[發(fā)明專(zhuān)利]基于特高壓復(fù)合套管的多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810808566.5
• 申請(qǐng)日: 2018-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109139769B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜;岳紅原;陳健云;徐強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16F9/10
• 分類(lèi)號(hào): F16F9/10;F16F9/32;F16F9/50
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專(zhuān)利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明公開(kāi)了基于特高壓復(fù)合套管的多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)計(jì)方法，屬于特高壓電工技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)合該類(lèi)套管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，充分利用套管頂部集油盒提供的環(huán)形容器設(shè)置多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器。通過(guò)對(duì)集油盒高度、集油盒半徑以及集油盒內(nèi)液體高度的優(yōu)化來(lái)得到多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器，進(jìn)而達(dá)到減震的目的。該多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器可提供較寬的減震頻帶，可以適用于不同場(chǎng)地條件下特高壓復(fù)合套管的減震設(shè)計(jì)。本發(fā)明基于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型的頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)置ATLDj來(lái)降低對(duì)應(yīng)的頻響曲線的峰值。該設(shè)計(jì)方法物理意義明確，且能夠快速的確定達(dá)到最優(yōu)減震效果的環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的個(gè)數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特高壓電工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及特高壓電氣設(shè)備振動(dòng)控制技術(shù)。

背景技術(shù)

特高壓復(fù)合套管是我國(guó)特高壓電網(wǎng)中的一種重要元件。其起著連接變壓器本體和外來(lái)導(dǎo)線的作用。復(fù)合套管與傳統(tǒng)的瓷套管相比，具有憎水性好、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)。套管結(jié)構(gòu)通常直接固定于變壓器頂板或變壓器突出的升高座上。套管作為一種類(lèi)似于懸臂梁的長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)，在地震作用下，極易發(fā)生破壞。一般來(lái)說(shuō)，特高壓復(fù)合套管頂部的集油盒內(nèi)的變壓器油會(huì)降低結(jié)構(gòu)的基頻，而且會(huì)增加結(jié)構(gòu)的低階頻率，這對(duì)于特高壓復(fù)合套管的抗震是不利的。

目前，針對(duì)套管結(jié)構(gòu)的減震措施主要有以下幾種：1、通過(guò)增加變壓器頂板的剛度，來(lái)減小頂板變形對(duì)套管根部輸入的影響。2、在升高座和變壓器箱體之間增加斜向支撐，以減小升高座對(duì)輸入荷載的放大作用。3、在變壓器底部設(shè)置摩擦擺系統(tǒng)，或者在套管根部增設(shè)隔離式高阻尼橡膠支座或鋼絲繩隔振器，通過(guò)基礎(chǔ)的阻尼器耗能來(lái)減少傳遞到套管的能量。其中，1和2的減震措施主要是通過(guò)增加套管根部的剛度來(lái)減小變壓器本體結(jié)構(gòu)對(duì)外荷載的放大作用。但套管根部的剛性約束會(huì)進(jìn)一步增加套管根部的應(yīng)力，同時(shí)也會(huì)增加設(shè)備的造價(jià)。第3種減震措施則會(huì)明顯的增加套管頂部的位移，如果套管頂部位移過(guò)大，則會(huì)通過(guò)導(dǎo)線對(duì)相鄰設(shè)備產(chǎn)生影響，不利于整個(gè)變電設(shè)備的安全運(yùn)行。

關(guān)于多調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)置方法，主要是在設(shè)定好的頻帶內(nèi)，等間隔設(shè)置不同個(gè)數(shù)的調(diào)諧液體阻尼器。該種設(shè)置方法需要人為給定減震帶寬，針對(duì)不同個(gè)數(shù)的調(diào)諧液體阻尼器都需要進(jìn)行驗(yàn)證以給出最優(yōu)的調(diào)諧阻尼器個(gè)數(shù)。該種多調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)計(jì)方法受人為因素的影響，而且尋找最優(yōu)調(diào)諧液體阻尼器個(gè)數(shù)的效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述不足，本發(fā)明提出了基于特高壓復(fù)合套管的多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器及其設(shè)計(jì)方法。多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器充分利用復(fù)合套管頂部集油盒提供的環(huán)形空間，通過(guò)對(duì)集油盒高度、集油盒半徑以及集油盒內(nèi)液體高度的優(yōu)化來(lái)得到多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器，進(jìn)而達(dá)到減震的目的。多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器主要是通過(guò)液體運(yùn)動(dòng)的遲滯性來(lái)提供阻礙結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的作用力和液體的晃蕩進(jìn)行耗能。本發(fā)明所采用的多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)計(jì)方法是基于結(jié)構(gòu)和多調(diào)諧液體阻尼器系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)的。將復(fù)合套管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為單自由度體系(SDOF)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的頻響曲線設(shè)置第一個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器(ATLD1)；繪制SDOF-1ATLD體系的頻響曲線，根據(jù)該曲線的兩個(gè)峰值來(lái)設(shè)置第二個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器(ATLD2)和第三個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器(ATLD3)；繪制SDOF-3ATLD體系的頻響曲線，其中，3ATLD表示考慮前三個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器，根據(jù)該頻響曲線的兩個(gè)峰值設(shè)置第四個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器(ATLD4)和第五個(gè)環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器(ATLD5)；依次類(lèi)推，可以設(shè)置多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器。該種多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的設(shè)計(jì)方法基于結(jié)構(gòu)的頻響曲線進(jìn)行設(shè)計(jì)，其物理意義明確，且能夠較快的得到最優(yōu)的環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器的個(gè)數(shù)。而且，該多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器可提供較寬的減震頻帶，可以適用于不同場(chǎng)地條件。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

基于特高壓復(fù)合套管的多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器，多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器充分利用復(fù)合套管頂部集油盒提供的環(huán)形空間，通過(guò)對(duì)集油盒高度、集油盒半徑以及集油盒內(nèi)液體高度的優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到多環(huán)形調(diào)諧液體阻尼器。

將復(fù)合套管簡(jiǎn)化為SDOF，其傳遞函數(shù)H(ω)表達(dá)式為：