地震试验报告zf报告9度

1、：2012-002抗震分析验证抗震水平：GB/T 13540-2009 的AG5(0.5g)产品名称：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备额定电压：1100kV产品制造：西安西电开关电气结论：兹证明 ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备已经根据GB/T 13540-2009 通过了抗震计算分析，在零周期加速度为 0.5g 时具有下列安全系数：使用破坏应力最小安全系数 3.06（ZL101A），使用许用应力最小安全系数 1.53（高强瓷）。编制：校核：签发：郑州机械目录概述1产品的类型11.1.11.1.21.1.3结构信息1负载1使用的响

2、应谱22产品数据22.12.22.32.42.5总尺寸及重量2固有频率2阻尼比2固定处情况2材料特性43分析方法43.13.23.3分析方法4使用的. 4对产品和支撑结构建模型时所做的假设44结果54.14.2大风静力工况位移、应力5响应谱作用下位移、应力分析54.2.14.2.2安全系数X+Z 向 Y+Z 向响应谱5响应谱74.34.4. 8基础负载. 9-I-1概述1.1 产品的类型1.1.1结构信息ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备由断路器、开关、支架、母线筒、互感器、套管、三通等主要组成。表 1：抗震敏感几何特征尺寸1.1.2负载22载荷风速 V=10m/

3、s 的风压载荷，基本风压w0 =V /1600=0.0625kN/m 。大风工22况风速 V=34m/s，基本风压w0 =V /1600=0.7225kN/m地面水平方向加速度 0.5g，竖直 Z 方向 0.25g，结构阻尼比 2%。根据 GB5009-2001建筑结构荷载规范算出敏感的风荷载、静态端子负荷，见下表。静载荷还包括自重。表 2-1：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备风载荷表 2-2：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备导线拉力图 1：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备大风静载荷矢量图-1-方向

4、FxFyFz静负载力额定值 N500050004000静负载力使用值（0.7*额定值）N350035002800静负载力作用点10374、1248工况10m/s载荷34m/s 大风载荷风载荷值623N7205N风载荷作用点1245、10371扭转惯性矩 m4抗弯惯性矩 m4截面面积 m2直径 mm厚度 mm套管.29680E-01.14840E-01.14290E501.1.3使用的响应谱水平方向地面加速度：AG5:ZPA=5m/s2(0.5g)，阻尼比取 2%。DASAPW 计算响应谱时的输出如下：表 3：阻尼比 2%使用的响应谱图 2：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封

5、闭开关设备有限元网格2产品数据2.1总尺寸及重量尺寸：26.2m 3.15m 16.85m，总重量 48.9kg，重心高度 4.95m。2.2固有频率计算出最高阶固有频率为 35.09Hz，大于 GB/T 13540-2009 规定的 35Hz 要求。2.3阻尼比取 GB/T 13540-2009 中的最小值 2%，偏保守。固定处情况2.4钢支架与地基固定。-2-频率 Hz0.00.51.02.49.020.025.0加速度幅值 g0.00.430.851.41.40.750.5阻尼比X 方向地面加速度Y 方向地面加速度Z 方向地面加速度2%0.5g0.5g0.25g表 4：ZF17A-110

6、0/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备固有频率（Hz）图 3：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备第一阶振型图 4：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备第二阶振型图 5：ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备第五阶振型-3-4.134.134.374.379.1012.0312.0412.0812.1321.2822.2822.4723.2824.8225.8526.8026.8029.0729.2430.1430.4831.8532.4232.4634.1935.0935.092.5材料特性表 5：ZF

7、17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备各种材料机械性能常数注 1:套管的质量密度等效为 5811.9kg/ m3 ，5083 质量密度等效为 1830.0kg/ m3等，1Cr18Ni9Ti 质量密度等效为 10918.0kg/ m3 ，以保证计算质量与实际质量相等。注 2：按照 GB/T 13540-2009 的要求，许用应力一般情况采用屈服强度的 90%，支架采用屈服强度的 100%，套管采用破坏强度的 50%。3分析方法3.1分析方法按照 GB/T 13540-2009 要求的响应谱（RRS），水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s2(0.5g)，分别使用 X

8、+Z 向和 Y+Z 向两种情况进行响应谱分析，各阶振型响应的叠加按平方求和的平方根，应力）按绝对值组合。应力与静载荷应力（包括截尾高阶振型的3.2使用的抗震分析DASAPW。3.3对产品和支撑结构建模型时所做的假设断路器、开关、三通、母线筒等绝大多数都使用了位移三次插值的度的“DKT”三角形壳单元进行实体模拟，套管、支架等使用了六度的三维元模拟。套管元与壳单元的连接使用了刚平面假设的位移约束方程方法模拟实际情况。支架与基础接触的结点按固定处理。-4-材料弹性模量 (N/ m2 )泊松比质量密度 (kg/ m3 )破坏应力 (MPa)屈服应力 (MPa)许用应力 (MPa)AlSi7Mg0.71

9、0110.32700.0275215193.5ZL101A0.710110.32700.0295215193.5高强瓷0.93 10 110.35811.960-3050830.710110.31830.0275125112.5Q2352.0610110.37860.04602352351Cr18Ni9Ti2.0610110.310918.0520205184.54结果4.1大风静力工况位移、应力套管顶部最大位移：X=6.7mm，Y=3.7mm，Z=0.3mm。表 6：大风静载荷作用下最大应力（MPa）4.24.2.1响应谱作用下位移、应力分析X+Z 向响应谱套管顶部最大位移：X=41.5mm

10、，Y=2.49mm，Z=0.045mm。表 7：X+Z 向响应谱+静载荷共同作用下最大应力（MPa）图 6：X+Z 向响应谱+静载荷作用下三通应力云图-5-材料破坏应力 (MPa)许用应力 (MPa)计算应力 (MPa)安全系数破坏应力许用应力AlSi7Mg275193.568.534.012.82ZL101A295193.596.413.062.01高强瓷603019.573.071.535083275112.547.525.792.37Q235460235116.63.952.021Cr18Ni9Ti520184.5103.55.021.78材料破坏应力 (MPa)许用应力 (MPa)计算

11、应力 (MPa)安全系数破坏应力许用应力AlSi7Mg275193.59.5628.7720.24ZL101A295193.524.412.097.93高强瓷60303.2218.639.325083275112.512.1222.699.28Q23546023515.4829.7215.181Cr18Ni9Ti520184.530.3917.116.07图 7：X+Z 向响应谱+静载荷作用下瓷套法兰应力云图图 8：X+Z 向响应谱+静载荷作用下过渡筒应力云图图 9：X+Z 向响应谱+静载荷作用下支架应力云图图 10：X+Z 向响应谱+静载荷作用下开关应力云图-6-图 11：X+Z 向响应谱+

12、静载荷作用下断路器应力云图4.2.2Y+Z 向响应谱套管顶部最大位移：X=2.19mm，Y=42.92mm，Z=0.005mm。表 8：Y+Z 向响应谱+静载荷共同作用下最大应力（MPa）图 12：Y+Z 向响应谱+静载荷作用下三通应力云图图 13：Y+Z 向响应谱+静载荷作用下瓷套法兰应力云图-7-材料破坏应力 (MPa)许用应力 (MPa)计算应力 (MPa)安全系数破坏应力许用应力AlSi7Mg275193.532.498.465.96ZL101A295193.579.983.692.42高强瓷603017.893.351.685083275112.571.413.851.58Q2354

13、6023584.055.472.801Cr18Ni9Ti520184.5106.54.881.73图 14：Y+Z 向响应谱+静载荷作用下断路器应力云图图 15：Y+Z 向响应谱+静载荷作用下支架应力云图图 16：Y+Z 向响应谱+静载荷作用下开关应力云图4.3安全系数对 ZF17A-1100/Y6300-63 气体绝缘金属封闭开关设备按照 GB/T 13540-2009 高压开关设备和控制设备的抗震标准，使用 X+Z 向和 Y+Z 向响应谱，进行 AG5 抗震水平校核。地面水平方向加速度取 0.5g，竖直方向加速度取 0.25g,结构阻尼按 2%计算。计算结果表明，无论使用哪种校核，结构各破坏应力安全系数都大于 1.67，结构各许用应力安全系数都大于 1，各种材料的最小安全系数见表 9。-8-表 9：各种材料的最小安全系数4.4基础负载A：X+Z 向+X载荷：结构传给基础的合力(绝对加速度引起的力)：FX=480.22kN ,FZ=124.3kN,FX 作用点坐标 Z=6.84m弯矩MY = FX Z=3284.7kNmB：Y+Z 向+Y载荷结构传给基础的合力(绝对加速度引起的力)：FY=501.947kN ,FZ=124.3kN,FY 作用点坐标 Z=6.44m弯矩M X