1100kV柱式断路器地震模拟振动台抗震试验研究

地震模拟振动台抗震试验是电气设备抗震设计及验证的重要手段之一。以1 100 kV全复合套管柱式断路器为研究对象,依据特高压电气设备抗震试验方法对是否带拉筋或减震器等4种状态开展了地震模拟振动台试验。通过输入白噪声及标准时程波地震试验,可得到断路器的自振频率及关键部位的加速度、应变响应。对比分析4种不同状态下断路器的地震响应特点,掌握了拉筋和减震器对断路器动力特性、抗震性能影响的机理。结果表明:地震作用下4种不同状态下的断路器的最大应变都发生在支架顶部和复合套管根部;断路器地震响应复杂且呈现非线性特性。地震作用下设置拉筋、安装减震器均能有效提升断路器的抗震能力。     

220kV断路器抗震性能地震模拟振动台试验

在汶川大地震中,变电站的大量电气设备受到了破坏.作为变电站的一种主要设备,断路器的抗震性能需要进行研究.根据地震中断路器的实际破坏情况,采用220 kV单极瓷柱式断路器的足尺寸真型试件进行了地震模拟振动台试验研究.通过测定其在不同地面运动输入作用下设备关键部位的加速度、位移、应变等主要参数,研究了此断路器设备结构的动力...     

1100 kV柱式断路器地震模拟振动台试验及数值分析

为研究1 100 kV柱式断路器在地震波作用下的抗震性能,依据特高压电气设备抗震试验方法进行了地震模拟振动台试验并利用有限元软件对结构进行数值分析。通过白噪声扫频及标准时程波地震试验,测定了设备的自振频率以及关键部位的应变、加速度响应。试验结果表明:在0.4 g地震波作用下的复合支柱套管的最大应力38.58 MPa,低于复合材料的额定机械负荷应力;复合套管的最大应变发生在支柱套管根部,该部位为断路器设备的易损部位;强地震波作用会改变结构的动力特性,结构地震响应呈现明显的非线性特性。依据试验数据得到结构的阻尼变化数值,并赋予数值模型,仿真与试验结果最大误差为10.30%,仿真计算时应考虑结构阻尼随输入地震波强度变化的非线性特性。     

1100 kV复合外绝缘套管地震模拟振动台试验研究

为研究用于特高压变电站的1 100 kV复合外绝缘套管的抗震性能,对1支真型套管进行地震模拟振动台试验。通过输入白噪声随机波和标准时程波,得到试件的动力特性和在峰值加速度分别为0.15g、0.6g和0.8g地震作用下关键部位的加速度、应变和位移响应。试验结果显示,1 100 kV复合外绝缘套管1阶频率为1.68 Hz,阻尼比为4.20%;随着加速度等级的提高,试件力学性能呈现非线性特征;在设计基本地震加速度为0.8g的标准时程波作用下,套管复合部件强度满足抗震要求,但套管连接套筒与下瓷件连接处密封圈边缘被挤出,频率降低,阻尼比升高。试验结果表明,套管连接部件为抗震性能薄弱环节,应在设计阶段增强连接部位的结构强度,从而提高设备整体的抗震性能。     

硬管母线连接的1000kV复合外套避雷器和互感器地震模拟振动台试验研究

为研究地震作用下硬管母线连接的特高压复合外套电气设备的地震效应,依据特高压电气设备抗震试验方法进行了硬管母线连接的1000 kV复合外套避雷器和互感器组成的互连结构体系的地震模拟振动台试验.通过白噪声扫频及标准时程波地震试验,测定了设备的自振频率以及关键部位的应变、加速度响应.试验结果表明:互连结构体系沿管母轴线方向的...     

1100 kV特高压套管地震模拟振动台试验

特高压套管具有较高的地震易损性,是变压器整体结构抗震性能的薄弱环节,其抗震能力直接影响着特高压变电站整体的抗震设防水准。该研究对1支1 100 k V特高压套管进行地震模拟振动台试验,通过输入白噪声随机波和人工标准时程波,测定套管的动力特性和关键部位的应变、加速度等地震响应。试验结果显示,套管瓷件部分最大应力低于瓷质材料破坏值,但套管金属部位安装法兰发生破坏,不满足设计基本地震加速度为3 m/s2的抗震设防要求。试验结果表明:在重视瓷件部分抗震性能的同时,应采取构造连接措施提高套管金属部件的刚度,从而提高设备整体的抗震性能,保证变电站抗震安全。     

110 kV电流互感器振动台试验研究北大核心CSCD

电流互感器是变电站系统中的重要设备之一,在地震中往往容易遭受损坏,其中瓷套管根部断裂是电流互感器破坏的典型特征。目前,学者多采用数值模拟方法分析电流互感器的抗震性能,试验研究开展较少,且很少直接考虑支架的动力放大效应。文中考虑安装支架的动力影响对110 kV电流互感器进行振动台试验研究,测定了设备的自振频率和阻尼比,获得了设备关键部位的加速度和应变响应,基于试验结果进一步建立了电流互感器的地震易损性模型。研究结果表明,电流互感器的抗震性能较强,在1.0g地震输入下可保证结构完好。     

500kV避雷器抗震性能振动台试验研究

通过500 kV避雷器设备的振动台抗震试验,研究标准时程波对避雷器设备抗震性能评估的适用性。抗震试验过程中进行单向输入和双向输入,输入波形包括人工标准时程波、EL Centro地震波、Taft地震波和共振拍波。试验结果表明,在相同地震等级的上述4种地震波的作用下,标准时程波激励下的设备根部应力最大。由于标准时程波对应反应谱卓越频率段较平缓,对于不同设备的试验结果差异相对较小,因此标准时程波适用于500 kV避雷器的抗震性能评估。双向激励与单向激励试验结果对比表明,对于双向轴对称结构进行抗震性能评估时可以仅进行单向激励振动台试验。     

550 kV油纸电容式套管抗震性能的研究

为研究550 kV油纸电容式套管的抗震性能,文中首先利用静力分析及反应谱分析对其进行了抗震强度计算;其次对550 kV油纸电容式套管进行了振动台试验,测试其地震响应。最后将抗震计算的结果与振动台试验的数据相结合,对套管的抗震性能进行评估,验证了套管抗震计算的有效性。结果表明,该套管可以满足0.3 g加速度的抗震要求,具有足够的安全裕度。文中同时分析了该套管在更高抗震烈度区域的适用性,讨论了通过增加瓷件厚度提高套管抗震性能的方法。     

±800 kV支柱复合绝缘子抗震试验研究

为分析复合材料电气设备的结构特点与抗震性能,针对工程应用的2种±800 kV复合支柱绝缘子进行了无支架结构和有支架结构地震模拟振动台试验。通过白噪声和抗震试验,测量了设备关键部位的位移、应变和加速度响应,对比分析了支柱复合绝缘子在有无支架下的地震响应。试验结果表明,支架略降低了试验设备结构一阶频率,增大了设备阻尼比,且对较柔设备影响较小;在0.1~0.4 g地震波激励下,设备的应力和位移响应基本呈线性变化;应力、位移、加速度和谱加速度的动力放大系数均小于1.30,其中加速度峰值的放大系数最大,支架使地震波频谱在高频部分产生放大作用,设备结构频率在地震波频谱曲线上的分布与其支架应力放大系数正相关,支架对设备位移略有放大作用。     

复合绝缘子倾斜支撑干式空心电抗器地震模拟震动台试验

为研究复合绝缘子倾斜支撑干式空心电抗器在地震作用下的机械结构特性,依托于榆横—潍坊1000 kV特高压交流输变电工程,对干式空心电抗器进行地震模拟震动台试验,并对各部件的加速度响应、应变响应以及位移响应结果进行分析。结果表明:1)地震模拟震动台试验时,电抗器上支架根部加速度放大系数为2.80,是各部件中加速度放大系数最大位置;2)荷载效应组合后,绝缘子计算应力最大值为35.73 MPa,安全系数为2.18,满足标准大于1.67的要求,是支撑体系最薄弱环节;3)抗震试验后,线圈本体通风条无掉落,绑扎带无断裂,防雨帽未掉落,星形架无变形,复合绝缘子表面无裂纹和破损,胶装位置无裂缝,抗震试验合格。该地震模拟震动台试验可为干式空心电抗器抗震特性方面的研究提供参考依据。     

1 000kV输电铁塔抗震设计及振动台试验研究

为研究特高压输电塔的抗震性能,以1 000kV“皖电东送”淮南-上海输变电工程同塔双回路SZ272P钢管塔和晋东南-南阳-荆门输电线路酒杯型ZBS1角钢直线塔为原型,依据相似理论进行分析,设计并制作缩尺振动台试验模型,分别进行单塔、单塔挂质量块和塔线耦联体系地震模拟振动台试验,验证了1 000kV钢管和角钢模型塔在8度罕遇地震作用下的抗震性能,提出了抗震设计改进建议。     

大型电力变压器及套管隔震体系的设计与应用

国内外大量变压器震害资料表明,降低变压器及套管体系的加速度响应是提高变压器及套管抗震能力的关键。针对变压器及套管体系的结构特点,提出变压器隔震设计的最低目标和3种有效的变压器隔震型式与布置方案,成功研制了变压器组合隔震支座并进行力学性能试验,并提出与变压器隔震设计相对应的验算指标。最后,结合四川220kV下孟变电站1#...     

地震作用下断路器动力时程分析及阻尼效应研究

结合我国现行电力设施抗震设计规范(GB50260—96)、高压开关抗震试验标准(GB/T13549—92)及国际标准(IEEEStd693—2005),对电气设备的抗震分析与设计进行了讨论,提出了有关电气设备抗震设计中的一些关键问题,比如说动力时程分析中的地震动输入、支架动力放大系数、抗震设防等级等。首先采用ANSYS软件,以一220kV瓷柱型SF6断路器为研究对象,建立其有限元模型,开展了三类地震输入下的动力时程分析,详细介绍了电气设备动力时程分析方法。并通过对断路器关键节点和部位的位移、加速度及应力等参数的分析,得到了有关支架动力放大系数、支架设计、地震动输入、设备抗震能力等方面的一些结论;其次,通过调整断路器支架体系阻尼比的参数分析,得到了三类地震输入下的阻尼比对断路器地震响应的一些规律,适当提高设备体系的阻尼比,可显著提高设备的抗震能力。上述分析与研究对对改进高压电气设备抗震设计有一定的借鉴意义,对修订我国高压电气设备的抗震设计规范和制定相关标准有参考意义。     

1100kV GIS复合绝缘子套管抗震研究

对1100kV气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)复合绝缘子套管整体进行0.5g水平加速度地震模拟计算,对套管装配用筒体、支架、复合绝缘子进行强度、频率分析,找出了薄弱部位并优化。经计算和复合绝缘子套管的真型试验,得出1100kV GIS复合绝缘子套管达到国内特高压GIS设备9级烈度抗震标准,为高烈度地震地区的其它特高压产品的设计提供了技术参考。     

±1100 kV直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管关键技术研究

±1100 k V直流纯SF_6气体绝缘穿墙套管(以下简称±1100 k V直流穿墙套管)为目前世界电压等级最高的直流设备,也是直流输电系统中的关键设备。依托昌吉至古泉±1100 k V特高压直流输电工程,以±1100 k V直流穿墙套管为研究对象,建立了套管的三维物理模型,从直流绝缘材料、电场强度、机械强度及温度场等方面进行优化设计,并制造了±1100 k V直流穿墙套管样机。该样机顺利通过了全套型式试验验证,其各项性能指标均满足工程要求。通过该套管的研制,掌握了特高压直流SF_6气体穿墙套管的关键技术,并可以推广应用到其他电压等级产品中。     

高压断路器抗震能力分析及抗震减震措施

高压断路器是电力系统中发挥重要作用的关键电气设备之一,但抗震能力较为薄弱。笔者对汶川地震中部分变电站断路器的震害进行了分析,另外,分析了振动台抗震试验中不同地震输入下SF6断路器的加速度和应变响应。分析表明,地震烈度在Ⅶ度以上地区的断路器主要有4种典型的震害型式,损坏较为严重,有必要采取有效的抗震措施提高断路器的抗震能力。除了采用传统抗震技术提高断路器抗震能力外,隔震减震技术也是一种有效的方式,该技术具有减震机理清晰,减震效果明显的优势。结合断路器的结构特点,提出了适用的3种有效的隔震减震技术方案,为今后开展断路器等电气设备的抗震设计与加固改造提供参考。     

复合绝缘材料在750kV变电站中应用的关键技术

为保证沙州750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计顺利实施,对750 kV变电站电气设备外绝缘全复合化设计的关键技术进行研究.研究内容包括提高复合绝缘材料耐风沙性能及耐紫外线性能技术、提高环氧树脂绝缘材料弹性模量成型技术、750 kV主变压器及高压电抗器出线套管研制技术、750 kV复合支柱隔离开关研制技术、72.5 kV复合柱式断路器研制技术等.上述关键技术的顺利完成,对于确保复合绝缘材料首次在750 kV变电站全面应用的安全性与可靠性具有重要意义.