复合材料在330 kV变电构架中的力学分析

邱 勇，郁 杰，曹圩娣，朱 勇

(江苏神马电力股份有限公司，江苏 南通 226553)



复合材料在330 kV变电构架中的力学分析

邱 勇，郁 杰，曹圩娣，朱 勇

(江苏神马电力股份有限公司，江苏 南通 226553)

本文以 330 kV GIS变电进出线构架中的复合横担为研究对象，基于ANSYS有限元软件，利用层合板单元对纤维缠绕管进行强度分析，并进一步对复合横担的节点进行计算分析。最后，通过力学试验验证，说明了该计算方法可为纤维缠绕复合材料结构的选型及设计提供有价值的参考。

变电构架；复合横担；GIS；纤维缠绕复合材料管；粘接剂；绝缘

1　引 言

变电构架是变电站中最重要的组成部件之一，长期以来，钢材凭借它的强度高、性能稳定、易连接等诸多优点成为了变电构架设计的主要材料。但由于钢材的炼制需要开采大量的矿物，并严重的污染了环境。因此，采用新型环保材料代替钢材成为输电杆塔用材的一种发展趋势[1-2]。近年来，复合材料以绝缘性能好，质量轻，耐腐蚀以及好维护等一系列显著优势逐步成功应用在输变电线路中，但由于复合材料铺层不同导致材料各向异性等结构特点，设计过程中需考虑的参数较多，让设计人员难以选择其规格[3-5]。

本文依托西安南某变电站工程，以330kV GIS变电进出线构架中的B相复合横担为研究对象，采用有限元软件ANSYS对复合横担进行力学分析，并进一步对纤维缠绕管的强度进行有限元仿真分析[6-8]。该横担通过了西安理工大学结构力学试验验证，说明了分析模型和分析方法的可行性，为分析纤维缠绕管结构的强度提供一种有效的途径，该方法可为纤维缠绕复合材料结构的选型及产品设计提供有价值的参考。……