2023减隔震器规格性能及应用调研报告

减隔震器规格性能及应用调研报告2023年4月1122目录概述 1我国地震带分布情况 1地震对电力系统的危害 2地震对电气设备的破坏特点及震害原因 3变压器 4电瓷型高压电气设备 5电气设备抗震研究水平现状 7电气设备抗震设防目标 10调研对象 10高压电气设备抗震性能及实施措施 11电气设备选型优化 12电气设备的耐地震能力要求 12电气设备选型优化 13设备支架 19减隔震器抗震性能调研及实施措施 20减震器选择 22减震装置分类及选择原则 22减震装置主要类型 28减震装置主要设计方案 32减震装置安装方案 41隔震器选择 44隔震装置分类及选择原则 44隔震装置主要规格 48隔震装置主要设计方案 49隔震装置安装方案 51减隔震装置应用案例 52附录一部分筒式粘滞阻尼器规格及性能参数 57附录二部分隔震橡胶支座规格及性能参数 58概述我国地震带分布情况我国处于世界两大地震带（环太平洋、喜马拉雅——地中海）之间，是世界大陆地震多发区。我国地震带的分布基本上遵循活动性断裂带的分布，主要有青藏、新疆、华北和台湾四个多发区。我国地震灾情以南北地震带、华北地区和台湾为最严重。南北地105图1.1-1全球地震带分布图20世纪以来，我国共发生6级以上地震近800余次，遍布除贵州、浙江两省和香港5553733%的大陆强震，是世界上大陆强震最多的国家。520647年2次。图1.1-2中国地震分布图地震对电力系统的危害20701976199619992008201020131989LomaPrieta1994Northridge19951999201334352202110103522；5003500262626510（塔）1021212基，线路断线83条。20082013PAGE13PAGE13PAGE10PAGE10图1.2-1地震对我国电力系统的危害目前，我国特高压工程建设规模和设备生产能力已经位居世界前列，投入运行的特高压工程已经发挥着重大功能，尽管均没有经历过较大地震的冲击，但是其中的变电设备由于其结构呈现“细、高、柔、重、非线性特征明显”等特点，地震易损性更高，一旦遭受到破坏，作为骨干架的区域网安全稳定运行就会受到制约，不利影响会波及到全国许多区域，将给相关区域的生产、生活以及社会秩序带来一系列问题。地震对电气设备的破坏特点及震害原因高压电气设备的外绝缘部分一般都细长且为瓷套/瓷柱。陶瓷是脆性材料，抗弯性能很差，设备的结构形状不仅细长，而且上部质量较大。地震时瓷套管根部承受很大的弯矩，使瓷套管的强度不足而断裂，尤其是在瓷套管与其他材料的连接处，变形不协调加大了瓷套管的断裂和损坏。这类设备的固有频率和地震波卓越频率相接近且阻尼值较小，其主体材料瓷柱属脆性材料，储能能力较小，因此在地震中极易因共振影响使设备遭受破坏。另有研究表明，尽管独立设备抗震性能的论证表明单体设备可以抵抗高强度地震作用，但将不同设备通过母线连接到一起，设备仍可能遭到严重破坏，连接方式对设备抗震性能的影响也是十分明显。下面将分别针对主要电气设备的破坏特点和震害原因进行分析。变压器在历次地震中，主变压器是地震中易损部件。512122110kV19767287.8，XI242619951177.2主变压器的震害主要表现为：本体位移或倾倒，瓷套管损坏，地基沉陷，主变其它部位（散热器和潜油泵等）损坏。图1.3-1220kV安县变电站1号主变压器套管根部震弯图1.3-2220kV安县变电站1号主变压器掉台图1.3-3主变压器套管破裂主变压器受损的原因有：地基沉降或液化。主变基础由不均匀沉降引起主变本体位移。电瓷型高压电气设备电瓷型高压电气设备包括：电压互感器，电流互感器、支柱绝缘子、GIS套管、隔离开关等。这类设备在历次大地震中均有损坏。震害主要为瓷柱断裂，断裂大多发生在瓷柱的根部。图1.3-4安县变电站252kV双断口SF6断路器上部灭弧室全部断裂图1.3-5安县辕门坝变电站126kV少油断路器三相断裂损坏图1.3-6避雷器从根部剪断主要有以下两个方面的原因：1-10Hz接近，使设备容易由于共振而受损坏。这类设备构阻尼比较小，一旦接近共振频率，动力放大系数就很大，使地震作用大大增加，极易造成设备的破坏。电气设备抗震研究水平现状大量的地震破坏实例说明：电力系统的抗震可靠度和安全度亟待加强。既然地震不能避免、地震预报又是目前尚未解决的世界难题，那我们就应将关注的重点放在如何提高电气设施的抗震性能上来，开展抗震研究已经成为国内外地震工程研究的重要课题。对于变电站电器设备的抗震设计要求，使得很多国家和国际组织都给出了相应的设1980（JEAG5003-19801998IEEE（IEEE693ASCE根据电力系统震害的严重现实，编写了提高电力系统抗震性能的指南，其中绝大部分内IEC2007年，IEEE制订了国际上首部针对软母线连接的电气设备抗震设计标准（IEEE1527标准作用的考虑仅仅是提出了考虑不同地震设防等级，在设备顶端增加一个1000N2000N的水平荷载来考虑母线对设备的作用。我国的研究工作者大力开展电力设备的抗震实验，包括静力实验、动力实验等，取得了显著的成果。并且提出了502%的特高压抗震设防标准，这一标准既反映了特高压设备的结构特点（柔、非线性强，也考虑了使用特点（应用地域广，还结合了特高压工程的重要性（502%）以及可操作性（我国的地震区划图。IEEEIEC目前，中国电力科学研究院也已经开展了对高压变电设备抗震试验技术研究，通过对高压变电设备动力特性展开研究，明确了动力特性中的频率、阻尼比等参数可作为高压变电设备抗震能力计算分析的基本依据；通过对高压变电设备进行抗弯机械强度试验研究，提出了以设备实测拉、压应力的均值作为设备强度判定应力的准则；通过对高压变电设备非线性地震响应的研究，提出了抗震试验中考虑非线性影响因素的基本输入方法，并提出了高压电气设备抗震试验方法和抗震试验要求；通过7 图1.4-1特高压支架和瓷套抗震试验图1.4-21000kV高压并联电抗器回路联合真型抗震试验电气设备抗震设防目标目前国内变电站抗震试验和设计规范主要有《电力设施抗震设计规范》(GB50260．2013(GB50556．2010范》(GB50011-2010（DLGJ160．2003，中国电机工程协会标准有《1000kV（T/CSEE0010．2016)，国家电网公司相关企业标准有《特高压瓷绝缘电气设备抗震设计及减震装置安装与维护技术规程》(Q／GDW11132．2013Q／GDW11267．2014压电气设备抗震试验技术规程》(Q／GDW11391．2015)11595．2016)。国外变电站抗震的主要规范或规程有电气和电子工程师协会颁布的《IEEERecommendedPracticeforSeismicDesignofSubstations))(IEEEStd693．2005)并H日本电气协会发电与变电技术委员会颁布的《变电站电气设备抗震设计指南》(JEAG5003．2013)。变电站和换流站的抗震设防烈度或地震动参数应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB18306的有关规定确定，同时依据上述规程规范的相关要求进行设防及设计。抗震设防烈度6~8度地区新建、扩建的变电站和换流站内电气设施，按抗震设防19调研对象本次调研对象分为三部分，电气设备厂家、减隔震器厂家、科研单位，具体单位名称如下。调研分类单位名称电气设备厂家保定天威保变电气股份有限公司特变电工衡阳变压器股份有限公司西安西电变压器有限责任公司山东电力设备有限公司新东北电气（沈阳）高压开关有限公司河南平高电气股份有限公司西安西电开关电气有限公司西安西电避雷器有限责任公司廊坊东芝避雷器有限公司南阳金冠避雷器有限公司桂林电力电容器有限责任公司西安西电电力电容器有限责任公司日新电机（无锡）有限公司减隔震厂家西安达盛隔震技术有限公司青岛振动控制有限公司中国电力科学研究院科研单位中国电力科学研究院同济大学2高压电气设备抗震性能及实施措施主要从电气设备选型、设备支架设计等方面调研分析电气设备的减隔震措施。具体包括：调研单体设备抗震性能，优化电气设备选型；优化设备支架设计，提高抗震性能。电气设备选型优化电气设备选型是进行电气设备抗震设计的重要前提，为了减小电气设备在地震时受到破坏，应合理地进行设备选型。电气设备的耐地震能力要求电气设备按基本抗震烈度进行设防。同时应考虑其端部连接导线振动和导线张力的影响，设备本体水平加速度应计及设备支架的动力放大系数1.2~1.4。电气设备需满足以下抗震要求：1)设防水平：60.1g，70.2g0.3g，80.4g（0.5g。2)试验要求：原则上设备应带支架进行地震台试验，不具备条件时，1000kV设备支架动力1.4；750kV1.2；（GB50260-2013。图2.1-1特高压电气设备抗震设计反应谱试验结果应与风荷载进行组合，应力安全系数应大于1.67，且试验后无功能性损坏。）其它试验要求可以参考《高压开关设备和控制设备的抗震要求》（GB/T13540-2009）的相关规定。按设防烈度设计的电气设备，当遭受到相当于设防烈度及以下的地震影响时，不受损坏，仍可继续使用；当遭受到高于设防烈度预估的罕遇地震影响时，不致严重损坏，经修理后即可恢复使用。电气设备选型优化当电气设备难以满足抗震要求，或电气设备使用性能要求较高时，可采用隔震或减震设施。各主要电气设备抗震性能调研情况如下表所示：PAGE14PAGE14PAGE15PAGE15表2.1-1 设备抗震性能调研情况设备形式设备厂家是否能满足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的设计措施1.铁芯采用叠片和拉板外密化绑扎稀纬带，并通过钢拉带紧固铁，同时通过撑板、垫脚和拉板将铁心链接为刚性整体；2.器身下部定位钉和箱底连接在一起，使器身和油箱成为刚性连接，增强器身整体的抗震性能；保定天威保变电气股份有限公司-3.器身上部通过定位盒和箱盖进行定位，防止在震动主变和高抗过程中器身和油箱之间产生位移；4.铁芯长轴两端，上部和下部分别增加限位措施，进一步增加器身整体的紧固性；5.取消底架、小车结构，变压器直接放于地基上，并特变电工衡阳变压器设计阶段考虑油箱及结构件强度，合理选用材料，并股份有限公司-通过软件验证装配好的电抗器的抗地震强度设备形式设备厂家是否能满足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的设计措施西安西电变压器有限责任公司-结构和选材方面，线圈的整体性采取多次压制定型技术；铁芯采取强力夹紧、拉紧措施保持刚性；受到的冲击，设计上从三维方向进行加固；套管厂家在设计套管时考虑抗震的要求。山东电力设备有限公司-GIS新东北电气（沈阳）高压开关有限公司是无河南平高电气股份有限公司是无西安西电开关电气有限公司是无避雷器西安西电避雷器有限责任公司1000kVd级污秽避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.3g；1000kVe级污秽避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.2g。1000kVd级污秽避雷器，加装减震器可满足地震水平加速度0.4g；1000kVe级污秽避雷器，加装减震器可满足地震水平加速度0.3g。设备形式设备厂家是否能满足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的设计措施廊坊东芝避雷器有限公司500kV以下避雷器不采取措施可满足地震水平加速度0.4g；500kV避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.3g；750kV避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.2g；1000kV三级污秽避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.3g；1000kV四级污秽避雷器，不采取措施可满足地震水平加速度0.15g。500kV，0.4g750kV，0.3g1000kV1000kV南阳金冠避雷器有限公司是需带减震器CVT桂林电力电容器有限责任公司220kV和500kVCVT不采取措施可满足地震水平加速度0.5g；330kVCVT不采取措施可满足地震水平加速度0.3g；765kV、1000kVCVT不采取措施可满足地震水平加速度0.2g。330kVCVT0.5g。765kVCVT0.4g。1000kVCVT加装减震器可满足地震水平加速度0.4g。设备形式设备厂家是否能满足地震基本烈度7~9度提高抗震性能的设计措施西安西电电力电容器有限责任公司220kVCVT产品不采用措施能满足基本地震烈度7~9度的要求；500kVCVT瓷套管产品不采用措施可满足地震烈度9度以下的要求；500kV复合套管产品不采用措施可满足地震烈度9度的要求；1000kVCVT瓷套管和复合套管产品可满足地震烈度8度（0.2g）及以下的要求500kVCVT9产品底部加装减震器。1000kVCVT瓷套管和复合套管若基本地震烈度9度（0.4g）时，需在产品底部加装减震器。日新电机（无锡）有限公司500kV及以下等级满足抗震0.5g的要求；750kVCVT复合套管满足抗震0.4g的要求；750kVCVT瓷套管满足抗震0.3g的要求；1000kVCVT复合套管满足抗震0.3g的要求；1000kVCVT瓷套管满足抗震0.2g的要求；750kVCVT瓷套管、1000kVCVT瓷套管和复合套管需带减震器第PAGE第18页第PAGE第19页主变压器4（间的连接应考虑进行抗震设计；抗震设计的关键为套管以及套管与本体的法兰连接部位，是制约设备抗震设计的瓶颈。高压并联电抗器4（套管以及套管与本体的法兰连接部位，是制约设备抗震设计的瓶颈。GIS3GIS（新东北、平高、西开采用复合套管。电容式电压互感器3（日新。220kVCVT产品不采用措施能满足基本地震烈度7~9度的要求。330~500kVCVT99330~500kV9750~1000kVCVT89（0.4g）时，需在产品底部加装减震器。金属氧化物避雷器3（芝、南阳金冠。220~330kV避雷器均不需要采取减震措施即可满足。500kV避雷器，0.4g及以上需要加装减震器750kV避雷器，0.3g及以上需要采取减震措施1000kV避雷器，d级及以下污秽，0.4g及以上需要采取减震措施1000kV避雷器,e级污秽，0.2g及以上需要采取减震措施设备支架震害表明：电瓷型高压电气设备（互感器、支柱绝缘子、隔离开关等）是大震中的易损设备。这种设备破坏经常发生在根部断裂。许多国家进行了电力设施的抗震研究，改进完善了抗震设计方法和抗震措施，使得变电站设备的抗震安全性能和可靠性得到了大幅度的提高。设备支架抗震计算方法的选择设备支架的抗震计算通常是将支架和设备分开计算。计算支架时，把设备模拟为一个质点，设备引起的地震作用直接加在支架柱顶。并根据《电力设施抗震设计规范》（GBS0260-2013）。设备支架结构型式的选择220kV220kV500kV1000kV下截面大的台形钢管格构支架。的抗震能力。500kV500kV支架采用普通单钢管结构。设备支架减震设计增大支架及设备刚度，提高设备抵抗地震的能力，是传统的抗震方法。高压电气设备外形细长、质量分布不均，支架放大系数又较一般电压等级设备支架大，不利于设备因此对于高烈度区的高电压等级设备的抗震设计，硬抗的方法有自身的局限性。结构振动控制技术是一种在民用建筑和桥梁中广泛应用的抗震技术，这种技术是通过在适当的位置设置耗能装置来减小地震作用，保证设备安全。3减隔震器抗震性能调研及实施措施3.1减隔震技术原理问题。（如隔震支座等（（地震作用下的典型动力方程如下，式中M、C、K分别为电气设备结构的质量、阻.. ..xgx分别为地面激励地震加速度和设备结构的加速度。电气设备减震技术采用的原理，简单为增大设备结构的阻尼，消耗掉一部分传播3.1-1,为加速度动力放大系数，/n为外界激振频率与体系自身频率比3.1-2、3.1-3图3.1-1减隔震原理示意图3.1-2设备隔震方案示意图3.1-3设备减震方案示意图当地震影响以弯曲变形为主、不改变设备结构自身特点、不影响设备正常使用功能以及增加的装置常规且经久耐用时，适合采用减震技术措施。当地震影响以重型，剪切变形为主、不改变设备结构自身特点、不影响设备正常使用功能以及增加的装置常规且经久耐用时，适合采用隔震技术措施。根据中国电科院对变电站抗震设计研究的经验，以下主要电气设备需考虑隔震减震措施。大效应，主变、高抗设备本体底座可加装隔震装置。避雷器、电压互感器等支柱类设备底座可加装减震器。减震器选择当电气设备难以满足抗震设防烈度下的抗震要求或对于抗震安全性和使用功能性择应综合考虑设备的结构类型、周围坏境、设备结构控制参数等影响因素。通过安装减震装置实现电气设备减震目的的基本要求如下：应按照预期减震目标，并满足设备应力控制要求，设置合适的减震装置；10%，满足正常使用功能的要求；（1-为减震系数。减震装置分类及选择原则减震装置分类减震技术是通过采用一定的措施，以消耗地震传递给结构的能量为目的的减震手段。从能量观点看，地震输入结构的能量是一定的，通过减震装置消耗掉一部分能量，减震装置可以安放在结构能产生相对位移处或变形的地方，也可以是由结构的某些非承重构件设计成的耗能构件。减震装置的分类如图3.2-1所示。图3.2-1减震装置分类（摩擦减震装置（如粘滞减震装置（如铅粘弹性减震装置。速度型减震器：一般是由缸体、活塞、黏滞材料等组成。利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的减震装置，如黏滞消能器、黏弹性消能器等。①粘滞性阻尼器3.1-2所示。目前已经研制开发的粘滞流体阻尼器有筒式流体阻尼器、粘滞阻尼墙系统等类型的阻尼器。附录一列出部分筒式粘滞阻尼器的规格及性能参数。图3.2-2粘滞阻尼器构造图及实物图图3.2-3粘滞阻尼器力学关系曲线及滞回曲线②粘弹性阻尼器粘弹性阻尼器是由粘弹性材料和约束钢板所组成，典型的粘弹性阻尼器结构如图3.1-4。图3.2-4粘弹性阻尼器构造示意图T型约束钢板与中间钢板间夹有T粘弹性阻尼器是由粘弹性材料与约束钢板交替叠合粘结而成的，是一种主要粘弹性阻尼器的力—位移滞回曲线为椭圆形，消能能力比与位移相关的消能减振装置强得多，既能用于抗震也能用于抗风，并且只要有微小的振动，就能减振。23.1-5如图3.1-6所示。图3.2-5 ABC型消支撑粘性尼器图3.2-6 D消支粘弹阻器①铅减震器3.1-7所示。图3.2-7铅（铅合金）减震器在铅减震器中，由于铅的挤压作用，机械能转化为热能，这种装置有如下特性：a.它几乎是一种纯“库伦阻尼器”，力—位移滞回曲线接近于矩形，实际与速度无关。b.铅挤压时和挤压后出现的恢复再结晶和结晶生长过程，这种能量不受工作硬化和疲劳影响。c.挤压力下降，铅恢复和再结晶的速度越快。d.挤压能量吸收器的行程长度仅受压缩时轴的压曲问题限制。屈曲约束支撑（3.1-8~3.1-10所示(SteelCore)，为避免芯(SteelTube)图3.2-81图3.2-92图3.2-10普通支撑与屈曲约束支撑试验滞回曲线混合型减震器是利用两种以上的减震原理或者机理进行耗能的减震器，同时具有位移相关型减震器和速度相关的减震器。根据耗能材料分类：金属减震装置（如软钢减震装置、低屈服减震装置、铅减震装置、粘弹性减震装置（如粘弹性橡胶剪切减震装置、粘滞减震装置（油减震装置智能减震装置（如电流变减震装置、磁流变减震装置、记忆合金减震装置。根据耗能机制分类：摩擦减震装置（如板式摩擦减震装置、弹塑性减震装置（如软钢减震装置（装置（如油减震装置、电（磁）感应式减震装置。此外根据受力形式分类：弯曲型减震装置（如弯曲梁减震装置、剪切型减震装置（粘弹性减震装置（如扭转梁减震装置（减震装置、弯剪型减震装置（如弯剪型铅合金减震装置。（2）减震装置选择原则减震装置选择原则如下：烈度和安装等因素，经技术、经济和使用条件综合比较确定；减震装置主要包括速度型（包括线性和非线性、位移型等，其中速度型减震摩擦减震装置等；减震装置的强度、刚度、滞回性能应满足抗震要求；减震装置应具备良好的变形能力和耗能能力；减震装置应具有良好的耐久性和环境适应性；30%以上。目前世界上已经应用的减震技术较多，在电气设备上应用的主要有金属减震器、橡胶垫减震器。减震装置主要类型橡胶减震器航空器a）橡胶具有高弹性和黏弹性；b）橡胶的冲击刚度大于动刚度，动刚度又大于静刚度，有利于减少冲击变形和动态变形；应力-应变曲线（，可通过配方设计调整之；橡胶为不可压缩性材料（泊松比0.5橡胶形状可以自由选择，硬度可以通过配方设计加以调整，可以满足不同方向的刚度和强度的要求。分类根据不同的使用条件，橡胶减震器件可以设计成多种类型。目前最常用的主要有以下十余种。a）JPb）JPZ减震器：主要用于宇航及航空仪器仪表。c）JPZd）JG空压机、冷冻机、水泵及精密仪器仪表装置。e）Zf）6JX型防冲击减震器：用于船舶、车辆及其他动力机械等。g）6WN型内燃机车减震器：用于内燃机主机。h）“31‘型橡胶减震器：用于船舶主机和电子秤。i）SH型双板式减震器：用于船舶机械和设备。j）JV型圆柱弹簧减震器：用于各种仪器仪表。k）YU型圆筒形减震器：用于船舶主机、辅机及其他设备。l）WJ橡胶减震器：应用十分广泛，可承受任意方向的载荷。m）YXN、XN橡胶扭振减震器：用于汽车发动机曲轴系统。通过调研西安达盛，互感器、避雷器类橡胶减震器支座规格如下表所示：表3.2-1 胶震格参列表规格型号XKP250*250*31XKP300*300*31XKP350*350*31XKP500*500*31规格型号XKP250*250*50XKP300*300*50XKP410*330*31XKPΦ420*31规格型号XKPΦ254*25XKPΦ310*30XKPΦ325*31XKPΦ360*31注：以上产品为部分规格，可按照用户要求定做。单位：mm优点橡胶配方和强度的要求;c)弹性模量比金属小得多，可产生较大弹性形变;d)没有滑动部分，易于保养;e)质量小，安装和拆卸方便。f)冲击刚度高于静刚度和动刚度,有利于冲击变形。金属减震装置并能在不拆卸设备的条件下简便更换，其主要性能参数如下表所示。表3.2-2 震置型号参列表减震装置类型减震器型号屈服力kN屈服前刚度kN/mm等效阻尼比/%铅合金减震装置SGDP105~1580-12020-40SGDP2015~3080-12020-40SGDP2520~3580-12020-40SGDP3025~4080-12020-40SGDP3530~4580-12020-40SGDP4035~5080-12020-40SGDP4540~5580-12020-40SGDP5045~6080-12020-40SGDP6055~7080-12020-40SGDP7080~9580-12020-40SGDP8090~10580-12020-40其它减震装置同济大学在特高压抗震方面也进行了许多研究，其中减震方面的研究成果主要如下：±800kV阻尼器连接件将阀塔底部与地面拉结的方案对换流阀进行位移控制。于提供阻尼并调节下拉杆件的刚度。图3.2-11张拉绝缘子及弹簧–阻尼器连接件示意图±800kV特高压直流穿墙套管采用弹簧摩擦型阻尼器减震图3.2-12阻尼器布置方案图3.2-13阻尼器构造±800kVT型旁路开关的根144螺栓孔上。钢丝绳阻尼器采用，液压阻尼器采用线性粘滞阻尼器。图3.2-14减震支座示意图图3.2-15钢丝绳阻尼器示意图减震装置主要设计方案算以及减震效率计算分析。设防烈度以下地震作用的变形验算和抗震承载力验算的稳定运行。阶段。（DL/T5352-2006）即设备在设防烈度以下地震作用的荷载组合（地震作用、恒载、活载、0.25）（产生的应2.5，见公式 p0 2.5（3.2-1）式中：0——计算应力(MPa)；p——破坏应力(MPa)。设防烈度地震作用下的抗震强度验算和减震效率验算在设防烈度地震下，减震装置发挥变形耗能作用，而电气设备本体对电气设备的地震作用计算时，减震装置附加给结构的阻尼，可按下式（3.2-2）估算：Wh/(4Wj)（3.2-2）式中：——减震结构的附加阻尼比；Wh——减震装置在结构预期位移下往复一周所消耗的能量(N.m)；Wj——设置减震装置的结构在预期位移下的总应变能(N.m)。求出结构的等效阻尼和等效刚度后，并通过静力法或动力分析法等抗震分析方法求出结构的地震作用，获得电气设备结构的内力。（GB50260-96）的强度要求，即（1.67（3.2-30

p1.67（3.2-3）式中：0——计算应力(MPa)；p——破坏应力(MPa)。（3.2-430%以上。1ab（3.2-4）式中:——减震效率；a——设备有减震装置动力响应的内力或应力(N或N.m或MPa)；b——设备无减震动力响应的内力或应力(N或N.m或MPa)。1）橡胶减震器式设备在垂直方向上的地震响应，效果较差。图3.2-16橡胶减震器图3.2-17 Alstom在套法兰底之安橡减震器铅合金减震器6050060%各电压等级的不同类别的支柱类电气设备，该类减震装置均可实现针对性的定制化设3.1-8。图3.2-18铅合金减震器方案1000kV1000kV1000kV1000kV感器、避雷器均采用加装铅合金减震器方案。向心式摩擦型减震装置3.2-193.2-20500kV1000kV40%0.3~0.4图3.2-19向心式减震装置布置图3.2-20（装置3.2-21~3.2-2320132500kV20176220kV60%。图3.2-21 摩阻减器实图图3.2-22 摩阻减器结图图3.2-23 摩阻减器应于500kV避雷减震云南电网110kV阿里塘变电站采用了该摩擦阻尼减震器方案。常用的摩擦阻尼减震器力学性能参数如下表。型号加载刚度N/mm卸载刚度N/mm起滑力N等效粘滞阻尼系数N/mmSEDR805760190812000240.75EDR705231173311000218.66EDR633931130210000164.33EDR55319710599200133.65EDR4825968608000155.05EDR4222447437600133.98粘滞阻尼器组合式减震装置由德国西门子研发，安装布置与上述两种不同，该减震装置支架与基础间，减震装置由粘滞耗能的阻尼器和弹簧构成，其中粘滞阻尼器用以吸收耗散地震动能量，弹簧用以连接支架与基础。目前仅用于西门子自身电气设备中。图3.2-19粘滞阻尼器组合式减震装置布置图减震装置安装方案（1）铅合金减震器安装在电气设备底部与支架顶板之间图3.2-20 连板电设备座接接减器安详图在支架顶板和电气设备之间安装有两块附加过渡板（上连接板和下连接板、一块支撑垫块和一定数量的减震器。板单独与减震器进行安装，之后再将电气设备与上连接板相连接，从而完成安装工序。1）第一种工序：是上连接板与电气设备底板焊接或螺栓连接好之后，然后安装减震器。a）先安装电气设备的支架，调整完好。b）下连接板在支架顶端定位调整好，然后将支架的顶端与下连接板焊接。c）在上下连接板的正中位置有一块支撑垫块，通常支撑垫块的下端与下连接板进支撑着上连接板。2。将与上部电气设备安装好的上连接板连同电气设备，放置在支撑垫块上，上下连接板的孔径位置正对中后，然后进行调平。安装减震器，减震器安装下螺母至底端后，由下向上穿过下连接板的通孔，再规范。最后预紧减震器上下螺母。所有减震器安装完成后，再次检查减震器顶部螺栓与上下螺母的预紧力。2）第二种工序是上连接板单独与减震器进行安装，之后再将电气设备与上连接板相连接，从而完成安装工序。a）先安装电气设备的支架，调整完好。b）下连接板在支架顶端定位调整好，然后将支架的顶端与下连接板焊接。c）在上下连接板的正中位置有一块支撑垫块，通常支撑垫块的下端与下连接板进支撑着上连接板。将上连接板放置在支撑垫块上，上下连接板的孔径位置正对中后，然后进行调平。安装减震器，减震器的上部由下向上穿过下连接板的通孔，减震器的顶端顶到标高，要求标高尽量一致。减震器的顶部有内螺纹孔径，螺栓从上向下穿过上连接板与减震器的内螺纹孔计手册》等国家有关的标准、规范。在初步调平减震器之后，就要在上连接板上焊接或螺栓连接电气设备的底板，垫块与上下连接板之间没有空隙且能保持上连接板的水平即可。之后，可以略微松开减震器的夹在下连接板之间的上下螺母，这样可以防止焊掉，调平上连接板，再次将减震器的上下螺母拧紧。(2)减震器安装在支架底部与基础之间图3.2-21在电气设备支架与基础之间布置减震器安装详图在电气设备支架的下部，加装一块附加底板、一块支撑垫块和一定数量的减震器，安装详图如图3.2-21。安装工序如下。a）在基础局部凸出的顶面，预埋一块钢板。b）在预埋的钢板上焊接一块支撑垫块。在电气设备支架底部安装一块附加底板。将加装附加底板的整个电气设备，放置在支撑垫块上，附加底板的预留孔径对中基础中预埋螺栓的位置，调平。在调平后的附加底板上安装减震器，减震器与预埋螺栓螺纹咬合，且伸入基础20mm螺栓浇灌在基础里。隔震器选择隔震技术是通过“以柔克刚，隔震耗能”的途径，采用隔震、消能等方法，达到隔离地震反应的目的。（或（位移隔震装置分类及选择原则（1）隔震装置分类常规隔震装置按照结构形式可分为橡胶类隔震装置、滑动类隔震装置、滚动类隔震装置和摇摆类隔震装置。橡胶类隔震装置隔震装置。铅芯在塑性变形时产生的迟滞阻尼可以大幅度提高橡胶隔震装置的耗能能20%-30%在通过硫化提升材料本身耗能能力，此类装置称为高阻尼橡胶隔震装置。①叠层橡胶支座（LNB）叠层橡胶支座由薄板橡胶和薄钢板交替结合而成.叠层橡胶支座可以发生较大的水2080～905.12得到了大量的应用。附录三列出部分叠层橡胶支座的规格及性能参数。②铅芯橡胶支座（LRB）99.9%（3.21有较好的抗疲劳性能，因而支座具有较强的耗能能力，滞回曲线见图3.3-2所替代。附录二列出部分铅芯橡胶支座的规格及性能参数。图3.3-1铅芯橡胶支座图3.3-2铅芯橡胶支座滞回曲线滑动类隔震装置①聚四氟乙烯支座聚四氟乙烯支座是利用不锈钢与聚四氟乙烯材料之间存在的相对较低的滑动摩擦为了弥补上述缺点，国外提出了采用回弹滑动支座，摩擦摆支座等隔震系统。②回弹滑动支座间的摩擦系数和中央橡胶核的直径能达到较好的隔震性能。③摩擦摆支座滑动面在下部结构发生地震位移时，由于上部结构的重力及圆弧形的下底板滑动面设良好的经济效益和很好的减震效果。PTFE支承材料关节式摩擦滑块图3.3-3摩擦摆支座

镀铬钢球形曲面滚动类隔震装置置的尺寸，后有学者在滚球表面覆盖了特殊阻尼材料，以提高隔震效率。摇摆类隔震装置人类第一次发现摇摆行为可以有效降低地震反应，是在1960年智利大地震中，有力学性能。（2）隔震装置选择原则隔震装置选择原则如下：隔震装置需要具备较大的竖向刚度和较小的水平刚度。这样既可以满足上部较大的竖直向自重荷载，又能满足水平向的隔振效果。合理选取阻尼比：过大的阻尼比，虽然可以降低设施本体的位移反应，但是本体的加速度反应反而增大，隔震装置效果会降低。隔震装置需要具备一定的抗拉能力：当有较大的竖向地震作用或设备本体产生较大摇摆等情况下，隔震装置会受拉，因此隔震装置需要具备一定的抗拉强度。隔震装置具备正常工作下的稳定性：满足正常工作运行下，能承受风荷载、导线荷载或检修荷载下，安装有隔震装置的电力设施没有明显的变形或晃动。隔震装置的使用寿命和维护：隔震装置的使用寿命应该高于设备本体的使用寿命，维护简单，易拆装。隔震装置主要规格（1）变压器\电抗器类橡胶隔震支座规格具体特点，确定是否包含铅芯（铅芯主要提高阻尼力，增加阻尼系数。型号设计面压MPa水平屈服力kNγ=50%水平性能γ=250%水平性能竖向刚度kN/mm容许水平位移mm等效刚度kN/m等效阻尼比屈服前刚度kN/m屈服后刚度kN/m等效刚度kN/m等效阻尼比屈服前刚度kN/m屈服后刚度kN/mLRB3001224.0210601580307500750687145240524120016550%600mm250%时的600mm100%时的水平刚度和等效粘滞阻尼比。（2)弹簧隔振器型号前在天山桥换流站中采用的型号主要为GP-4.0-2513/33，GP-6.0-2513/33GP-8.0-2513/33。（3）滑移摩擦摆支座目前国内主要是同济大学同济大学建筑结构研究所研究的滑移复摩擦摆支座。隔震装置主要设计方案5图3.3-4铅芯阻尼橡胶隔震装置布置图750kV器隔震项目等工程。菏泽等特高压变电站中。同济大学针对变压器类电气设备提出了摩擦摆式隔震装置，并进行了地震模拟振动台试验，该装置属于滑动类隔震装置，通过摩擦耗能降低结构地震响应。图3.3-5摩擦摆式隔震装置330kV隔震装置安装方案储存要求隔震系统中的装置本身由于要满足电气设备使用寿命长、性能要求高的特点，对支座的运输和存贮要求相对也比较高。隔震装置或限位装置运抵目的地后，存贮地必须满足场地平整，场地软弱的须先进行场地硬化。隔震装置或限位装置预埋钢棒不能直接落在地面上，可用方木支垫水平，支座须进行覆盖，严禁将隔震装置曝晒、受潮。确保隔震装置或限位装置存贮地不影响工地交通及施工并临近安装墩，避免产生多次倒运影响隔震装置使用性能。安装前检查事项隔震装置或限位装置运抵施工现场后，施工单位应对产品进行检查，检查包括以下几个方面：与安装图相符。c）附件检查：隔震装置产品检验报告和安装图纸是否齐全。安装要求平层，必须确保其强度。预埋钢板其顶面平整度误差不得超出±1mm，预埋件水平度误差不得超出±限位装置高度差不得超出±2mm，各隔震装置或限位装置之间的高度差不得超出±在工程施工阶段，禁止单个支座受力不均；隔震装置宜有临时覆盖保护，严禁尖锐物品刺伤；安装过程中应有固定措施，严禁隔震支座受拉。l00mm；在浇筑混凝土之前，再次抄测下预埋件的四角标高是否在同一水平面上，标高尽量避免碰撞钢筋，以免埋件发生位移;预埋板接触，防止人为造成预埋板位移变形;预埋件技术要求：为使构件紧密贴合，贴合面上严禁有电焊气割溅点，毛刺飞边，尘土油漆等不洁物质；材料：Q235及以上，8.8及以上高强螺栓；要求：表面完整，无缺陷；所有配件组装后，不得露出预埋板板边，且联接牢固。施工测量在施工过程中对工程施工安装质量进行跟踪检查，以便发现问题及时处理。(或柱)中心的平面位置和标高进行观测并记录；在工程施工阶段，应对隔震装置的竖向变形做观测并记录。4减隔震装置应用案例通过调研电气设备的抗震性能和减隔震器的技术性能，得出以下结论：板、橡胶和铅芯组成。主变、高抗隔震框架采用钢结构方案。GIS母线高度，从而提高设备抗震性能。（3）750kV及以上电压互感器和避雷器底座加装减震器，目前实施工程大部分采用的均为铅合金减震器。（4）设备支架与上部电气设备联合按多质点进行地震作用计算。电气设备抗震关键技术陆续应用在锡盟—山东和榆横—潍坊以及蒙西—压工程、新疆库车—750kV330kV60震装置已应用于全国56个高烈度区新建和改建或扩建变电站。已在菲律宾成功应用，具体应用案例如下：4-1（）图4-1橡胶减震装置4-2图4-2铅合金减震装置4-3图4-3（潍坊1000kV变压器）4-4,4-5（由隔而固厂家提供）图4-4（天山桥换流站电容器组）图4-5（加州电容器组，地面加速度1g）4-6，4-7（由同济大学提供）图4-6（美国变压器安装实例）图4-7（美国变压器安装实例）附录一部分筒式粘滞阻尼器规格及性能参数额定载荷（kN）阻尼系数（kN.(s/mm)a速度指数a（mm/s）备注200700.151000抗震200250.31000抗震5002000.2100抗震500800.4100抗震、抗风、桥梁8002550.2300抗震10003200.2300抗震10001800.3300抗震10001000.4300抗震、抗风、桥梁10001600.4100抗震、抗风、桥梁15001900.31000抗震15001500.5100抗震、抗风、桥梁20002500.31000抗震20005000.3100抗震20001270.41000抗震、抗风、桥梁20003150.4100抗震、抗风、桥梁25003150.31000抗震25001600.41000抗震、抗风、桥梁25003960.4100抗震、抗风、桥梁25002500.5100抗震、抗风、桥梁30007500.21000抗震300012000.2100抗震30005400.3300抗震3000950.51000抗震、抗风、桥梁400010050.3100抗震40001250.51000抗震、抗风、桥梁第第58页第第59页附录二部分隔震橡胶支座规格及性能参数隔震橡胶支座（铅芯橡胶支座LRB)型号LRB300LRB350LRB400LRB500LRB550LRB600LRB650LRB700LRB800LRB900LRB1000LRB1100LRB1200橡胶剪切弹性模量G6MPa0.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.55产品结构有效直径mm300350400500550600650700800900100011001200产品外径mm310370420520570620670720820920102011201220支座裸件高度mm106132132164180185202185232260279295297连接板尺寸长、宽*厚度mm□400*16□450*18□500*22□600*20□670*20□720*22□770*25□820*25□920*30□1020*32□1120*35□1220*40□1320*45支座总高度支座+连接板mm138168176204220229252235292324349375387预埋板尺寸长、宽*厚度mm□400*5□450*5□500*5□600*5□670*5□720*5□770*5□820*5□920*10□1020*10□1120*10□1220*10□1320*10第二形状系数5.515.125.875.426.385.936.206.617.147.55设计荷载15MPaKN1060144218842944356242394975577075369538117751424816956竖向性能竖向刚度KN/mm990125216981855223926983092346243305171647479729261极限拉伸强度MPa1111111111111屈服力KN24.022.640.262.876.090.4106.1123.1160.8203.5251.2304.0361.7屈服后刚度KN/m57163378887396111041216154215971685199925443128100%水平性能等效水平刚度KN/m101794213171460160618462012242325352799331941054916等效阻尼比%25.520.125.026.326.326.326.027.327.727.3变形能力极限位移%300300300300300300300300300300300300300隔震橡胶支座（无铅橡胶支座LNR)型号LNR300LNR350LNR400LNR500LNR550LNR600LNR650LNR700LNR800LNR900LNR1000LNR1100LNR1200橡胶剪切弹性模量G6MPa0.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.550.55产品结构有效直径mm300350400500550600650700800900100011001200产品外径mm310370420520570620670720820920102011201220支座裸件高度mm106132132164180185202185232260279295297连接板尺寸长、宽*厚度mm□400*16□450*18□500*22□600*20□670*20□720*22□770*25□820*25□920*30□1020*32□1120*35□1220*40□1320*45支座总高度支座+连接板mm138168176204220229252235292324349375387预埋板尺寸长、宽*厚度mm□400*5□450*5□500*5□600*5□670*5□720*5□770*5□820*5□920*10□1020*10□1120*10□1220*10□1320*10第二形状系数5.515.125.875.426.385.936.206.617.027.41设计荷载15MPaKN1049143218732933355142284964575575179514117461421216914竖向性能竖向刚度KN/mm957111817301924235124272803354439215003629075648788极限拉伸强度MPa1111111111111100%水平性能等效水平刚度KN/m587637834926101912711365159516951993236427583177等效阻尼比%5.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.05.0变形能力极限位移%300300300300300300300300300300300300300第60第60页第61第61页（LRB)型号LRB300LRB350LRB400LRB500LRB550LRB600