[發明專利]一種抗拉型隔震結構設計方法及隔震裝置

有效

• 申請號: 202111366140.7
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114284034B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 程永鋒;林森;盧智成;朱祝兵;高坡
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H01F27/06
• 分類號: H01F27/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種抗拉型隔震結構設計方法及隔震裝置，包括：基于獲取的被保護設備的參數計算所述被保護設備底部在抗震設防要求下受到的等效傾覆力矩；將所述等效傾覆力矩作為所述抗拉型隔震結構抵抗所述被保護設備傾覆的等效力矩；基于所述抗拉型隔震結構抵抗所述被保護設備傾覆的等效力矩確定所述抗拉型隔震結構中隔震模塊和抗拉滑動模塊的組合形式；其中，所述抗拉型隔震結構包括連接板和通過所述連接板與被保護設備及基礎連接的隔震模塊和抗拉滑動模塊。本發明采用等效傾覆力矩確定抗拉型隔震結構中隔震模塊和抗拉滑動模塊的組合形式，可顯著提高被保護設備的抗震能力。

技術領域

本發明涉及電力設施抗震安全防護技術領域，具體涉及一種抗拉型隔震結構確定方法及隔震裝置。

背景技術

由于能源基地與用電負荷分布不均，大量變電站（換流站）需建設于地震烈度高的抗震不利地區。國內外均對站內電氣設備的抗震能力提出了高要求。

變電站（換流站）中存在大量的多柱式設備，如支撐式換流閥、電容器塔、平波電抗器、開關類設備等，相對于單柱設備，多柱式電氣設備上部質量大，地震易損性更高。以支撐式換流閥為例，±1100kV直流工程和±500kV柔直工程換流閥重量分別達到將近20噸、90噸，若采用懸吊形式則給閥廳結構造成巨大負擔，令梁、柱設計工作變得異常困難；采用支撐結構則設備底部的多支撐柱在地震作用下容易受損。目前通常只能單純通過加強設備結構提升設備抗震能力，包括增加支撐絕緣子數量、增粗絕緣子、增加斜撐等一系列措施。但結構改動帶來的成本增加較多，所涉及的設計變更及改型試驗代價較大、周期較長。另外，支撐絕緣子在地震作用下具有較高的易損性，設備結構改變空間有限，對于部分地震高烈度地區，僅靠設備改型已難以滿足抗震要求，亟需高效的多柱式設備隔震技術手段。變電站（換流站）中變壓器類設備所采用的疊層橡膠隔震裝置抗壓不抗拉，多柱式電氣設備重心高，在地震作用下產生較大傾覆力矩，多柱同時發生較大變形，常規隔震裝置無法承受由此帶來的拉力和多柱動力響應變化。

現有技術中變壓器類設備的隔震技術已較為成熟，此類常規隔震裝置由橡膠和鋼板疊層膠粘壓制制成，如圖1所示。裝置承壓能力強而抗拉能力弱。箱體類設備重量大、重心低，在地震作用下運動趨勢以平移為主，通常不需考慮設備對其底部隔震裝置產生拉拔作用。該裝置在豎向擁有足夠的抗壓強度，但其抗拉強度較低，無法承受多柱式設備地震作用下因傾覆力矩帶來的拉力。多柱式設備與換流變類設備有所不同，其上部質量大、重心高，下部為多柱支撐絕緣子，地震作用下易引起較大的傾覆力矩，多柱共同動力作用產生較大拉力，常規隔震裝置難以承受。

發明內容

為了解決現有的隔震裝置抗拉強度較低，無法承受多柱式設備地震作用下因傾覆力矩帶來的拉力的問題，本發明提出了一種抗拉型隔震結構確定方法，包括：

基于獲取的被保護設備的參數計算所述被保護設備底部在抗震設防要求下受到的等效傾覆力矩；

將所述等效傾覆力矩作為所述抗拉型隔震結構抵抗所述被保護設備傾覆的等效力矩；

基于所述抗拉型隔震結構抵抗所述被保護設備傾覆的等效力矩確定所述抗拉型隔震結構中隔震模塊和抗拉滑動模塊的組合形式；

其中，所述抗拉型隔震結構包括連接板和通過所述連接板與被保護設備及基礎連接的隔震模塊和抗拉滑動模塊。

優選的，所述基于獲取的被保護設備的參數計算所述被保護設備底部在抗震設防要求下受到的等效傾覆力矩，包括：

基于所述被保護設備的阻尼比結合阻尼調整系數計算式計算阻尼調整系數；

基于所述阻尼調整系數、所述被保護設備中各質量單元的質量和抗震設防要求中最大地震動加速度結合地震作用力計算式計算各質量單元的地震作用力；

將所述被保護設備中所有質量單元的地震作用力和所述質量單元距地高度得到所述被保護設備底部的等效傾覆力矩；

其中，所述被保護設備包括多個質量單元。