Расчет цилиндрических витых пружин

 

Как уже отмечалось, для компенсации теплового расширения стержня (трубы) и устранения возможности разуплотнения ввода применяются пружины. Это могут быть цилиндрические витые пружины или пружины тарельчатого вида. Наиболее часто применяются цилиндрические витые пружины, с помощью которых легко обеспечить необходимые требования, подбирая их число и размеры. Как правило, пружины располагаются в маслорасширителе концентрически относительно его оси.

Из рис. 4.2. видно, что рабочая точка при заданной рабочей нагрузке находится в средней части кривой деформации пружины. Это указывает на правильность выбора пружины, т. к. при любом изменении температуры (ее повышении или понижении) за счет расширения стержня или уменьшения его длины ход пружины будет обеспечивать герметичность уплотнения ввода без разрушения самой пружины.

 

Расчет механической прочности токопроводящего стержня (трубы) на растяжение

 

В процессе работы токопроводящий стержень (труба) высоковольтного ввода используется не только как токопроводящий элемент, но и как крепежный элемент, с помощью которого скрепляются все элементы ввода. Поэтому возникает необходимость уточнения радиальных размеров стержня из условия его механической прочности на растяжение.

При сборке ввода на стержень действует растягивающее усилие, определяемое натягом пружин. Это усилие может возрастать или уменьшаться за счет колебания температуры окружающей среды. Наибольшая нагрузка, действующая на стержень, будет иметь место при минимальной температуре окружающей среды, когда пружины находятся в наиболее сжатом состоянии.

 

 

Глава 2. Расчет конденсаторов

Основными этапами при проектировании конденсатора являются: выбор проходного изолятора, определение размеров и типа секций, выбор рабочей напряженности электрического поля и толщины изоляции между обкладками, проведение электрического и теплового расчета из условия тепловой устойчивости, анализ надежности и долговечности.

 

Исходные данные

Как уже отмечалось ранее, силовые, электротермические и импульсные конденсаторы наиболее сложны в конструктивном исполнении и рассчитаны, как правило, на работу на напряжение выше 1000 В. Для обеспечения заданного значения емкости и требуемого уровня напряжения такие конденсаторы обычно состоят из отдельных секций, соединенных определенным образом. Такие секции могут изготавливаться как со скрытой, так и выступающей фольгой. Применение той или иной формы секций требует использования различной методики при проведении электрического и теплового расчета. В данной работе при проектировании конденсатора используется специальная программа в среде Mathcad,позволяющая проведение сравнительных расчетов при различной форме секций и различном типе изоляции. Кроме того, на основе данной программы можно легко проанализировать роль величины и частоты приложенного напряжения. Рассмотрим это на примере расчета силового (косинусного) конденсатора на номинальное напряжение 6,3 кВ.

Электрический расчет

Основными этапами при проектировании конденсатора являются: выбор и проверка из условия перекрытия проходного изолятора, определение размеров и типа секций, выбор рабочей напряженности электрического поля и толщины изоляции между обкладками, проведение электрического и теплового расчета из условия тепловой устойчивости, анализ надежности и долговечности.

 

2.1. Расчет наружной изоляции (выбор проходного изолятора)

 

Для вывода или ввода напряжения в конденсатор, как правило, применяются стандартные изоляторы, рассчитанные на различные напряжения. Выбор такого изолятора производится из каталогов изоляторов, выпускаемых изоляторными заводами.

Рис. 2.1. Проходной изолятор типа ПНТ – 6 ÷ 10/250. А =240 мм; D =130 мм; D1 =105 мм; D2 = 65 мм; K = 65 мм

Для силового конденсатора номинальной емкостью 16 мкФ на номинальное напряжение 6,3 кВ из каталога [1.1] выберем проходной изолятор типа ПНТ – 6÷10/250.

Чтобы убедиться в правильности выбора изолятора проведем проверочный расчет в соответствии с методикой [1] из условия перекрытия. Расчет выполним на основе прикладной программы в среде «Mathcad».