓42 紧固连接，所述端部第一下圆环卡 7 和端部第二下圆环卡 14 之间采用间隔螺栓 42紧固连接。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，包括长拉杆支撑装置和端部支撑装置，其特征在于 ：所述长拉杆支撑装置包括主母线过渡母线筒（1）、拉杆（2）、母线筒端部法兰（3）、拉杆端头固定板（4）、过渡母线筒拉杆端头固定板（5），所述拉杆（2）沿主母线过渡母线筒（1）轴向均布固定在主母线过渡母线筒（1）外侧，母线筒端盖螺栓（44）穿过拉杆端头固定板（4）上设置的母线筒端盖紧固孔（43）将拉杆端头固定板（4）固定在母线筒端部法兰（3）上，拉杆（2）穿过拉杆端头固定板上的拉杆孔（45）将螺母旋紧在拉杆（2）端部的螺纹上 ；所述端部支撑装置包括工字钢支架（15）、工字钢支架端部斜筋（16）、工字钢支架侧部斜筋（17）、工字钢支架底座（18），设置在端部第一上圆环卡（6）上和设置在端部第一左圆环卡（8）上的端部第一左上圆环紧固孔（25）通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡（7）上和设置在端部第一左圆环卡（8）上的端部第一左下圆环卡紧固孔（26）通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡（11）上和设置在端部第二上圆环卡（13）上的端部第二左上圆环卡紧固孔（27）通过螺栓连接固定，设置在端部第二左圆环卡（11）上和设置在端部第二下圆环卡（14）上的端部第二左下圆环卡紧固孔（28）通过螺栓连接固定，设置在端部第一上圆环卡（6）上和第一右圆环卡（9）上的端部第一右上圆环紧固孔（29）通过螺栓连接固定，设置在端部第二右圆环卡（12）上和设置在端部第二上圆环卡（13）上的端部第一右下圆环紧固孔（30）通过螺栓连接固定，设置在端部第一下圆环卡（7）上和设置在端部第一 右圆环卡（9）上的端部第二右上圆环紧固孔（31）通过螺栓连接固定，设置在端部第二下圆环卡（14）上和端部第二右圆环卡（12）上的端部第二右下圆环紧固孔（32）通过螺栓连接固定 ；所述端部第一 上圆环卡（6）、端部第一下圆环卡（7）、端部第一左圆环卡（8）、端部第一右圆环卡（9）设置 在母线筒端部法兰（10）的内侧，所述端部第二左圆环卡（11）、端部第二右圆环卡（12）、端部第二上圆环卡（13）、端部第二下圆环卡（14）设置在母线筒端部法兰（10）的外侧；设置在 工字钢支架（15）上端的工字钢支架上固定孔（19）、设置在端部第一上圆环卡（6）上的端部第一上圆环固定孔（20）以及设置在端部第二上圆环卡（13）上的端部第二上圆环卡固定孔（24）通过 间隔螺栓连接固定，设置在工字钢支架（15）下端的工字钢支架下固定孔（21）、设置在端部第二下圆环卡（14）上的端部第二下圆环卡固定孔（22）以及设置在端部第一下圆环卡（7）上的端部第一下圆环卡固定孔（23）通过间隔螺栓（42）连接固定。
2.根据权利要求 1 所述的 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，其特征在于 ：所述拉杆（2）沿主母线过渡母线筒（1）轴向均布固定在主母线过渡母线筒（1）外侧，母线筒端盖螺栓（44）穿过过渡母线筒拉杆端头固定板（5）上设置的母线筒端盖紧固孔（43）将拉杆端头固定板（4）固定在母线筒端部法兰（3）上，拉杆（2）穿过过渡母线筒拉杆端头固定板（5）上的拉杆孔（45）将螺母旋紧在拉杆（2）端部的螺纹上。
3.根据权利要求 1 所述的 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，其特征在于 ：所述的拉杆（2）长度与母线筒长度相等。
4.根据权利要求 1 所述的 GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，其特征在于 ：所述 的端部支撑装置在端部第一上圆环卡（6）与工字钢支架（15）上端之间设置第一上槽形垫 铁（34）和第二上槽形垫铁（36），在端部第一下圆环卡（7）与工字钢支架（15）下端之间设置第一下槽形垫铁（38）和第二下槽形垫铁（40）。
5.根据权利要求4所述的GIS 设备母线筒端部和长拉杆支撑装置，其特征在于 ： 所述的第一上槽形垫铁（34）纵向设置第一上纵加强筋（35），第二上槽形垫铁（36）纵向设置第二上加强筋（37），所述第一下槽形垫铁（38）纵向设置第一下加强筋（39），所述第 二下槽形垫铁（40）纵向设置第二下加强筋（41）。
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