±800 kV换流站复合绝缘子互连回路地震响应分析

复合电气设备的力学性能优于陶瓷电气设备,在变电站、换流站具有广阔的应用前景。为研究±800kV复合绝缘子设备的地震响应,进一步发挥其抗震潜能,提高设备的抗震水平,以±800 kV换流站复合材料支柱绝缘子连接回路为研究对象,运用结构动力学理论分析手段,通过建立两自由度互连电气设备理论模型和动力学方程,研究地震作用下复合材料电气设备间的地震反应规律,分析连接导线刚度和设备刚度对互连设备抗震性能的影响。结果表明:随着连接导线刚度的增大,高频设备的位移变化幅度略大于低频设备,导线刚度越大,两设备之间的地震反应差别越大;在电气功能允许的前提下,适当增加导线的冗余度有利于提高设备的抗震性能。互连回路中一个设备刚度增大后,将引起刚度不变的设备的地震响应增大,回路抗震设计时尽可能使频率接近的两设备互连,降低设备间的地震耦合效应。研究提出了针对复合材料电气设备连接回路抗震设计时设备间频率匹配及导线设计原则,可为设备的抗震设计提供参考。     

汶川地震中变电站开关设备破坏机理

目的分析汶川大地震中大量遭受破坏的变电站电气设备的地震易损性和震害机理．方法通过建立软母线连接的变电站开关设备耦联体系的有限元分析模型,采用非线性的索单元模拟软母线的作用．在实际记录的汶川地震波输入下,对耦联体系有限元模型进行了地震时程分析,对比了结构地震响应计算结果．结果隔离开关有母线连接瓷柱和无母线连接瓷柱的响应差别很大,母线对设备的响应影响是比较大的,它是导致设备发生破坏的重要原因．由于母线的存在,母线连接设备体系的结构响应呈现非线性的特点．结论变电站电气设备是典型的地震易损结构,在设备的抗震分析中需要考虑母线的耦联作用．     

桩基冲刷对近海大跨斜拉桥地震响应的影响分析

为研究桩基冲刷对近海大跨斜拉桥地震响应的影响,本文以实际工程为背景,建立全桥三维模型,根据现有经典理论计算背景工程的最大冲刷深度,将土对桩基的作用等效为土弹簧,采用“m”法计算冲刷线以下的桩-土相互作用刚度,从而得到不同冲刷深度下的全桥分析模型。通过对结构进行动力特性分析及地震响应时程分析,对比研究了不同桩基冲刷深度对大跨斜拉桥抗震性能的影响。研究表明:冲刷使得桥梁结构整体变柔,自振周期变长;冲刷深度越大,桩基在地震作用下的位移响应也越大;冲刷深度对桩基剪力的影响与桩长有关,桩基越长,剪力变化趋势越复杂;IDA分析显示,冲刷对桥梁的不利影响随地震动强度的增大而增大;结果表明桩基的局部冲刷会进一步加剧桥梁在地震作用下的危险性,冲刷问题在抗震设计中应予重视。     

摩擦耗能部分自复位连接组合框架边节点抗震性能试验研究

为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、残余侧移角、滞回耗能和节点受力机理等方面进行了分析。研究结果表明：摩擦耗能部分自复位连接可通过摩擦板摩擦滑移耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主体构件梁柱处在弹性状态;PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,而其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,且PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小;试件SMJ–2加载至试验结束对应层间相对侧移3.182%,其残余侧移角小于0.005 rad,即具有极佳的自复位功效,试件SMJ–3加载至中震层间相对侧移限值1/50和大震层间相对侧移限值1/30,其残余侧移角分别小于0.005和0.01 rad,自复位功效良好,而试件SMJ–1在加载至中震层间侧移限值1/50,其残余侧移角小于0.01 rad,但随后加载产生的残余侧移角由于竖向力二阶效应而增大趋势明显,自复位功效相应减弱。     

500 kV变电站设备损坏原因及分析

论述了500 kV超高压变电站设备损坏原因是导线截面较大,变电站设备间的距离又较短造成导线还存在着一定的抗弯刚度,以及导线按一般悬链线计算的不合理性。通过试验建立了多元回归方程,为端子设计提供了新的计算方法。     

不同连接构造的预制拼装桥墩地震响应分析

为了研究预制拼装桥墩的连接构造能否形成可靠的传力机制及其抗震性能,基于一组预制拼装桥墩拟静力试验,采用ABAQUS软件建立了试验桥墩的有限元模型并结合试验结果验证其有效性。在此基础上,分析现浇、波纹管浆锚连接和榫头+波纹管连接的预制拼装桥墩的地震动力响应。之后,进一步研究轴压比和配筋率对新型带榫头构造的预制拼装桥墩地震动力响应的影响规律。结果表明:在结构形式和地震作用均相同的条件下预制拼装桥墩和现浇桥墩的动力响应结果基本一致。有榫头构造较平面接缝的预制拼装桥墩的位移响应、残余位移、塑性损伤程度更小,榫头构造提高了预制拼装桥墩的抗震性能。通过参数分析发现,轴压比越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越大,剪力响应和地震耗能更大;纵筋配筋率越大,桥墩的位移响应以及塑性损伤程度越小,剪力响应越大,但在1%~2%之间,对地震耗能的影响不显著。     

高压电气设备动态特性分析

建立了高压电气设备的计算模型,应用子空间迭代法对几类典型的高压电气设备进行了具体数值分析,比较了刚性节点体系与柔性节点体系力学计算模型之间的模态差异．计算结果表明,高压电气设备的计算模型采用柔性节点体系更符合实际,即计算中应计入瓷套管之间以及设备与支架之间的连接转动刚度,所得结果可为高压电气设备抗震设计提供参考     

输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应研究

通过数值模拟对输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应进行了研究。采用有限元程序分别建立了单塔和塔线耦合体系的三维有限元模型,进行模态分析和动力时程分析。对单塔和塔线体系的动力特性和在水平、摇摆和水平-摇摆耦合地震作用下的响应时程分析结果进行了对比研究。结果表明,输电线对输电塔横导线方向和顺导线方向的地震响应的影响不同,将减小输电塔横导线方向的地震效应,而将增大输电塔顺导线方向的地震效应;相比单一水平地震作用,输电塔线体系在地震动水平-摇摆耦合作用下的响应更加显著。对于输电塔等高柔结构来说,抗震设计时考虑地震动摇摆分量的影响是很有必要的。     

竖井结构初衬及二次衬砌竖向地震响应解析解

基于弹性地基杆理论建立了考虑竖井结构初衬和二次衬砌竖向地震响应力学模型。将竖井初衬和二次衬砌简化为两根平行的杆，采用均布的弹簧模拟竖井初衬与二次衬砌间的切向相互作用，推导了竖向地震作用下的竖井振动微分控制方程，通过将场地地震自由场位移转换为施加在初衬上的简谐荷载实现了地震动作用施加，结合分布传递函数法基本理论实现了竖井初衬和二次衬砌竖向地震响应快速求解，并通过与有限元数值模拟方法对比，验证了本文解析解的可行性。最后应用该解析解表达式分别从地基弹簧刚度、二次衬砌刚度和竖井外径的角度出发对竖井顶部地震响应开展参数化分析。结果发现：随着地基弹簧刚度增大，初衬顶部的竖向位移响应会略微增大，二次衬砌响应却会减小；二次衬砌刚度的变化对竖井顶部竖向位移响应无显著影响；随着竖井外径的增大，初衬和二次衬砌顶部竖向位移响应均会减小，其中二次衬砌减小更为明显.研究方法和结论可为竖井抗震设计提供一定参考，并为今后竖井的抗震研究提供理论方法和科学依据。     

高压电气设备动态特性分析

建立了高压电气设备的计算模型,应用于空间迭代法对几类典型的高压电气设备进行了具体数值分析,比较了刚性节点体系与柔性节点体系力学计算模型之间的模态差异,计算结果表明,高压电气设备的计算模型采用柔性节点体系更符合实际,即计算中应计入瓷套管之间以及设备与支架之间的连接转动刚度、所得结果可为高压电气设备抗震设计提供参考     

输电塔-线体系覆冰作用非线性分析

在重冰区,高柔大跨越输电塔-线体系在覆冰、风载等作用下具有强烈的耦合特性和非线性特征。推导了绝缘子、索以及边界条件的刚度表达式,以向家坝-上海±800kV特高压直流输电线路为例,建立了输电塔、导线、绝缘子以及边界条件的简化数值分析模型。对大跨越输电塔－线体系进行了7种工况下的静力非线性分析。分析表明,在导线均匀覆冰及风荷载作用下,铁塔构件的P-△效应较小;在不均匀覆冰工况下,导线不平衡荷载对铁塔产生扭转效应,铁塔受压支座节点和最大悬臂处单元的轴向压力和弯矩具有较明显的P-△效应,应考虑荷载非线性的不利影响。     

铜包铝复合材料用于特高压携带型短路接地线的轻型化方案研究

针对现有携带型短路接地线(简称接地线)在特高压线路上挂接时存在质量重、不便于携带安装的问题,该文提出使用铜包铝复合材料用作特高压接地线导体的轻型化方案。对铜及铜包铝材料在短时间下的熔断电流进行理论计算及试验,并对典型1000 kV同塔双回线路接地线短路电热耦合暂态过程进行仿真分析。研究结果表明:当导线截面大于4 mm2、熔断时间小于1.5 s时,接地线导体材料熔断电流试验值与理论计算值基本一致。采用CCA-10铜包铝接地线相比铜接地线截面积增大71.1%,但质量减轻36.2%。对于1000 kV同塔双回线路单回停电检修的情况,可选择50 mm2的铜接地线或95 mm2的CCA-10铜包铝接地线,且铜包铝接地线安全裕度更大。     

输电线路复合绝缘子运行与维护

文章通过介绍±500kV龙政线、±500kV宜华线复合绝缘子的运行维护,结合国内试验研究成果,对复合绝缘子的运行特性进行分析,为今后复合绝缘子在高压输电线路中的应用提供参考。     

±800kV裕隆换流站500kV GIS安装环境现状及其对策

500kV GIS是特高压换流站的核心设备之一,±800kV裕隆换流站500kV GIS采用新东北公司研制的组合电器设备,户内采用封闭式六氟化硫组合电器,户外采用GIL母线筒,GIS母线筒总长约5.5公里。与以往的500kV GIS相比较,具有结构更复杂、安装环境要求高、标准要求高等诸多特点。文章针对现场安装环境现状提出了对策,以确保裕隆换流站500kV GIS能安全优质高效地运行。     

Effects of interface slip and semi-rigid joint on elastic seismic response of steel-concrete composite frames

The stiffness matrix of semi-rigidly connected composite beams considering interface slip was established and the calculation method for elastic seismic response of composite frame was derived. The corresponding calculation programs were developed. Introducing the dimensionless quantities that were related to the connector shearing stiffness and the joint rotation stiffness, the influences of interface slip and semi-rigid joint on composite frame were transferred to quantitative parameter analysis, taking account of cross sectional properties, materials and linear stiffness of composite beam synthetically. Based on the calculation programs, free vibration frequencies and seismic responses of semi-rigid joint steel-concrete composite frame considering interface slip were calculated. The influences of interface slip and semi rigid joint on dynamic characteristics and seismic response were analyzed and the seismic design advices were presented. The results show that the interface slip decreases the free vibration frequencies and increase the seismic responses of composite frame. The semi-rigid joint reduces the free vibration frequencies and increases seismic responses of composite frame compared with rigid joint. With the increase of joint rotational stiffness, the elastic seismic responses of composite frame increase firstly and then decrease. The effects are related to the ratio of joint rotation stiffness to linear stiffness of composite beam.     

±800kV奉贤换流站500kVGIS超长母线导电电阻测试

介绍了±800kV奉贤换流站500kVGIS设备的特点和母线导电电阻测试的困难,提出了几种合理的测试方法并阐述了各种方法的特点和适用场合,利用测试数据论证了方法的有效性,总结了试验的几点启示。     

35kV老旧导线电气性能研究

导线的电气性能之一表现为导线的温升情况,从理论出发计算35 kV老旧导线与新线的载流温升,并通过试验测试导线的实际温升情况,探究老旧导线的电气性能。理论结果表明：分析得出新线的辐射散热功率比老旧导线少46%左右。当载流量低于150 A时,温升由高到低的顺序为：带有防振锤的老旧导线、老旧导线、新线;当载流量大于150 A时,温升由高到低的顺序为：老旧导线、带有防振锤的老旧导线、新线。试验结果表明：对于LGJ70/10导线而言,在相同的电流值下,新线的温升比老旧导线的温升低11%左右。以理论和试验相结合分析得出：老旧导线的辐射散热功率快于新线是温度低的主要影响因素。     

串联IGBT高压变频器研究

给出了高压变频器的主电路，用两个IGBT串联来达到3.15kV的逆变。变频器一共使用了36只4.5kV的IGBT，可做成输出电压3.15kV的变频器。分别论述了整流电路、逆变电路和三电平控制原理。阐述了串联IGBT同步导通、回步关断的必要性和实现方法。对IGBT损耗使本身温度升高的问题，给出了有效的解决办法。本变频器实现了大功率、高电压的输出，输出谐波小，在接负载时，无需滤波电路。     

500kV复合绝缘子红外测温诊断分析

本文介绍了山东电网一起红外测温发现的500kV复合绝缘子外护套损坏案例,分析了损坏的原因,阐述了红外测温带电测试技术诊断复合绝缘子内部缺陷的机理和判别方法,测温结果及实验室试验表明红外成像法能够有效地检测出缺陷复合绝缘子,并给出了提高复合绝缘子安全运行水平的措施和建议。     

新农村配电网装置材料的甄选

新农村电气化建设规划设计应考虑中长期发展,配电网装置材料的选用要求在寿命期内少维护、少更换。介绍新农村配电网装置材料杆塔、绝缘子、导线、跌落式熔断器等选用时的相关参数要求。