瓷套内水压与抗弯强度设计

瓷套主要尺寸内径（d₁）、外径（D₁）、高（H₁）及质量（m₁）是通过强度计算最终确定的。

（1）内水压强度计算

P·GCB瓷套内水压破坏强度p_b≥6p_r，T·GCB及GIS出线瓷套p_b≥5p_r，p_r为瓷套额定运行气压（MPa）。

瓷体横截面积

瓷套密封圈外径为D₂，水压试验时法兰承压面积（取外径D₂计算S₂，稍大

于实际承压面积，以此考虑试验误差，S₁、S₂的单位为cm²）。

瓷套承受的内水压极限应力为

σ_n=p_bS₂/S₁ （4-19）

比值[σ_n]/σ_n称为设计裕度，应大于1.15。瓷套例行水压试验值应取p_b/2。

（2）弯曲强度计算

运行时瓷套承受的机械负荷有以下几种。

1）瓷套侧面风力F_f（kgf）。

式中 p_f——风压（kgf/m²）；

H_l——套管高度（m）；

S_f——瓷套侧表面受风面积（m²）；

α——风阻力系数，α=0.74；

v——风速，v=35m/s；

D_cp——瓷套平均直径，D_cp=（D₁+D₃）/2，D₃为伞径（m）。(www.zuozong.com)

风力作用的重心，是受风面的几何形心，该点至瓷套下部支持平面的距离是风力作用重心高H_f（cm）。

2）端子拉力F_n（kgf）（水平横向）。端子至瓷套下部支持平面的距离为H_n（cm）。

3）地震力F_d。对瓷套进行初步强度设计时，其地震力只能简化计算。简化计算的实质是将一个动态的地震响应简化为一个静态问题来处理。这种简化的核心是确定一个合适的地震加速度放大系数。参照一些产品的地震试验数据，对于重心较高的P·GCB支柱瓷套、SF₆CT支柱瓷套，地震加速度放大系数取

β=β₁β₂β₃=5.54

式中 β₁——设备基础及安装架放大系数，β₁=1.2；

β₂——产品自震引起的加速度放大系数，β₂=4.2；

β₃——垂直地震波与水平地震波叠加时引起的加速度放大系数，β₃=1.1。

对于重心较低的T·GCB/GIS塔形出线瓷套，β₂建议取较小值（β₂≈2），因此该瓷套的地震加速度放大系数为

β=1.2×2×1.1=2.64

瓷套承受的地震力F_d（kgf）为：

F_d=βam （4-21）

计算时地震波拟定为正弦三周波，地震烈度为9度时，a=0.3g（水平方向），8度时a=0.15g（水平方向）。m为支持在计算瓷套上的部件（包括瓷套本身）的质量（kg）。

地震力作用重心的高度为H_d（cm），取套管部件的重心高度。

以上三种力同时作用于瓷套时，在其下方产生的弯曲应力σ_w（kgf/cm²）为

弯曲应力的设计裕度[σ_w]/σ_w应大于1.15。

瓷套弯曲破坏力矩为F_wH₁≥（F_fH_f+F_nH_n+F_dH_d）

瓷套例行抗弯力矩为0.5F_wH₁（四个方向试验）