2023減隔震器規(guī)格性能及應用調(diào)研報告

減隔震器規(guī)格性能及應用調(diào)研報告2023年4月1122目錄概述 1我國地震帶分布情況 1地震對電力系統(tǒng)的危害 2地震對電氣設備的破壞特點及震害原因 3變壓器 4電瓷型高壓電氣設備 5電氣設備抗震研究水平現(xiàn)狀 7電氣設備抗震設防目標 10調(diào)研對象 10高壓電氣設備抗震性能及實施措施 11電氣設備選型優(yōu)化 12電氣設備的耐地震能力要求 12電氣設備選型優(yōu)化 13設備支架 19減隔震器抗震性能調(diào)研及實施措施 20減震器選擇 22減震裝置分類及選擇原則 22減震裝置主要類型 28減震裝置主要設計方案 32減震裝置安裝方案 41隔震器選擇 44隔震裝置分類及選擇原則 44隔震裝置主要規(guī)格 48隔震裝置主要設計方案 49隔震裝置安裝方案 51減隔震裝置應用案例 52附錄一部分筒式粘滯阻尼器規(guī)格及性能參數(shù) 57附錄二部分隔震橡膠支座規(guī)格及性能參數(shù) 58概述我國地震帶分布情況我國處于世界兩大地震帶（環(huán)太平洋、喜馬拉雅——地中海）之間，是世界大陸地震多發(fā)區(qū)。我國地震帶的分布基本上遵循活動性斷裂帶的分布，主要有青藏、新疆、華北和臺灣四個多發(fā)區(qū)。我國地震災情以南北地震帶、華北地區(qū)和臺灣為最嚴重。南北地105圖1.1-1全球地震帶分布圖20世紀以來，我國共發(fā)生6級以上地震近800余次，遍布除貴州、浙江兩省和香港5553733%的大陸強震，是世界上大陸強震最多的國家。520647年2次。圖1.1-2中國地震分布圖地震對電力系統(tǒng)的危害20701976199619992008201020131989LomaPrieta1994Northridge19951999201334352202110103522；5003500262626510（塔）1021212基，線路斷線83條。20082013PAGE13PAGE13PAGE10PAGE10圖1.2-1地震對我國電力系統(tǒng)的危害目前，我國特高壓工程建設規(guī)模和設備生產(chǎn)能力已經(jīng)位居世界前列，投入運行的特高壓工程已經(jīng)發(fā)揮著重大功能，盡管均沒有經(jīng)歷過較大地震的沖擊，但是其中的變電設備由于其結構呈現(xiàn)“細、高、柔、重、非線性特征明顯”等特點，地震易損性更高，一旦遭受到破壞，作為骨干架的區(qū)域網(wǎng)安全穩(wěn)定運行就會受到制約，不利影響會波及到全國許多區(qū)域，將給相關區(qū)域的生產(chǎn)、生活以及社會秩序帶來一系列問題。地震對電氣設備的破壞特點及震害原因高壓電氣設備的外絕緣部分一般都細長且為瓷套/瓷柱。陶瓷是脆性材料，抗彎性能很差，設備的結構形狀不僅細長，而且上部質(zhì)量較大。地震時瓷套管根部承受很大的彎矩，使瓷套管的強度不足而斷裂，尤其是在瓷套管與其他材料的連接處，變形不協(xié)調(diào)加大了瓷套管的斷裂和損壞。這類設備的固有頻率和地震波卓越頻率相接近且阻尼值較小，其主體材料瓷柱屬脆性材料，儲能能力較小，因此在地震中極易因共振影響使設備遭受破壞。另有研究表明，盡管獨立設備抗震性能的論證表明單體設備可以抵抗高強度地震作用，但將不同設備通過母線連接到一起，設備仍可能遭到嚴重破壞，連接方式對設備抗震性能的影響也是十分明顯。下面將分別針對主要電氣設備的破壞特點和震害原因進行分析。變壓器在歷次地震中，主變壓器是地震中易損部件。512122110kV19767287.8，XI242619951177.2主變壓器的震害主要表現(xiàn)為：本體位移或傾倒，瓷套管損壞，地基沉陷，主變其它部位（散熱器和潛油泵等）損壞。圖1.3-1220kV安縣變電站1號主變壓器套管根部震彎圖1.3-2220kV安縣變電站1號主變壓器掉臺圖1.3-3主變壓器套管破裂主變壓器受損的原因有：地基沉降或液化。主變基礎由不均勻沉降引起主變本體位移。電瓷型高壓電氣設備電瓷型高壓電氣設備包括：電壓互感器，電流互感器、支柱絕緣子、GIS套管、隔離開關等。這類設備在歷次大地震中均有損壞。震害主要為瓷柱斷裂，斷裂大多發(fā)生在瓷柱的根部。圖1.3-4安縣變電站252kV雙斷口SF6斷路器上部滅弧室全部斷裂圖1.3-5安縣轅門壩變電站126kV少油斷路器三相斷裂損壞圖1.3-6避雷器從根部剪斷主要有以下兩個方面的原因：1-10Hz接近，使設備容易由于共振而受損壞。這類設備構阻尼比較小，一旦接近共振頻率，動力放大系數(shù)就很大，使地震作用大大增加，極易造成設備的破壞。電氣設備抗震研究水平現(xiàn)狀大量的地震破壞實例說明：電力系統(tǒng)的抗震可靠度和安全度亟待加強。既然地震不能避免、地震預報又是目前尚未解決的世界難題，那我們就應將關注的重點放在如何提高電氣設施的抗震性能上來，開展抗震研究已經(jīng)成為國內(nèi)外地震工程研究的重要課題。對于變電站電器設備的抗震設計要求，使得很多國家和國際組織都給出了相應的設1980（JEAG5003-19801998IEEE（IEEE693ASCE根據(jù)電力系統(tǒng)震害的嚴重現(xiàn)實，編寫了提高電力系統(tǒng)抗震性能的指南，其中絕大部分內(nèi)IEC2007年，IEEE制訂了國際上首部針對軟母線連接的電氣設備抗震設計標準（IEEE1527標準作用的考慮僅僅是提出了考慮不同地震設防等級，在設備頂端增加一個1000N2000N的水平荷載來考慮母線對設備的作用。我國的研究工作者大力開展電力設備的抗震實驗，包括靜力實驗、動力實驗等，取得了顯著的成果。并且提出了502%的特高壓抗震設防標準，這一標準既反映了特高壓設備的結構特點（柔、非線性強，也考慮了使用特點（應用地域廣，還結合了特高壓工程的重要性（502%）以及可操作性（我國的地震區(qū)劃圖。IEEEIEC目前，中國電力科學研究院也已經(jīng)開展了對高壓變電設備抗震試驗技術研究，通過對高壓變電設備動力特性展開研究，明確了動力特性中的頻率、阻尼比等參數(shù)可作為高壓變電設備抗震能力計算分析的基本依據(jù)；通過對高壓變電設備進行抗彎機械強度試驗研究，提出了以設備實測拉、壓應力的均值作為設備強度判定應力的準則；通過對高壓變電設備非線性地震響應的研究，提出了抗震試驗中考慮非線性影響因素的基本輸入方法，并提出了高壓電氣設備抗震試驗方法和抗震試驗要求；通過7 圖1.4-1特高壓支架和瓷套抗震試驗圖1.4-21000kV高壓并聯(lián)電抗器回路聯(lián)合真型抗震試驗電氣設備抗震設防目標目前國內(nèi)變電站抗震試驗和設計規(guī)范主要有《電力設施抗震設計規(guī)范》(GB50260．2013(GB50556．2010范》(GB50011-2010（DLGJ160．2003，中國電機工程協(xié)會標準有《1000kV（T/CSEE0010．2016)，國家電網(wǎng)公司相關企業(yè)標準有《特高壓瓷絕緣電氣設備抗震設計及減震裝置安裝與維護技術規(guī)程》(Q／GDW11132．2013Q／GDW11267．2014壓電氣設備抗震試驗技術規(guī)程》(Q／GDW11391．2015)11595．2016)。國外變電站抗震的主要規(guī)范或規(guī)程有電氣和電子工程師協(xié)會頒布的《IEEERecommendedPracticeforSeismicDesignofSubstations))(IEEEStd693．2005)并H日本電氣協(xié)會發(fā)電與變電技術委員會頒布的《變電站電氣設備抗震設計指南》(JEAG5003．2013)。變電站和換流站的抗震設防烈度或地震動參數(shù)應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306的有關規(guī)定確定，同時依據(jù)上述規(guī)程規(guī)范的相關要求進行設防及設計。抗震設防烈度6~8度地區(qū)新建、擴建的變電站和換流站內(nèi)電氣設施，按抗震設防19調(diào)研對象本次調(diào)研對象分為三部分，電氣設備廠家、減隔震器廠家、科研單位，具體單位名稱如下。調(diào)研分類單位名稱電氣設備廠家保定天威保變電氣股份有限公司特變電工衡陽變壓器股份有限公司西安西電變壓器有限責任公司山東電力設備有限公司新東北電氣（沈陽）高壓開關有限公司河南平高電氣股份有限公司西安西電開關電氣有限公司西安西電避雷器有限責任公司廊坊東芝避雷器有限公司南陽金冠避雷器有限公司桂林電力電容器有限責任公司西安西電電力電容器有限責任公司日新電機（無錫）有限公司減隔震廠家西安達盛隔震技術有限公司青島振動控制有限公司中國電力科學研究院科研單位中國電力科學研究院同濟大學2高壓電氣設備抗震性能及實施措施主要從電氣設備選型、設備支架設計等方面調(diào)研分析電氣設備的減隔震措施。具體包括：調(diào)研單體設備抗震性能，優(yōu)化電氣設備選型；優(yōu)化設備支架設計，提高抗震性能。電氣設備選型優(yōu)化電氣設備選型是進行電氣設備抗震設計的重要前提，為了減小電氣設備在地震時受到破壞，應合理地進行設備選型。電氣設備的耐地震能力要求電氣設備按基本抗震烈度進行設防。同時應考慮其端部連接導線振動和導線張力的影響，設備本體水平加速度應計及設備支架的動力放大系數(shù)1.2~1.4。電氣設備需滿足以下抗震要求：1)設防水平：60.1g，70.2g0.3g，80.4g（0.5g。2)試驗要求：原則上設備應帶支架進行地震臺試驗，不具備條件時，1000kV設備支架動力1.4；750kV1.2；（GB50260-2013。圖2.1-1特高壓電氣設備抗震設計反應譜試驗結果應與風荷載進行組合，應力安全系數(shù)應大于1.67，且試驗后無功能性損壞。）其它試驗要求可以參考《高壓開關設備和控制設備的抗震要求》（GB/T13540-2009）的相關規(guī)定。按設防烈度設計的電氣設備，當遭受到相當于設防烈度及以下的地震影響時，不受損壞，仍可繼續(xù)使用；當遭受到高于設防烈度預估的罕遇地震影響時，不致嚴重損壞，經(jīng)修理后即可恢復使用。電氣設備選型優(yōu)化當電氣設備難以滿足抗震要求，或電氣設備使用性能要求較高時，可采用隔震或減震設施。各主要電氣設備抗震性能調(diào)研情況如下表所示：PAGE14PAGE14PAGE15PAGE15表2.1-1 設備抗震性能調(diào)研情況設備形式設備廠家是否能滿足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的設計措施1.鐵芯采用疊片和拉板外密化綁扎稀緯帶，并通過鋼拉帶緊固鐵，同時通過撐板、墊腳和拉板將鐵心鏈接為剛性整體；2.器身下部定位釘和箱底連接在一起，使器身和油箱成為剛性連接，增強器身整體的抗震性能；保定天威保變電氣股份有限公司-3.器身上部通過定位盒和箱蓋進行定位，防止在震動主變和高抗過程中器身和油箱之間產(chǎn)生位移；4.鐵芯長軸兩端，上部和下部分別增加限位措施，進一步增加器身整體的緊固性；5.取消底架、小車結構，變壓器直接放于地基上，并特變電工衡陽變壓器設計階段考慮油箱及結構件強度，合理選用材料，并股份有限公司-通過軟件驗證裝配好的電抗器的抗地震強度設備形式設備廠家是否能滿足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的設計措施西安西電變壓器有限責任公司-結構和選材方面，線圈的整體性采取多次壓制定型技術；鐵芯采取強力夾緊、拉緊措施保持剛性；受到的沖擊，設計上從三維方向進行加固；套管廠家在設計套管時考慮抗震的要求。山東電力設備有限公司-GIS新東北電氣（沈陽）高壓開關有限公司是無河南平高電氣股份有限公司是無西安西電開關電氣有限公司是無避雷器西安西電避雷器有限責任公司1000kVd級污穢避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.3g；1000kVe級污穢避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.2g。1000kVd級污穢避雷器，加裝減震器可滿足地震水平加速度0.4g；1000kVe級污穢避雷器，加裝減震器可滿足地震水平加速度0.3g。設備形式設備廠家是否能滿足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的設計措施廊坊東芝避雷器有限公司500kV以下避雷器不采取措施可滿足地震水平加速度0.4g；500kV避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.3g；750kV避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.2g；1000kV三級污穢避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.3g；1000kV四級污穢避雷器，不采取措施可滿足地震水平加速度0.15g。500kV，0.4g750kV，0.3g1000kV1000kV南陽金冠避雷器有限公司是需帶減震器CVT桂林電力電容器有限責任公司220kV和500kVCVT不采取措施可滿足地震水平加速度0.5g；330kVCVT不采取措施可滿足地震水平加速度0.3g；765kV、1000kVCVT不采取措施可滿足地震水平加速度0.2g。330kVCVT0.5g。765kVCVT0.4g。1000kVCVT加裝減震器可滿足地震水平加速度0.4g。設備形式設備廠家是否能滿足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的設計措施西安西電電力電容器有限責任公司220kVCVT產(chǎn)品不采用措施能滿足基本地震烈度7~9度的要求；500kVCVT瓷套管產(chǎn)品不采用措施可滿足地震烈度9度以下的要求；500kV復合套管產(chǎn)品不采用措施可滿足地震烈度9度的要求；1000kVCVT瓷套管和復合套管產(chǎn)品可滿足地震烈度8度（0.2g）及以下的要求500kVCVT9產(chǎn)品底部加裝減震器。1000kVCVT瓷套管和復合套管若基本地震烈度9度（0.4g）時，需在產(chǎn)品底部加裝減震器。日新電機（無錫）有限公司500kV及以下等級滿足抗震0.5g的要求；750kVCVT復合套管滿足抗震0.4g的要求；750kVCVT瓷套管滿足抗震0.3g的要求；1000kVCVT復合套管滿足抗震0.3g的要求；1000kVCVT瓷套管滿足抗震0.2g的要求；750kVCVT瓷套管、1000kVCVT瓷套管和復合套管需帶減震器第PAGE第18頁第PAGE第19頁主變壓器4（間的連接應考慮進行抗震設計；抗震設計的關鍵為套管以及套管與本體的法蘭連接部位，是制約設備抗震設計的瓶頸。高壓并聯(lián)電抗器4（套管以及套管與本體的法蘭連接部位，是制約設備抗震設計的瓶頸。GIS3GIS（新東北、平高、西開采用復合套管。電容式電壓互感器3（日新。220kVCVT產(chǎn)品不采用措施能滿足基本地震烈度7~9度的要求。330~500kVCVT99330~500kV9750~1000kVCVT89（0.4g）時，需在產(chǎn)品底部加裝減震器。金屬氧化物避雷器3（芝、南陽金冠。220~330kV避雷器均不需要采取減震措施即可滿足。500kV避雷器，0.4g及以上需要加裝減震器750kV避雷器，0.3g及以上需要采取減震措施1000kV避雷器，d級及以下污穢，0.4g及以上需要采取減震措施1000kV避雷器,e級污穢，0.2g及以上需要采取減震措施設備支架震害表明：電瓷型高壓電氣設備（互感器、支柱絕緣子、隔離開關等）是大震中的易損設備。這種設備破壞經(jīng)常發(fā)生在根部斷裂。許多國家進行了電力設施的抗震研究，改進完善了抗震設計方法和抗震措施，使得變電站設備的抗震安全性能和可靠性得到了大幅度的提高。設備支架抗震計算方法的選擇設備支架的抗震計算通常是將支架和設備分開計算。計算支架時，把設備模擬為一個質(zhì)點，設備引起的地震作用直接加在支架柱頂。并根據(jù)《電力設施抗震設計規(guī)范》（GBS0260-2013）。設備支架結構型式的選擇220kV220kV500kV1000kV下截面大的臺形鋼管格構支架。的抗震能力。500kV500kV支架采用普通單鋼管結構。設備支架減震設計增大支架及設備剛度，提高設備抵抗地震的能力，是傳統(tǒng)的抗震方法。高壓電氣設備外形細長、質(zhì)量分布不均，支架放大系數(shù)又較一般電壓等級設備支架大，不利于設備因此對于高烈度區(qū)的高電壓等級設備的抗震設計，硬抗的方法有自身的局限性。結構振動控制技術是一種在民用建筑和橋梁中廣泛應用的抗震技術，這種技術是通過在適當?shù)奈恢迷O置耗能裝置來減小地震作用，保證設備安全。3減隔震器抗震性能調(diào)研及實施措施3.1減隔震技術原理問題。（如隔震支座等（（地震作用下的典型動力方程如下，式中M、C、K分別為電氣設備結構的質(zhì)量、阻.. ..xgx分別為地面激勵地震加速度和設備結構的加速度。電氣設備減震技術采用的原理，簡單為增大設備結構的阻尼，消耗掉一部分傳播3.1-1,為加速度動力放大系數(shù)，/n為外界激振頻率與體系自身頻率比3.1-2、3.1-3圖3.1-1減隔震原理示意圖3.1-2設備隔震方案示意圖3.1-3設備減震方案示意圖當?shù)卣鹩绊懸詮澢冃螢橹鳌⒉桓淖冊O備結構自身特點、不影響設備正常使用功能以及增加的裝置常規(guī)且經(jīng)久耐用時，適合采用減震技術措施。當?shù)卣鹩绊懸灾匦停羟凶冃螢橹?、不改變設備結構自身特點、不影響設備正常使用功能以及增加的裝置常規(guī)且經(jīng)久耐用時，適合采用隔震技術措施。根據(jù)中國電科院對變電站抗震設計研究的經(jīng)驗，以下主要電氣設備需考慮隔震減震措施。大效應，主變、高抗設備本體底座可加裝隔震裝置。避雷器、電壓互感器等支柱類設備底座可加裝減震器。減震器選擇當電氣設備難以滿足抗震設防烈度下的抗震要求或?qū)τ诳拐鸢踩院褪褂霉δ苄該駪C合考慮設備的結構類型、周圍壞境、設備結構控制參數(shù)等影響因素。通過安裝減震裝置實現(xiàn)電氣設備減震目的的基本要求如下：應按照預期減震目標，并滿足設備應力控制要求，設置合適的減震裝置；10%，滿足正常使用功能的要求；（1-為減震系數(shù)。減震裝置分類及選擇原則減震裝置分類減震技術是通過采用一定的措施，以消耗地震傳遞給結構的能量為目的的減震手段。從能量觀點看，地震輸入結構的能量是一定的，通過減震裝置消耗掉一部分能量，減震裝置可以安放在結構能產(chǎn)生相對位移處或變形的地方，也可以是由結構的某些非承重構件設計成的耗能構件。減震裝置的分類如圖3.2-1所示。圖3.2-1減震裝置分類（摩擦減震裝置（如粘滯減震裝置（如鉛粘彈性減震裝置。速度型減震器：一般是由缸體、活塞、黏滯材料等組成。利用黏滯材料運動時產(chǎn)生黏滯阻尼耗散能量的減震裝置，如黏滯消能器、黏彈性消能器等。①粘滯性阻尼器3.1-2所示。目前已經(jīng)研制開發(fā)的粘滯流體阻尼器有筒式流體阻尼器、粘滯阻尼墻系統(tǒng)等類型的阻尼器。附錄一列出部分筒式粘滯阻尼器的規(guī)格及性能參數(shù)。圖3.2-2粘滯阻尼器構造圖及實物圖圖3.2-3粘滯阻尼器力學關系曲線及滯回曲線②粘彈性阻尼器粘彈性阻尼器是由粘彈性材料和約束鋼板所組成，典型的粘彈性阻尼器結構如圖3.1-4。圖3.2-4粘彈性阻尼器構造示意圖T型約束鋼板與中間鋼板間夾有T粘彈性阻尼器是由粘彈性材料與約束鋼板交替疊合粘結而成的，是一種主要粘彈性阻尼器的力—位移滯回曲線為橢圓形，消能能力比與位移相關的消能減振裝置強得多，既能用于抗震也能用于抗風，并且只要有微小的振動，就能減振。23.1-5如圖3.1-6所示。圖3.2-5 ABC型消支撐粘性尼器圖3.2-6 D消支粘彈阻器①鉛減震器3.1-7所示。圖3.2-7鉛（鉛合金）減震器在鉛減震器中，由于鉛的擠壓作用，機械能轉化為熱能，這種裝置有如下特性：a.它幾乎是一種純“庫倫阻尼器”，力—位移滯回曲線接近于矩形，實際與速度無關。b.鉛擠壓時和擠壓后出現(xiàn)的恢復再結晶和結晶生長過程，這種能量不受工作硬化和疲勞影響。c.擠壓力下降，鉛恢復和再結晶的速度越快。d.擠壓能量吸收器的行程長度僅受壓縮時軸的壓曲問題限制。屈曲約束支撐（3.1-8~3.1-10所示(SteelCore)，為避免芯(SteelTube)圖3.2-81圖3.2-92圖3.2-10普通支撐與屈曲約束支撐試驗滯回曲線混合型減震器是利用兩種以上的減震原理或者機理進行耗能的減震器，同時具有位移相關型減震器和速度相關的減震器。根據(jù)耗能材料分類：金屬減震裝置（如軟鋼減震裝置、低屈服減震裝置、鉛減震裝置、粘彈性減震裝置（如粘彈性橡膠剪切減震裝置、粘滯減震裝置（油減震裝置智能減震裝置（如電流變減震裝置、磁流變減震裝置、記憶合金減震裝置。根據(jù)耗能機制分類：摩擦減震裝置（如板式摩擦減震裝置、彈塑性減震裝置（如軟鋼減震裝置（裝置（如油減震裝置、電（磁）感應式減震裝置。此外根據(jù)受力形式分類：彎曲型減震裝置（如彎曲梁減震裝置、剪切型減震裝置（粘彈性減震裝置（如扭轉梁減震裝置（減震裝置、彎剪型減震裝置（如彎剪型鉛合金減震裝置。（2）減震裝置選擇原則減震裝置選擇原則如下：烈度和安裝等因素，經(jīng)技術、經(jīng)濟和使用條件綜合比較確定；減震裝置主要包括速度型（包括線性和非線性、位移型等，其中速度型減震摩擦減震裝置等；減震裝置的強度、剛度、滯回性能應滿足抗震要求；減震裝置應具備良好的變形能力和耗能能力；減震裝置應具有良好的耐久性和環(huán)境適應性；30%以上。目前世界上已經(jīng)應用的減震技術較多，在電氣設備上應用的主要有金屬減震器、橡膠墊減震器。減震裝置主要類型橡膠減震器航空器a）橡膠具有高彈性和黏彈性；b）橡膠的沖擊剛度大于動剛度，動剛度又大于靜剛度，有利于減少沖擊變形和動態(tài)變形；應力-應變曲線（，可通過配方設計調(diào)整之；橡膠為不可壓縮性材料（泊松比0.5橡膠形狀可以自由選擇，硬度可以通過配方設計加以調(diào)整，可以滿足不同方向的剛度和強度的要求。分類根據(jù)不同的使用條件，橡膠減震器件可以設計成多種類型。目前最常用的主要有以下十余種。a）JPb）JPZ減震器：主要用于宇航及航空儀器儀表。c）JPZd）JG空壓機、冷凍機、水泵及精密儀器儀表裝置。e）Zf）6JX型防沖擊減震器：用于船舶、車輛及其他動力機械等。g）6WN型內(nèi)燃機車減震器：用于內(nèi)燃機主機。h）“31‘型橡膠減震器：用于船舶主機和電子秤。i）SH型雙板式減震器：用于船舶機械和設備。j）JV型圓柱彈簧減震器：用于各種儀器儀表。k）YU型圓筒形減震器：用于船舶主機、輔機及其他設備。l）WJ橡膠減震器：應用十分廣泛，可承受任意方向的載荷。m）YXN、XN橡膠扭振減震器：用于汽車發(fā)動機曲軸系統(tǒng)。通過調(diào)研西安達盛，互感器、避雷器類橡膠減震器支座規(guī)格如下表所示：表3.2-1 膠震格參列表規(guī)格型號XKP250*250*31XKP300*300*31XKP350*350*31XKP500*500*31規(guī)格型號XKP250*250*50XKP300*300*50XKP410*330*31XKPΦ420*31規(guī)格型號XKPΦ254*25XKPΦ310*30XKPΦ325*31XKPΦ360*31注：以上產(chǎn)品為部分規(guī)格，可按照用戶要求定做。單位：mm優(yōu)點橡膠配方和強度的要求;c)彈性模量比金屬小得多，可產(chǎn)生較大彈性形變;d)沒有滑動部分，易于保養(yǎng);e)質(zhì)量小，安裝和拆卸方便。f)沖擊剛度高于靜剛度和動剛度,有利于沖擊變形。金屬減震裝置并能在不拆卸設備的條件下簡便更換，其主要性能參數(shù)如下表所示。表3.2-2 震置型號參列表減震裝置類型減震器型號屈服力kN屈服前剛度kN/mm等效阻尼比/%鉛合金減震裝置SGDP105~1580-12020-40SGDP2015~3080-12020-40SGDP2520~3580-12020-40SGDP3025~4080-12020-40SGDP3530~4580-12020-40SGDP4035~5080-12020-40SGDP4540~5580-12020-40SGDP5045~6080-12020-40SGDP6055~7080-12020-40SGDP7080~9580-12020-40SGDP8090~10580-12020-40其它減震裝置同濟大學在特高壓抗震方面也進行了許多研究，其中減震方面的研究成果主要如下：±800kV阻尼器連接件將閥塔底部與地面拉結的方案對換流閥進行位移控制。于提供阻尼并調(diào)節(jié)下拉桿件的剛度。圖3.2-11張拉絕緣子及彈簧–阻尼器連接件示意圖±800kV特高壓直流穿墻套管采用彈簧摩擦型阻尼器減震圖3.2-12阻尼器布置方案圖3.2-13阻尼器構造±800kVT型旁路開關的根144螺栓孔上。鋼絲繩阻尼器采用，液壓阻尼器采用線性粘滯阻尼器。圖3.2-14減震支座示意圖圖3.2-15鋼絲繩阻尼器示意圖減震裝置主要設計方案算以及減震效率計算分析。設防烈度以下地震作用的變形驗算和抗震承載力驗算的穩(wěn)定運行。階段。（DL/T5352-2006）即設備在設防烈度以下地震作用的荷載組合（地震作用、恒載、活載、0.25）（產(chǎn)生的應2.5，見公式 p0 2.5（3.2-1）式中：0——計算應力(MPa)；p——破壞應力(MPa)。設防烈度地震作用下的抗震強度驗算和減震效率驗算在設防烈度地震下，減震裝置發(fā)揮變形耗能作用，而電氣設備本體對電氣設備的地震作用計算時，減震裝置附加給結構的阻尼，可按下式（3.2-2）估算：Wh/(4Wj)（3.2-2）式中：——減震結構的附加阻尼比；Wh——減震裝置在結構預期位移下往復一周所消耗的能量(N.m)；Wj——設置減震裝置的結構在預期位移下的總應變能(N.m)。求出結構的等效阻尼和等效剛度后，并通過靜力法或動力分析法等抗震分析方法求出結構的地震作用，獲得電氣設備結構的內(nèi)力。（GB50260-96）的強度要求，即（1.67（3.2-30

p1.67（3.2-3）式中：0——計算應力(MPa)；p——破壞應力(MPa)。（3.2-430%以上。1ab（3.2-4）式中:——減震效率；a——設備有減震裝置動力響應的內(nèi)力或應力(N或N.m或MPa)；b——設備無減震動力響應的內(nèi)力或應力(N或N.m或MPa)。1）橡膠減震器式設備在垂直方向上的地震響應，效果較差。圖3.2-16橡膠減震器圖3.2-17 Alstom在套法蘭底之安橡減震器鉛合金減震器6050060%各電壓等級的不同類別的支柱類電氣設備，該類減震裝置均可實現(xiàn)針對性的定制化設3.1-8。圖3.2-18鉛合金減震器方案1000kV1000kV1000kV1000kV感器、避雷器均采用加裝鉛合金減震器方案。向心式摩擦型減震裝置3.2-193.2-20500kV1000kV40%0.3~0.4圖3.2-19向心式減震裝置布置圖3.2-20（裝置3.2-21~3.2-2320132500kV20176220kV60%。圖3.2-21 摩阻減器實圖圖3.2-22 摩阻減器結圖圖3.2-23 摩阻減器應于500kV避雷減震云南電網(wǎng)110kV阿里塘變電站采用了該摩擦阻尼減震器方案。常用的摩擦阻尼減震器力學性能參數(shù)如下表。型號加載剛度N/mm卸載剛度N/mm起滑力N等效粘滯阻尼系數(shù)N/mmSEDR805760190812000240.75EDR705231173311000218.66EDR633931130210000164.33EDR55319710599200133.65EDR4825968608000155.05EDR4222447437600133.98粘滯阻尼器組合式減震裝置由德國西門子研發(fā)，安裝布置與上述兩種不同，該減震裝置支架與基礎間，減震裝置由粘滯耗能的阻尼器和彈簧構成，其中粘滯阻尼器用以吸收耗散地震動能量，彈簧用以連接支架與基礎。目前僅用于西門子自身電氣設備中。圖3.2-19粘滯阻尼器組合式減震裝置布置圖減震裝置安裝方案（1）鉛合金減震器安裝在電氣設備底部與支架頂板之間圖3.2-20 連板電設備座接接減器安詳圖在支架頂板和電氣設備之間安裝有兩塊附加過渡板（上連接板和下連接板、一塊支撐墊塊和一定數(shù)量的減震器。板單獨與減震器進行安裝，之后再將電氣設備與上連接板相連接，從而完成安裝工序。1）第一種工序：是上連接板與電氣設備底板焊接或螺栓連接好之后，然后安裝減震器。a）先安裝電氣設備的支架，調(diào)整完好。b）下連接板在支架頂端定位調(diào)整好，然后將支架的頂端與下連接板焊接。c）在上下連接板的正中位置有一塊支撐墊塊，通常支撐墊塊的下端與下連接板進支撐著上連接板。2。將與上部電氣設備安裝好的上連接板連同電氣設備，放置在支撐墊塊上，上下連接板的孔徑位置正對中后，然后進行調(diào)平。安裝減震器，減震器安裝下螺母至底端后，由下向上穿過下連接板的通孔，再規(guī)范。最后預緊減震器上下螺母。所有減震器安裝完成后，再次檢查減震器頂部螺栓與上下螺母的預緊力。2）第二種工序是上連接板單獨與減震器進行安裝，之后再將電氣設備與上連接板相連接，從而完成安裝工序。a）先安裝電氣設備的支架，調(diào)整完好。b）下連接板在支架頂端定位調(diào)整好，然后將支架的頂端與下連接板焊接。c）在上下連接板的正中位置有一塊支撐墊塊，通常支撐墊塊的下端與下連接板進支撐著上連接板。將上連接板放置在支撐墊塊上，上下連接板的孔徑位置正對中后，然后進行調(diào)平。安裝減震器，減震器的上部由下向上穿過下連接板的通孔，減震器的頂端頂?shù)綐烁撸髽烁弑M量一致。減震器的頂部有內(nèi)螺紋孔徑，螺栓從上向下穿過上連接板與減震器的內(nèi)螺紋孔計手冊》等國家有關的標準、規(guī)范。在初步調(diào)平減震器之后，就要在上連接板上焊接或螺栓連接電氣設備的底板，墊塊與上下連接板之間沒有空隙且能保持上連接板的水平即可。之后，可以略微松開減震器的夾在下連接板之間的上下螺母，這樣可以防止焊掉，調(diào)平上連接板，再次將減震器的上下螺母擰緊。(2)減震器安裝在支架底部與基礎之間圖3.2-21在電氣設備支架與基礎之間布置減震器安裝詳圖在電氣設備支架的下部，加裝一塊附加底板、一塊支撐墊塊和一定數(shù)量的減震器，安裝詳圖如圖3.2-21。安裝工序如下。a）在基礎局部凸出的頂面，預埋一塊鋼板。b）在預埋的鋼板上焊接一塊支撐墊塊。在電氣設備支架底部安裝一塊附加底板。將加裝附加底板的整個電氣設備，放置在支撐墊塊上，附加底板的預留孔徑對中基礎中預埋螺栓的位置，調(diào)平。在調(diào)平后的附加底板上安裝減震器，減震器與預埋螺栓螺紋咬合，且伸入基礎20mm螺栓澆灌在基礎里。隔震器選擇隔震技術是通過“以柔克剛，隔震耗能”的途徑，采用隔震、消能等方法，達到隔離地震反應的目的。（或（位移隔震裝置分類及選擇原則（1）隔震裝置分類常規(guī)隔震裝置按照結構形式可分為橡膠類隔震裝置、滑動類隔震裝置、滾動類隔震裝置和搖擺類隔震裝置。橡膠類隔震裝置隔震裝置。鉛芯在塑性變形時產(chǎn)生的遲滯阻尼可以大幅度提高橡膠隔震裝置的耗能能20%-30%在通過硫化提升材料本身耗能能力，此類裝置稱為高阻尼橡膠隔震裝置。①疊層橡膠支座（LNB）疊層橡膠支座由薄板橡膠和薄鋼板交替結合而成.疊層橡膠支座可以發(fā)生較大的水2080～905.12得到了大量的應用。附錄三列出部分疊層橡膠支座的規(guī)格及性能參數(shù)。②鉛芯橡膠支座（LRB）99.9%（3.21有較好的抗疲勞性能，因而支座具有較強的耗能能力，滯回曲線見圖3.3-2所替代。附錄二列出部分鉛芯橡膠支座的規(guī)格及性能參數(shù)。圖3.3-1鉛芯橡膠支座圖3.3-2鉛芯橡膠支座滯回曲線滑動類隔震裝置①聚四氟乙烯支座聚四氟乙烯支座是利用不銹鋼與聚四氟乙烯材料之間存在的相對較低的滑動摩擦為了彌補上述缺點，國外提出了采用回彈滑動支座，摩擦擺支座等隔震系統(tǒng)。②回彈滑動支座間的摩擦系數(shù)和中央橡膠核的直徑能達到較好的隔震性能。③摩擦擺支座滑動面在下部結構發(fā)生地震位移時，由于上部結構的重力及圓弧形的下底板滑動面設良好的經(jīng)濟效益和很好的減震效果。PTFE支承材料關節(jié)式摩擦滑塊圖3.3-3摩擦擺支座

鍍鉻鋼球形曲面滾動類隔震裝置置的尺寸，后有學者在滾球表面覆蓋了特殊阻尼材料，以提高隔震效率。搖擺類隔震裝置人類第一次發(fā)現(xiàn)搖擺行為可以有效降低地震反應，是在1960年智利大地震中，有力學性能。（2）隔震裝置選擇原則隔震裝置選擇原則如下：隔震裝置需要具備較大的豎向剛度和較小的水平剛度。這樣既可以滿足上部較大的豎直向自重荷載，又能滿足水平向的隔振效果。合理選取阻尼比：過大的阻尼比，雖然可以降低設施本體的位移反應，但是本體的加速度反應反而增大，隔震裝置效果會降低。隔震裝置需要具備一定的抗拉能力：當有較大的豎向地震作用或設備本體產(chǎn)生較大搖擺等情況下，隔震裝置會受拉，因此隔震裝置需要具備一定的抗拉強度。隔震裝置具備正常工作下的穩(wěn)定性：滿足正常工作運行下，能承受風荷載、導線荷載或檢修荷載下，安裝有隔震裝置的電力設施沒有明顯的變形或晃動。隔震裝置的使用壽命和維護：隔震裝置的使用壽命應該高于設備本體的使用壽命，維護簡單，易拆裝。隔震裝置主要規(guī)格（1）變壓器\電抗器類橡膠隔震支座規(guī)格具體特點，確定是否包含鉛芯（鉛芯主要提高阻尼力，增加阻尼系數(shù)。型號設計面壓MPa水平屈服力kNγ=50%水平性能γ=250%水平性能豎向剛度kN/mm容許水平位移mm等效剛度kN/m等效阻尼比屈服前剛度kN/m屈服后剛度kN/m等效剛度kN/m等效阻尼比屈服前剛度kN/m屈服后剛度kN/mLRB3001224.0210601580307500750687145240524120016550%600mm250%時的600mm100%時的水平剛度和等效粘滯阻尼比。（2)彈簧隔振器型號前在天山橋換流站中采用的型號主要為GP-4.0-2513/33，GP-6.0-2513/33GP-8.0-2513/33。（3）滑移摩擦擺支座目前國內(nèi)主要是同濟大學同濟大學建筑結構研究所研究的滑移復摩擦擺支座。隔震裝置主要設計方案5圖3.3-4鉛芯阻尼橡膠隔震裝置布置圖750kV器隔震項目等工程。菏澤等特高壓變電站中。同濟大學針對變壓器類電氣設備提出了摩擦擺式隔震裝置，并進行了地震模擬振動臺試驗，該裝置屬于滑動類隔震裝置，通過摩擦耗能降低結構地震響應。圖3.3-5摩擦擺式隔震裝置330kV隔震裝置安裝方案儲存要求隔震系統(tǒng)中的裝置本身由于要滿足電氣設備使用壽命長、性能要求高的特點，對支座的運輸和存貯要求相對也比較高。隔震裝置或限位裝置運抵目的地后，存貯地必須滿足場地平整，場地軟弱的須先進行場地硬化。隔震裝置或限位裝置預埋鋼棒不能直接落在地面上，可用方木支墊水平，支座須進行覆蓋，嚴禁將隔震裝置曝曬、受潮。確保隔震裝置或限位裝置存貯地不影響工地交通及施工并臨近安裝墩，避免產(chǎn)生多次倒運影響隔震裝置使用性能。安裝前檢查事項隔震裝置或限位裝置運抵施工現(xiàn)場后，施工單位應對產(chǎn)品進行檢查，檢查包括以下幾個方面：與安裝圖相符。c）附件檢查：隔震裝置產(chǎn)品檢驗報告和安裝圖紙是否齊全。安裝要求平層，必須確保其強度。預埋鋼板其頂面平整度誤差不得超出±1mm，預埋件水平度誤差不得超出±限位裝置高度差不得超出±2mm，各隔震裝置或限位裝置之間的高度差不得超出±在工程施工階段，禁止單個支座受力不均；隔震裝置宜有臨時覆蓋保護，嚴禁尖銳物品刺傷；安裝過程中應有固定措施，嚴禁隔震支座受拉。l00mm；在澆筑混凝土之前，再次抄測下預埋件的四角標高是否在同一水平面上，標高盡量避免碰撞鋼筋，以免埋件發(fā)生位移;預埋板接觸，防止人為造成預埋板位移變形;預埋件技術要求：為使構件緊密貼合，貼合面上嚴禁有電焊氣割濺點，毛刺飛邊，塵土油漆等不潔物質(zhì)；材料：Q235及以上，8.8及以上高強螺栓；要求：表面完整，無缺陷；所有配件組裝后，不得露出預埋板板邊，且聯(lián)接牢固。施工測量在施工過程中對工程施工安裝質(zhì)量進行跟蹤檢查，以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理。(或柱)中心的平面位置和標高進行觀測并記錄；在工程施工階段，應對隔震裝置的豎向變形做觀測并記錄。4減隔震裝置應用案例通過調(diào)研電氣設備的抗震性能和減隔震器的技術性能，得出以下結論：板、橡膠和鉛芯組成。主變、高抗隔震框架采用鋼結構方案。GIS母線高度，從而提高設備抗震性能。（3）750kV及以上電壓互感器和避雷器底座加裝減震器，目前實施工程大部分采用的均為鉛合金減震器。（4）設備支架與上部電氣設備聯(lián)合按多質(zhì)點進行地震作用計算。電氣設備抗震關鍵技術陸續(xù)應用在錫盟—山東和榆橫—濰坊以及蒙西—壓工程、新疆庫車—750kV330kV60震裝置已應用于全國56個高烈度區(qū)新建和改建或擴建變電站。已在菲律賓成功應用，具體應用案例如下：4-1（）圖4-1橡膠減震裝置4-2圖4-2鉛合金減震裝置4-3圖4-3（濰坊1000kV變壓器）4-4,4-5（由隔而固廠家提供）圖4-4（天山橋換流站電容器組）圖4-5（加州電容器組，地面加速度1g）4-6，4-7（由同濟大學提供）圖4-6（美國變壓器安裝實例）圖4-7（美國變壓器安裝實例）附錄一部分筒式粘滯阻尼器規(guī)格及性能參數(shù)額定載荷（kN）阻尼系數(shù)（kN.(s/mm)a速度指數(shù)a（mm/s）備注200700.151000抗震200250.31000抗震5002000.2100抗震500800.4100抗震、抗風、橋梁8002550.2300抗震10003200.2300抗震10001800.3300抗震10001000.4300抗震、抗風、橋梁10001600.4100抗震、抗風、橋梁15001900.31000抗震15001500.5100抗震、抗風、橋梁20002500.31000抗震20005000.3100抗震20001270.41000抗震、抗風、橋梁20003150.4100抗震、抗風、橋梁25003150.31000抗震25001600.41000抗震、抗風、橋梁25003960.4100抗震、抗風、橋梁25002500.5100抗震、抗風、橋梁30007500.21000抗震300012000.2100抗震30005400.3300抗震3000950.51000抗震、抗風、橋梁400010050.3100抗震40001250.51000抗震、抗風、橋梁第第58頁第第59頁附錄二部分隔震橡膠支座規(guī)格及性能參數(shù)隔震橡膠支座（鉛芯橡膠支座LRB)型號LRB300LRB350LRB400LRB500LRB550LRB600LRB650LRB700LRB800LRB900LRB1000LRB1100LRB1200橡膠剪切彈性模量G6MPa0.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.55產(chǎn)品結構有效直徑mm300350400500550600650700800900100011001200產(chǎn)品外徑mm310370420520570620670720820920102011201220支座裸件高度mm106132132164180185202185232260279295297連接板尺寸長、寬*厚度mm□400*16□450*18□500*22□600*20□670*20□720*22□770*25□820*25□920*30□1020*32□1120*35□1220*40□1320*45支座總高度支座+連接板mm138168176204220229252235292324349375387預埋板尺寸長、寬*厚度mm□400*5□450*5□500*5□600*5□670*5□720*5□770*5□820*5□920*10□1020*10□1120*10□1220*10□1320*10第二形狀系數(shù)5.515.125.875.426.385.936.206.617.147.55設計荷載15MPaKN1060144218842944356242394975577075369538117751424816956豎向性能豎向剛度KN/mm990125216981855223926983092346243305171647479729261極限拉伸強度MPa1111111111111屈服力KN24.022.640.262.876.090.4106.1123.1160.8203.5251.2304.0361.7屈服后剛度KN/m57163378887396111041216154215971685199925443128100%水平性能等效水平剛度KN/m101794213171460160618462012242325352799331941054916等效阻尼比%25.520.125.026.326.326.326.027.327.727.3變形能力極限位移%300300300300300300300300300300300300300隔震橡膠支座（無鉛橡膠支座LNR)型號LNR300LNR350LNR400LNR500LNR550LNR600LNR650LNR700LNR800LNR900LNR1000LNR1100LNR1200橡膠剪切彈性模量G6MPa0.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.55產(chǎn)品結構有效直徑mm300350400500550600650700800900100011001200產(chǎn)品外徑mm310370420520570620670720820920102011201220支座裸件高度mm106132132164180185202185232260279295297連接板尺寸長、寬*厚度mm□400*16□450*18□500*22□600*20□670*20□720*22□770*25□820*25□920*30□1020*32□1120*35□1220*40□1320*45支座總高度支座+連接板mm138168176204220229252235292324349375387預埋板尺寸長、寬*厚度mm□400*5□450*5□500*5□600*5□670*5□720*5□770*5□820*5□920*10□1020*10□1120*10□1220*10□1320*10第二形狀系數(shù)5.515.125.875.426.385.936.206.617.027.41設計荷載15MPaKN1049143218732933355142284964575575179514117461421216914豎向性能豎向剛度KN/mm957111817301924235124272803354439215003629075648788極限拉伸強度MPa1111111111111100%水平性能等效水平剛度KN/m587637834926101912711365159516951993236427583177等效阻尼比%5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0變形能力極限位移%300300300300300300300300300300300300300第60第60頁第61第61頁（LRB)型號LRB300LRB350LRB400LRB500LRB550LRB600