高压电气设备的减震设计方法研究`.docVIP

精品论文 参考文献 高压电气设备的减震设计方法研究` 天津燊辉电力工程有限公司 天津 300384 摘要：高压电气设备运行状态影响供电质量， 是电力系统关键部件，关乎系统运行状态。但由于高压电气设备运行环境特殊，抗震性能不足是高压电气设备破坏的重要原因之一，在国内多次自然地震灾害中均发生高压电气设备严重破坏和故障现象，导致电力系统无法正常运行，而且带来了一系列安全隐患。本文就高压电气设备的减震设计方法展开了深入研究。 关键词：高压电气设备，减震设计，方法 前言 高压电气设备作为生命线工程中重要的关键部件，在国内外多次地震灾害中均发生了严重的破坏，直接或间接给生命和财产带来了巨大损失。目前，中国电气设备随着更高电压等级的工程兴建，设备逐渐呈较高、较柔、较重、更易遭受破坏趋势，对经济社会的发展影响更大。电气设备发生破坏的原因有很多，其中一个重要原因是抗震能力不足所致。减震技术措施恰是满足电气设备不断提高抗震设计要求的一种良好的技术方法，因为它既安全，又适用，还是一种经济的新抗震新体系。采用减震措施的电气设备，由于其具有特殊性，不能完全按照建筑物减震结构进行设计。这是因为针对大多数建筑物而言，建筑物属于延性结构体系，而大多数电气设备由瓷质等脆性材料组成的结构体系，因为延性结构在大震作用下可以通过弹塑性变形设计满足性能要求，而脆性结构是没有弹塑性变形能力的。 1 高压电气设备的减震设计的意义 高压电气设备是整个电力系统的重要组成部分，包括：高压变电器、高压互感器、高压电容、高压断路器、高压隔离开关等等。高压电输电效率高，电能损耗小，输电状态稳定性强。随着近些年来，我国高压电工程的兴建，高压电气设备开始在电力系统中占据重要位置，确保高压电气设备处于稳定的良性运行状态非常重要。我国是地震多发国家，高压电气设备抗震性能直接关乎电力系统运行安全和电力供应可靠性。而且当前的高压电气设备呈现出大、高、柔、重等结构特点，所以通过对结构特征的分析不难发现高压电气设备连接导体和金具的作用力较大，这便对结构抗震性能提出了更高要求，减震设计难度随之提高。若减震设计方面存在问题后果不堪设想。因此，要采取具有针对性减震建设方法，进行高压电器设备优化设计，提高设备单体抗震性能。 2 高压电气设备的减震设计方法 通过前文对高压电气设备的减震设计意义的分析，不难看出加强高压电气设备减震设计的必要性和重要性。下面通过几点来分析高压电气设备的减震设计方法： 2.1 适用范围 当电气设备抗震强度不足时，可以采取减震措施。随着减震技术在建筑领域广泛成熟的应用，因此《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)将减隔震措施与传统抗震措施定义为两种并行的技术措施。目前中国的电气设备减震技术措施是借鉴了建筑物的减震技术措施，因此也将成为一种与抗震措施并行的技术措施，既可以提高抗震安全性也可以改善使用功能性。 2.2 设防目标 采用减震技术措施后，抗震设防目标变为“中小震不坏，大震依然保证瓷质设备不断裂”，不同于传统抗震设防目标“中小震不坏，大震可修”。这将有助于防御地震灾害以及灾后恢复重建等工作，经济效益和社会效益明显。 2.3 减震装置选择 对体型细高的电气设备抗震兼顾抗风设计有很高要求，可以选择粘弹性、粘滞性减震装置；结构增加阻尼的同时也需要增加刚度，可以选择金属减震装置、摩擦型减震装置；场地所处环境的温度变化较大，可以选择金属减震装置和摩擦耗能装置。此外需要考虑减震装置受环境影响程度、施工方便、造价低廉等方面。在初步确定电气设备结构阻尼比以及减震装置附加给结构的阻尼比，并选定合适的耗能器后，可采用能量法估计结构中需要合理设置减震装置的数量、布置方式等。 2.4 结构减震总体设计 设备结构减震总体设计需要进行减震设计规划，确定减震策略，选择减震设备，确保设防目标及范围等等。我国高压电气设备减震技术措施起步较晚，很多时候借鉴建筑物减震技术，当高压电气设备抗震强度不足时就要采取相应减震措施， 来改善高压电气设备抗震安全性。从设防目标来看，要求通过有效减震设计后，能实现“小震不坏，中震瓷性部件不断裂，大震可修”，能为震后重建提供便利条件。在减震设备选择方面，不同地区、不同工程要求对减震设备性能要求有所不同。例如，体型细高的高压电气设备所选择的减震设备应兼具抗风性能，要考虑设备抗风设计方面。因此，可选择粘滞性和粘弹性减震设备，如：高阻尼减震装置、弹簧缓缓冲胶减震装置、摩擦减震装置、金属减震装置等等。另外，减震设备选择方面必