浅谈变电站抗震措施及发展趋势.docVIP

浅谈变电站抗震措施及发展趋势 ABSTRACT: 摘要本文通过电力设施受到地震灾害的破坏事件的类型和原因，讲述了国内外电力设施方面采取的两种抗震措施：第一种通过提高建构筑物和设备本身的结构强度的传统的方法对地震进行“抗硬” ，虽然这种方法对过去抗地震灾害起到了重要的作用， 但建筑物内部设施、仪器却遭到破坏；第二种隔震减震措施已经得到国内外建筑物采用和考验，它减少传递到隔震结构上部的地震能量，明显有效地减轻结构的地震反应。隔震减震技术的成熟运用对 变电站抗震有重要意义。 关键词 电力；变电站；电力设备；设施；隔震减震 在人类所历经的各类自然灾害中，强烈地震是对生命线工程威胁最大的灾害之一。这种威胁不仅体现在各类结构会在强烈地中遭受严重破坏，也能造成整个生命线工程系统大幅度消弱。就电力系统来说，它一旦遭到损坏失效，就会使人类受到严重灾害及经济损失，电力一旦中断，就会使人类不能正常生产生活，可能还会引起次生灾害，导致人类生命、财产收到威胁。20 世纪60 年代中期以来，电力系统的地震灾害报道几乎贯穿于每一次强烈地震灾害之中。较为典型的有1976 年中国唐山地震、1999年中国台湾集集大地震、2008年5月12日中国四川省汶川县发生８级特大破坏性地震以及2013年4月20日四川省雅安市芦山县发生的7级地震等，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。 1 地震对变电站电力设施的危害 分析电力设施受到地震灾害的破坏事件的类型和原因，断路器、隔离开关、避雷器都达到了很高损坏率，这些设备都是由地震引起的瓷套管根部断裂，而瓷套管大多是组成这类设备的绝缘部分。 其受到震害的原因：（1）设备的结构形状细而长，上部质量又较大，地震时由于瓷套 管是脆性材料，当根部受到强大弯曲时，瓷套管自然断裂，特别是 瓷套管同其他材料的相接处的断裂损坏。 （2）地震波的卓越频率与这些设备的固有频率相近，而且这些设 备材料大多由脆性材料组成，其储能能力和设备阻尼值较小，使设 备受到类共振影响遭到损坏。 以上是地震中电力设施受到震害的类型之一的电瓷型高压电气设备；而因砂土液化或者地基不均匀沉陷造成的塔体破坏等属于高压输电铁塔震害类型；地震过程中，主体移除轨道、倾倒等，顶层瓷套管损坏，散油器等附件的损坏属于电力变压器震害类型；震害过程中高压变电站的变电设备很多由支撑结构损坏而受到破坏是属于支撑结构震害；变电站内的软硬母线破坏形式分别为：软母线通 常是悬挂母线的绝缘子被拉断，硬母线是棒式支柱绝缘子被折断，这种是属于变电站内母线震害；计算机控制系统、通讯系统等二次设备在变电站中有很大的重要性，需完好无缺才能保障变电站的正常运行。在地震中二次设备通常是遭到倒塌等、滑落等破坏而使其丧失一些使用功能是属于其他电力设备的破坏震害类型。 目前中国在电力设施方面的抗震措施 首页要从提高建构筑物和设备本身的结构强度来着手相关研 究工作。研究变电站内电力设施在地震过程中的失效概率。通过研 究对震害资料进行分析，还有通过实验和理论计算相关分析，使这些抗震措施的研究工作在灾害预测、减轻地震作用措施等方面取得了有效成果；这种“抗硬”途径的研究方法，利用增粗构件断面、 增强结构刚度来抵挡抗震能力；通过“设防烈度”限定结构抗震能 力的，使实际地震不超过预定的“设防烈度”，即结构处于安全状态；这种抗震措施不适用于对某些抗震过程中出现弹塑性变形的结构。 震害资料是地震时的真实反应结果，是变电站设备 抗震性能的重 要分析手段。但并不是每个地方都有足够的震害数据可分析。 其电力设备的抗震实验，国内外在二十世纪七十年代采用了静力、动力实验等。二十世纪八十年代中期和末期我国采用了一系列的震动实验，虽然初步取得了附件对设备动力反应影响等的结论，同时 也发现了实验分析中的局限性：震动实验资金耗费大，模型制作需要很高精密性，震动台足够大。实验结果的可靠性由于电气设 备的实验条件与现场条件存在很大的不同而受到限制。随着隔震减震技术的抗震方法出现，使得抗震方法在不断发展和完善。这种抗震方法通过隔离措施，隔断或减小地震传播到电力设施上的能量，从而减小电力设施的地震反应。 3 隔震减震措施具有的优点 (或)部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开，隔断地震能量的传播途径，尽量减少传递到隔震结构上部的地震能量，从而减少上部结构的地震反应。(如隔振器、隔震垫等)，以改变或调整结构的动力特性或动力作用，使工程结构在地震(或风)作用下的动力反应(加速度、速度、位移)得到合理控制，确保结构本身及结构中的人、仪器、设备、装修等的安全和处于正常的使用环境状况。与传统的抗震设计方法比有明显的减震能力。其具体的表现：第一，为了有效地减轻结构的地震反应，采取隔震体系的上 部结构加速度反应只是传统结构加速度的 1/12～1/4。第二，当地