±1200 kV特高压直流穿墙套管抗震性能分析北大核心CSCD

为评估特高压穿墙套管的抗震性能,建立了某型1200 kV特高压穿墙套管仿真模型,针对该模型进行了动力特性分析,并通过时程计算方法获取地震下穿墙套管的加速度、位移及应力响应,分析其加速度放大系数以及根部应力峰值。基于结构地震响应研究了谱放大系数曲线及其峰值影响因素,进一步分析了法兰加劲肋和安装板厚度对地震响应的影响。研究表明:在地震波反应谱平台段内,穿墙套管顶部加速度存在明显放大效应,轴向谱加速度放大系数峰值出现在安装板面外变形模态频率附近。法兰加劲肋的设置可有效降低穿墙套管轴向加速度峰值,并减小安装板和法兰根部的应力峰值。随着安装板厚度的增加,穿墙套管轴向加速度峰值和安装板的应力峰值均减小,且随着板厚越大降低幅度逐渐平缓。     

基于汶川和芦山地震的沙牌坝址地震动输入研究

结合汶川地震和芦山地震后不同研究者给出的震源、传播路径和场地效应等相关参数,依据汶川地震中茂县地办(051MXT)台站和芦山地震中沙牌拱坝坝肩的基岩记录,采用随机点源方法和随机有限断层法经反复试算修正模型参数,重建汶川地震中沙牌坝址极端地震动的峰值加速度为262 cm/s2,平均加速度放大系数谱接近修编规范中场地类别为I0的标准设计反应谱。     

基于MATLAB的数值模拟地震动加速度时程研究

为研究地震波在各种场地下的动力特性,以MATLAB软件为研究平台,通过采用三角级数叠加法,数值模型了典型地震烈度下各场地地震加速度时程。研究表明:在相同的地震烈度条件下.随着场地类型等级的增大,地震加速度峰值持续时间增加;在相同的场地类型条件下,地震烈度大的地震加速度峰值要偏大些。     

碎石土-基岩斜坡桩基参数m值影响因素研究

四川输电线路经过的山区斜坡场地中,碎石与破碎基岩分布普遍,斜坡桩基碎石土与破碎基岩水平抗力系数的比例系数m值取值是陡峻边坡输电线铁塔桩基设计中亟待解决的问题。根据输电线路实际走线中常见的地形地貌和碎石土-破碎基岩等场地条件,应用FLAC3D数值分析软件建立斜坡桩基概化模型,探讨斜坡坡度、桩径、嵌岩深度对桩基抗力系数比例系数m值的影响,并对斜坡地基m值取值方法进行了建议。研究表明:桩顶位移较小时地基岩土m值随坡度增大而减小,随桩径、嵌岩深度增大而增大。故对位于斜坡输电线路铁塔进行桩基设计时,m值取值应考虑上述因素的影响,适当折减或不折减。     

考虑深厚覆盖层结构特性的场地地震反应分析研究

复杂深厚覆盖层的存在,使得从底部基岩输入的地震波在向上传播至结构-地基系统建基面时,地震动特性发生明显改变,进而显著影响其上修建结构的地震反应特性。本文针对峡谷区土石坝复杂深厚覆盖层场地条件,建立能够考虑覆盖层结构性沿竖直和水平方向都变化的场地地震反应分析模型,采用基于有效应力法的有限元分析方法,研究覆盖层结构特性对其地震动特性的影响规律。研究表明:河谷基岩地形条件、覆盖层的厚度、水平向上土层结构性变化、软弱层的存在以及场地上新建土石坝结构等,均会对覆盖层的地震动特性产生明显影响;覆盖层结构性对其地震动特性的影响规律相对复杂,覆盖层不仅使得地震动幅值显著变化,也使得输入地震动的频谱特性发生明显改变。     

特高压电抗器-套管体系抗震性能及本体动力放大作用计算方法研究

电抗器是重要的变电站设备,在地震中会遭受各种形式的破坏,其中瓷质套管的损坏尤为常见。该文通过特高压电抗器-瓷质套管体系缩比模型振动台试验,研究了其在不同地震波输入时套管的地震响应,分别得到了不同工况下套管的加速度响应、位移响应和应变响应,分析了套管加速度峰值放大系数、位移峰值和应变峰值,评价了其抗震性能。建立了与试验相一致的数值仿真分析模型,通过频率、套管根部应力和套管顶端相对位移的比较,验证了数值分析模型的有效性,同时分析了特高压原型电抗器的抗震性能。之后对特高压电抗器-套管体系本体地震动力放大作用展开研究,提出以应力峰值为参量的本体对套管地震动力放大作用的放大系数计算方法。     

±800 kV换流变压器-套管体系的抗震性能

为研究±800 kV特高压换流变压器抗震性能,依据某工程中的换流变压器,通过精细化有限元分析,计算了该设备在地震作用下关键部位的位移、应力以及加速度响应,分析了其器箱壁、箱壁升高座以及套管升高座对套管的动力特性以及放大系数的影响。结果表明,特高压换流变压器在地震作用下,套管竖向位移响应明显,顶部竖向位移达387 mm。套管根部加速度、位移及顶部位移放大系数存在较大差异,3者比值为1:2.18:0.55。另外,在地震波反应谱平台段内,套管根部加速度放大系数均大于规范推荐值2。箱壁及升高座能降低套管频率,增大其地震响应;套管顶部位移较大,可能造成设备间牵拉破坏;套管应力、加速度及位移放大系数不一致,在单独考核套管抗震性能时应分别考虑。     

±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。     

± 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。     

山区输电线路铁塔岩石锚杆基础勘测方法

随着岩石锚杆基础在山区特高压输电线路工程中应用的逐步推广,其在工程项目总体经济效益、施工周期、环境保护及安全生产管理等方面已渐显优势。但其对以工程地质调查方法为主的注重于查明场地稳定性为主要任务的传统山区输电线路勘测方法提出了更高要求,即更加重视查明场地地基条件,尤其是场地下伏基岩的坚硬程度和完整程度。本文介绍一种以适合于山区输电线路工程场地的轻便型勘探手段为主、辅以工程地质条件精细化描述和勘测过程控制信息化管理的勘测方法,以期能对提高拟选山区输电线路铁塔岩石锚杆基础场地勘测成果的可靠度起到一定作用     

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。     

±800 kV干式平波电抗器抗震性能分析

为了研究平波电抗器在地震下的动力响应以及设备耦联对地震响应的影响,文中采用Abaqus有限元软件对一典型±800 kV干式平波电抗器进行仿真模拟和模态分析,选取符合场地需求谱的三组地震波进行了地震响应计算,分析电抗器本体顶部加速度峰值、顶部相对位移峰值以及下部支撑绝缘子的根部应力峰值。重新建立双电抗器“T”型耦联模型,采用同样的地震波输入并提取地震响应峰值与单体响应结果对比,研究了耦联对电抗器地震响应的影响。研究发现在0.2 g地震波下,电抗器本体顶部加速度峰值均值达到2.34 m/s^(2),顶部相对地面的位移最大达到152.97 mm,根部应力峰值均值为22.88 MPa。耦联后电抗器本体顶部两个水平方向加速度峰值均有所降低,在耦联方向上顶部相对地面位移有所降低,而垂直于耦联方向的水平方向上的相对地面位移反而有所提高,耦联对电抗器支撑绝缘子根部应力峰值影响不大。工程中可采用各类减震隔震措施对电抗器特定方向的动力响应进行控制,以保证电抗器在地震下的结构安全。     

高挡墙混合坝动力反应分析

某抽水蓄能电站上水库主坝由于特殊的地形条件采用了高挡墙混合坝方案，本文对该坝进行了有限元动力反应分析，给出了坝体的震动响应加速度和残余变形，探讨了基岩、库水、下游坡度几个因素对坝体加速度放大系数的影响，得到了一些有益的认识。     

山区典型地形雷击地闪密度分布差异研究

地闪密度是各项防雷设计的基础参数,研究一定范围山区内不同地形地闪密度分布的差异可以获取更准确的山区地闪密度分布图。文中首先定义了表征山区不同地形落雷密集程度的落雷分布系数这一概念,利用电气几何模型(EGM)中的击距理论推导了山顶、山谷、山脚地区的落雷分布系数理论计算公式。然后对比了山区典型地形落雷分布系数理论计算公式的差异,研究了不同因素对山区典型地形落雷分布系数的影响。最后利用某省不同地区10年的雷电定位系统数据做了实例验证。研究结果表明:山顶地区地闪密度大于山谷、山脚地区地闪密度;山体坡度越大不同地区的地闪密度差异越明显;50%雷电流幅值越大的地区地闪密度差异越明显;地形宽度变大地闪密度差异逐渐减小并趋于稳定。     

高速表贴式永磁转子强度等效计算与分析

永磁体在高速运转的情况下需要通过外装护套,减少永磁体承担离心力引起的拉应力,防止永磁体损坏。针对表贴式高速永磁电机双层护套转子强度问题,根据弹性力学,推导出受温度影响的高速永磁转子强度解析公式,并且用有限元方法验证分析,结果表明两种方法结果一致,解析法能准确计算三种运行工况下非导磁金属护套、碳纤维护套、永磁体、转子铁心的应力和形变位移量。并且进一步分别研究了两种护套厚度、永磁体厚度 、铁心内径的变化对强度的影响,总结了表贴式高速永磁电机双层护套转子强度变化规律。     

川藏联网工程复合材料电气设备地震模拟振动台试验研究

复合材料电气设备由于其具有质量小强度高的材料特点,已在部分变电站内推广应用,但对于复合材料电气设备的抗震性能,尤其对于其真型设备的地震模拟振动台的试验研究,各国学者研究较少。依托于川藏联网工程,在总结国内外复合材料电气设备抗震研究成果的基础上,结合我国已有电气设备抗震研究成果,开展了适用于复合材料电气设备抗震性能评估方法的研究,确定了复合材料电气设备振动台试验输入波形、波形峰值加速度以及设备抗震能力判定原则,采用此方法对800 kV高抗套管、220 kV GIS外绝缘套管、110 kV及220 kV避雷器分别进行地震模拟振动台试验,得到了设备的动力特性和地震响应。由试验结果可以看出,参与试验的复合材料电气设备应力均满足设计基本加速度为0.4 g的抗震要求。     

On Seismic Response of Substation Equipment and Application of Base Isolation to Transformers

This paper presents seismic performance of electric substation transformers, and discusses advantages and considerations in the use of base isolation as a viable hazard mitigation option. Substation transformers and bushings are the most critical elements within the power delivery system and their performances during past earthquakes in the U.S. and abroad have not been satisfactory. Finite-element analyses indicate that the interaction between these two critical elements has a significant effect on seismic vulnerability of substations. In light of dynamic characteristics of this equipment, base isolation can be very effective in mitigating this adverse interaction. Furthermore, due to high-inertia reduction, base isolation can also have beneficial effects on the long-term longevity of transformers and on foundation performance during seismic events. Larger displacement demand and uplift, however, are issues that must be considered in the application of base isolation. Through an actual case study (433.3-MVA transformer in a high-voltage substation), a simplified model of the transformer bushing will be developed and the results of fixed base case and base isolated case are compared. Moreover, design concepts will be investigated that will demonstrate larger displacement can be accommodated; and that considering transformer geometry, peak ground acceleration, amount of inertia reduction, and isolator's friction coefficient for this transformer uplift is not an issue.     

模块化微型桩钻机的研制及工程应用

目前,山区输电线路基础施工以人工挖孔工艺为主,存在施工效率低、安全风险高的问题,不能满足日趋严格的电力安全生产要求。文中根据20余年的旋挖钻机生产经验,结合山区地形复杂、运输困难、岩石抗压强度大等施工痛点,研制出重量轻、拆装简单、入岩能力强的山地模块化微型桩钻机,并根据山区“土薄,岩厚且硬”的地质特点,提出了相应的施工工艺,初步解决了实际的施工难题。所研发的山地模块化微型桩钻机,不仅提高了山区输电线路工程中基础施工的机械化程度,而且为山区电力线路工程施工提供了技术和工艺参考。     

火电厂主厂房纵向框架结构的抗震性能试验研究

为了探讨主厂房纵向框架结构抗震性能,采取有效的补强措施,按8∶1 制作了火电厂主厂房纵向框架结构模型,进行了模拟动力试验。试验以电液伺服加载器模拟地震作用下的试验加载系统,由计算机按矩阵方程式(2) 发出的施加位移量指令进行控制,并完成试验数据的采集、整理工作。试验结果表明: (1) 在EL - cent ro 地震波作用下,结构的屈服顺序为:剪力墙根部—梁的端部—柱的根部,且结构的大部分抗震作用将由剪力墙承担,因此剪力墙的屈服强度对结构的承载能力和变形影响很大。(2) 在加速度峰值4 m/ s2 时,剪力墙根部裂缝开裂得最为严重。在随后的几个阶段中,随着加速度的增大,荷载的增幅仅约为15 %,而结构位移的增幅却高达约200 %。