基于水润滑的屏蔽式阀门电驱动装置传动效率计算与实验研究

对基于水润滑的屏蔽式阀门电驱动装置齿轮传动效率进行了计算与实验研究。计算了齿轮啮合功率损失、轴承功率损失、搅水功率损失。发现在电驱动装置正常工作的情况下,轴承功率损失约占总损失的70%,是造成功率损失的主要部件,随着齿轮转速的逐渐提高,轴承的功率损失也在逐渐增加;在低转速下齿轮的损失差距不大,随着速度的提高,轴承功率损失变化最大,是造成电驱动功率损失的主要因素。搭建了齿轮传动效率测试试验台,测得1000~9000 r/min电传装置的实际功率损失,与计算的结果进行了对比,可以看出计算结果与实验结果基本一致,说明计算方法合理可行。

上软下硬地层袖阀管注浆对盾构下穿民房扰动控制分析

为了探究深圳上软下硬地层中袖阀管注浆对盾构下穿民房的扰动控制效果,依托深圳轨道交通11号线二期某区间盾构穿越节点,实施了四环节一体的袖阀管注浆加固穿越扰动控制方案,包括穿越前加固必要性模拟验证、加固效果模拟评估、穿越期间施工扰动监测、穿越后加固效果分析。建立了未加固和加固两种工况下盾构穿越的三维有限元数值模型,基于实测数据检验了模型计算结果的可靠性,结果表明在未加固工况下民房沉降极易超越警戒值,验证了袖阀管注浆加固的必要性。而后基于加固模型评估了袖阀管注浆加固效果,计算表明袖阀管注浆加固至少将民房测点的沉降降低了40%,可有效控制盾构穿越对民房造成的施工扰动,实际监测数据与数值模拟吻合较好。此外,实测和模拟表明注浆加固将改变地表沉降槽形状,加固范围内的地表沉降将显著减小,沉降槽呈不对称分布。

基于流—固—热耦合的高温伺服阀蛇形流道散热罩散热效率研究

电液伺服系统具有液控负载大、响应快的特点,因此其被广泛应用于航空领域。由于飞行器处于高温工况时,电液伺服系统会受极大影响,不利于飞行器的正常工作。针对这一问题,本文采用流—固—热多场耦合的方法对高温伺服阀散热罩蛇形流道进行了优化研究。首先,介绍了流—固—热三场耦合的理论基础,设计了7种散热罩的结构参数模型,分别建立了散热罩物理模型及流体模型。其次,在此基础上分析了7种模型的散热效果。研究结果表明,增加流道条数并不能提升散热效率,而增加散热罩沟槽宽度和沟槽深度可以提高散热效率,但散热效果并不明显。如要达到散热要求,可以通过增大散热流体流量、降低散热流体温度来实现。

Electromagnetic interference and shielding of valve hall in HVDC converter station

The electromagnetic interference(EMI)from the valve hall as an important consideration in the design of high voltage direct current(HVDC)converter stations is analyzed by electromagnetic field numerical method and measurements.By using moment method,the EMI filed strength level as well as radio interference level(RIL)of the valve hall during the normal operation are computed after an antenna model is built for the valve tower.According to the character of EMI obtained,the practical shielding measures for valve hall are discussed to satisfy the relative standards.The test results for the
500 kV converter station show that both the numerical method and shielding technique used in this paper are practical.

袖阀管近距离注浆对在运营盾构隧道的影响分析

基于西安某330kV电力工程Φ3.5m内径的大口径顶管近距离上跨在运营地铁5号线区间盾构隧道的工程背景,研究采用袖阀管注浆加固交跨段土体的注浆方案,对比分析不同袖阀管注浆方案对轨道交通结构产生影响的规律,并将之与实际监测结果进行对比。结果显示:合理控制袖阀管的注浆压力和注浆时间,可以有效控制浆液的扩散半径;袖阀管注浆产生的加固区土体体应变将引起既有隧道结构的弯矩和剪力增大,但最大值的位置与注浆前接近;当加固区土体体应变不超过6%时,注浆引起的隧道结构变形量在允许值范围内,但引起的隧道水平方向的位移要大于竖向位移。模拟分析结果为工程的建设提供依据,也为相关工程的袖阀管注浆影响分析提供参考。

双护盾TBM换步过程中盾尾上扬故障分析及解决方案

双护盾TBM是一种典型的敞开式硬岩掘进机,具有隧道开挖、渣土输出、管片拼装支护、管片背面豆砾石回填及注浆等功能,可一次性安全、高速地完成隧道施工,能大大缩短隧道施工工期。本文以用于山西中部引黄工程中的双护盾TBM为研究对象,该设备在工程施工过程中出现TBM换步过程中盾尾上扬,致使已拼好的管片发生错台,严重影响管片拼装质量,影响施工进度的故障,详细分析了原因,并圆满解决这一故障,期望能给类似TBM设备故障提供借鉴及启发,达到优化系统设计的目的。

±1100kV/12 GW特高压换流阀屏蔽设计与工程应用

±1100 kV/12 GW特高压换流阀为目前世界上电压等级最高、输送容量最大的换流阀产品,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100 kV/12 GW特高压换流阀屏蔽结构开展全新设计,并对换流阀外绝缘放电特性进行全面研究。首先引入有限元分析方法,将电场的场域问题转换成边界值问题,离散化后进行插值得到分布解,然后迭代出最优屏蔽结构。其次建立阀塔仿真模型进行电场仿真研究,结果表明采用的屏蔽结构使电场强度由原来的1.89 kV/mm减小到1.64 kV/mm,场强减小13.2%,电场分布效果更好。同时,对该屏蔽结构也开展了操作冲击U_(50)试验,验证了换流阀外绝缘电气强度。试验结果表明12 GW换流阀屏蔽罩结构设计合理,阀塔对墙的最小空气净距为6 m,满足该距离即可达到要求的绝缘水平,实际阀厅的空气净距有较大的安全裕度。

袖阀管注浆对盾构隧道抬升纠偏效果研究

为研究斜向袖阀管注浆对已发生沉降隧道的抬升纠偏效果和影响规律,利用土体体积膨胀来模拟注浆作用,基于随机介质理论和剪切错台与刚体转动协同变形模型,分别推导出了注浆引起的附加应力和隧道抬升纠偏量计算公式,并研究了不同注浆段长度、袖阀管倾斜角度和注浆段深度对隧道抬升纠偏量的影响规律。研究结果表明:由推导公式得到的规律与实测数据的规律一致,隧道中心最大抬升纠偏量仅差0.97 mm;斜向袖阀管注浆能减小上部隧道的沉降变形,中心最大纠偏量为17.83 mm,纠偏效果显著;注浆段越长,注浆纠偏效果越显著;袖阀管倾斜角度越小,纠偏效果就越显著;注浆段深度越小,越靠近隧道下方,纠偏效果就越显著。

补偿注浆对基坑旁侧隧道的位移控制研究

为研究既有隧道在注浆前后的位移变化规律,提出了袖阀管注浆体积膨胀力学计算模型,对注浆前后隧道位移计算公式进行推导,研究不同布置方案、注浆深度对隧道位移的影响规律。研究结果表明,文中计算方法所得结果与工程实测数据吻合,袖阀管注浆能够对其进行有效纠偏。

典型特高压换流阀塔屏蔽装置电场仿真及对比分析

为研究实际阀厅布置中特高压换流阀塔屏蔽装置的电场分布规律,分析了某±800 k V直流输电工程不同阀厅中所用3种典型换流阀塔的结构特点,利用ANSYS仿真软件建立了各种阀塔的电场计算有限元等效模型,同时为考虑实际运行时阀厅内各设备间的相互影响,建立了3种换流阀塔各自所在阀厅的整体模型作为求解区域,计算了额定工况下阀厅内6组换流阀塔1个周期内的电位、电场分布,并对比了3种典型阀塔屏蔽装置的电场分布特点。研究结果表明3种换流阀塔的屏蔽装置在额定工况下表面电场强度最大值分别为1 599、1 007、1 515V/mm,均满足小于2 000 V/mm的控制场强要求;阀层弯边式分体屏蔽装置电场分布的均匀性优于阀层整体屏蔽型与单片式分体屏蔽型。

特高压直流换流站阀厅屏蔽效能及设计要求

为了研究特高压直流换流站阀厅的屏蔽效能和设计要求,提出了频率在150 kHz～80 MHz范围内、电场强度≤1 V/m射频干扰强度(120 dB,基准1μV/m对应0 dB)作为邻近换流阀厅外侧的控制指标。结合换流站现场实测数据进行相应的分析及计算,提出阀厅屏蔽设计要求:(1)屏蔽效能目标值取≥20 dB;(2)阀厅屏蔽一般采用直径6 mm、网孔面积200 mm×200 mm的钢筋网;(3)如果墙壁直接采用双层0.6 mm厚镀铝锌压型钢板,每隔30 cm用铆钉连接,两板重合部分宽度>5 cm,则单层板在≤10 MHz范围内的屏蔽效能>40 dB,也可满足要求。

±1100 kV换流阀屏蔽罩结构改进及U50试验

±1100kV直流换流阀相对目前电压等级最高的±800kV直流换流阀电压有较大提高,为了确保外绝缘设计的可靠性,对±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进和换流阀外绝缘操作冲击电压放电特性进行了全面研究。首先通过改进屏蔽罩结构以实现屏蔽罩表面电场的合理分布,然后针对换流阀不同类型屏蔽罩分别制定外绝缘操作冲击电压试验方案,并设计了一种无晶闸管的操作冲击50%击穿电压(U50)试验阀塔,最后采用操作冲击U50试验验证了换流阀外绝缘电气强度。结果表明,±1100kV换流阀屏蔽罩结构改进设计合理,阀塔对墙的最小空气净距达到5m其外绝缘强度即可达到要求的绝缘水平,实际阀厅的空气净距有较大的安全裕度。

广州地铁盾构下穿对近接高架桥桩基的影响分析

运用MIDAS/GTS三维有限元分析软件,模拟了盾构隧道动态施工对近接高架桥桩基的影响,重点分析了桩基水平位移及沉降的发展规律,为盾构安全通过提供依据。研究表明:两侧桩基水平位移在隧道范围内呈现明显"凹槽";盾构推力是影响桩基水平位移的重要因素,对沿隧道方向水平位移的影响较沿垂直隧道方向大,对桩基沉降影响较小;工程拟定袖阀管注浆加固措施将引起桩基产生附加沉降,对桩基水平位移控制无明显效果。分析结果认为,在不采取袖阀管注浆加固措施情况下,合理选取盾构推力,可完成盾构隧道对近接高架桥桩基的安全穿越。

±1100kV特高压直流换流阀绝缘型式试验下的电场仿真及优化

为提高特高压直流换流阀塔绝缘可靠性、实现小安全裕度下换流阀绝缘的优化设计,以±1 100 k V直流换流阀作为研究对象,采用Solid Works及ANSYS混合建模技术,建立了换流阀塔的3维模型。对该模型进行单阀绝缘型式试验及多重阀直流耐压试验,得到其电场分布;并针对电场薄弱环节进行局部结构优化。研究结果表明:当选取2 700 k V/m作为换流阀厅内金具表面工作控制电场强度时,单阀绝缘型式试验中的屏蔽罩及横梁均存在电场薄弱环节,有可能产生电晕及放电现象;而多重阀直流耐压试验中不存在电场薄弱环节,不会产生电晕及放电现象。此外,增加横梁拐角、屏蔽罩侧边的倒角值以及在层间绝缘金具处添加均压环可以使得薄弱处电场强度低于控制值。

高压直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的涡流损耗和屏蔽效能分析

基于麦克斯韦方程,推导获得了高压直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的涡流分布的解析解,并对影响封堵材料涡流损耗和屏蔽效能的有关因素,如谐波频率、材料厚度等进行了分析。结合500 kV直流换流站阀厅穿墙套管封堵材料的具体几何尺寸,对材料参数、工频和各次谐波电流等因素,分析了材料厚度与集肤深度、温升之间的关系。结果可为高压换流站阀厅穿墙套管封堵材料的开发和工程设计提供参考。

±800kV特高压直流开关场内避雷线的参数选择

直流换流站不同于交流变电站,主回路有很多电子设备,即使很小的直击雷传入阀厅也会造成换流阀的破坏。采用避雷针难以达到直流换流站的防雷要求,而采用密集布置的避雷线更为合适,但需对相关参数进行具体分析。为此,采用数值计算方法分析了±800 kV特高压直流开关场内的避雷线参数,参数选择不仅要考虑绝缘安全距离要求,而且要避免避雷线表面场强过大发生电晕放电。分析结果表明,避雷线直径越粗、高度越高,其表面场强越小,而采用双分裂避雷线可以更有效降低表面场强,并减少雷击断线的危害,比单根避雷线更有优势。据此提出了双避雷线在母线及设备上方架设时的合理直径及高度,相关结果已用于向家坝-上海及锦屏-苏南±800 kV特高压直流开关场的设计方案。

异形断面盾构切削机构分析

开发合理的切削机构是异形断面盾构的关键技术之一 .提出一种三杆切削机构 ,它在原有圆形盾构刀盘上加装可控制的伸缩机构 ,完成任意断面的切削 ,结构简单实用 .介绍了异形断面盾构切削机构的控制方式 ,分析了阀控液压缸和滑阀计量马达两种控制方式 ,前者结构简单 ,控制容易 ,但需要一个较长的位移传感器 ,而且信号需通过滑环传递 ,难以保证信号准确性 .后者可以保证得到精确的信号 ,但其液压系统的泄漏会影响精度 ,需要采取补偿措施 .最后对三杆机构的伸缩速度进行了分析 ,由此可确定控制机构的马达、油缸等参数 ,以便进行正确的选型 ,为异形断面盾构机械提供设计依据 .

模拟盾构机推进液压系统泵站集成设计

推进液压系统是盾构液压系统的重要组成部分。本文针对盾构模拟试验平台,介绍了推进液压系统的结构设计特点及其工作原理,采用Pro/E三维软件对主油路阀块、分组阀块以及泵站进行了集成设计,提高了设计效率,保证了设计的准确性及加工的便利。

土压平衡盾构机推进液压系统的设计

介绍了土压平衡盾构机推进液压系统的设计,主要内容包括液压系统的参数计算、液压原理图的设计以及插装阀集成块的设计。该系统应用电液比例控制技术实现了推进力和位移的控制;采用二通插装阀技术实现了高压、大流量液压控制系统的集成;利用Solidworks软件对插装阀集成块进行三维实体建模、装配、并转化为二维CAD工程图,提高了设计效率。

交直流复合电压下的稍不均匀场高压电极起晕特性

为研究复合电压下阀内部屏蔽罩电极的起晕电压特性,搭建了用稍不均匀电场电极缩尺模拟阀用屏蔽罩电极,并搭建了复合电压电极电晕放电平台,基于紫外成像技术研究了稍不均匀场中阀用屏蔽罩电极缩尺模型的紫外光子数特性及起晕电压特性,并获得了不同电极尺寸下的起晕电压的变化规律。在此基础上,利用有限元方法对不同交直流配比下,电晕起始电场强度分布进行了仿真。通过分析可以得到:气隙间距在0~10 cm范围内,在固定直流改变交流的复合升压方式下,随着正直流分量的增加,电极所加交流分量会逐渐降低,若认为起晕时交直流分量直接线性叠加得到的电压为起晕电压,则起晕电压值会随正直流分量的增加呈现先增加后降低的趋势,存在一组交流和直流电压配比,使得复合电压作用下电极的起晕电压达到峰值,数值可达65 k V左右。该研究可以为换流阀内电极结构的绝缘优化设计提供参考。