本发明属于变压器,具体涉及一种变压器压力释放阀机械失效判断方法。
背景技术:
1、尽管油浸式变压器在电力传输中扮演着关键角色,并且配备了全面的继电保护系统,但近年来仍然不时发生爆炸或火灾事件,这对电力系统的供电可靠性和运行稳定性带来了严重影响。当变压器内部发生短路事故,导致油箱内压力迅速增加时,如果不能及时释放这种压力,可能会导致座部或油箱变形,甚至爆炸。因此,通常情况下,电力变压器会安装压力释放阀,以便释放油箱内过高的压力。
2、然而,随着电网不断扩容升级,电弧故障的能量也不断增加,更大的故障能量将引发更强烈的压力冲击。即使装有压力释放阀的变压器,在压力释放阀动作之后仍然有可能发生燃烧爆炸。强烈的压力冲击使得压力释放阀局部载荷过大,直接导致阀体失效,不能达到其原先所设计的泄压能力。并且,阀体失效无法正常复位后,持续泄露的变压器油带来了极大的火灾风险,进一步增加了运行维护工作人员的工作危险。因此,对典型压力释放阀进行机械强度的校核并判断其机械薄弱点进行失效校核是极为重要的。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷,本发明提供了一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,解决现有技术未对压力释放阀进行机械强度校核的问题,避免阀体失效无法正常复位后,持续泄露的变压器油带来了极大的火灾风险。
2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
3、一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,包括如下步骤:
4、对压力释放阀进行初步建模并简化结构后获得该压力释放阀三维模型;
5、将该压力释放阀三维模型导入ansys平台,并选择瞬态结构模块;
6、在ansys中使用双线性各向同性硬化方法定义材料的机械特性,并对模型进行网格划分和初始化,设置各部分的连接方式;
7、加载阀盘两端的等效载荷后,通过瞬态结构计算得到各部位的应力与形变;判断机械结构是否失效,如果应力小于材料屈服极限,则判断机械结构失效。
8、优选的,简化结构后的压力释放阀三维模型包括顶盖、基座、阀盘和立柱四部分。
9、优选的,材料的机械特性所需参数包括材料密度、杨氏模量、泊松比、屈服强度和剪切模量。
10、优选的,剪切模量通过以下公式简化计算:
11、
12、优选的,各部分的连接方式包括基座底部的固定约束,弹簧与顶盖、阀盘的固结连接以及顶盖与阀盘之间的弹性连接。
13、优选的,设置各部分连接方式的同时还施加弹簧的预紧力,弹簧的预紧力通过弹簧参数计算得到,并直接加载在顶盖、阀盘与弹簧接触部位。
14、本发明采用上述技术方案,对典型压力释放阀进行机械强度的校核并判断其机械薄弱点,从而可以有针对性的对机械薄弱点进行加强,避免阀体失效无法正常复位后,持续泄露的变压器油带来了极大的火灾风险。
15、本发明的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
1.一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,包括如下步骤:对压力释放阀进行初步建模并简化结构后获得该压力释放阀三维模型;
2.根据权利要求1所述的一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,简化结构后的压力释放阀三维模型包括顶盖、基座、阀盘和立柱四部分。
3.根据权利要求1所述的一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,材料的机械特性所需参数包括材料密度、杨氏模量、泊松比、屈服强度和剪切模量。
4.根据权利要求3所述的一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,剪切模量通过以下公式简化计算:
5.根据权利要求2所述的一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,各部分的连接方式包括基座底部的固定约束,弹簧与顶盖、阀盘的固结连接以及顶盖与阀盘之间的弹性连接。
6.根据权利要求5所述的一种变压器压力释放阀机械失效判断方法,其特征在于,设置各部分连接方式的同时还施加弹簧的预紧力,弹簧的预紧力通过弹簧参数计算得到,并直接加载在顶盖、阀盘与弹簧接触部位。