电气设备的地震灾害易损性分析

目前我国电气设备易损性分析只注重变电站设备,未对输电线进行易损性分析,影响了电力网络抗震风险分析结果的精度。文章分析了电气设备易损性分析方法和易损性曲线绘制方法,并结合四川电网在汶川地震中的设备损坏情况,应用震害统计分析方法分析了变电站主要设备和输电线路杆塔结构的易损性,确定了主要电气设备的易损性曲线。分析结果可对电气设备的抗震设计、加固和维修提供决策支持,为电力网络抗震风险评估提供基础数据,为改善电力系统抗震性能提供参考。     

高压断路器的抗震性能分析

高压电瓷型电气设备的地震易损性极高,而抗震研究较少.选取一种在500 kV线路中常用的瓷柱式FS6断路器,利用有限元分析软件ANSYS对其进行自振特性分析;并用反应谱法对其进行抗震性能分析.结果表明:该设备强度可抵抗8度地震,9度时不满足强度要求.还提出了模型建立过程中应注意的问题,并提出了几点展望.为电瓷型电气设备的减隔震设计提供理论参考.     

考虑地震和材料强度不确定性的瓷柱型电气设备易损性分析

瓷柱型电气设备的损坏是地震中电力供应中断的重要原因。准确评估瓷柱型电气设备的抗震能力是评估电力系统抗震能力的重要基础。在历次强震中,瓷柱型电气设备表现较差,即使满足抗震规范要求的瓷柱型电气设备,仍然有相当部分发生了破坏,地震动的不确定性及陶瓷绝缘子材料强度的离散性是造成这一现象的重要原因。为了更准确地衡量瓷柱型电气设备的抗震性能,该文同时考虑地震动的不确定性和绝缘子强度的离散性,采用基于概率的易损性分析方法,以某型隔离开关为例,进行设备的地震易损性分析,考虑闸刀开闭、地震动类型、绝缘子强度离散程度和不同拟合函数等因素对设备地震易损性的影响。与传统的确定性方法相比,基于概率的设备易损性结果可以更准确地描述瓷柱型电气设备的抗震性能。     

考虑材料不确定性的特高压GIS瓷套管地震易损性研究北大核心CSCD

为更准确地评估材料不确定性对电气设备地震易损性的影响,以某型特高压气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)瓷套管为例,建立经过振动台试验验证的套管有限元模型,在考虑地震动不确定性的同时对材料参数随机变量进行抽样,开展地震易损性分析。对比考虑材料不确定性前后特高压GIS瓷套管地震易损性,探究材料不确定性对电气设备抗震性能与地震易损性的影响。结果表明:引入材料不确定性后特高压GIS瓷套管的地震易损性将发生小幅度改变,并且离散程度增大。在地震易损性分析过程中,地震动不确定性对套管破坏概率的影响远大于材料离散性对破坏概率的影响。从结果而言,仅考虑地震动不确定性的地震易损性分析结果已经可以满足工程应用需求。     

电瓷坯样显微结构对比研究

本文将配制的高强度电瓷配料和普通电瓷配料制成坯样 ,分析其理化性能。对烧成的试样进行了强度、晶体光学、岩相学的对比研究。结果表明 ,高强瓷以刚玉、莫来石为主晶相 ,普通瓷以石英、莫来石为主晶相。高强瓷晶粒为尺寸细小、均匀程度高 ,气孔和玻璃相含量均较普通瓷低     

特高压瓷套避雷器标准化抗震性能优化

特高压瓷套避雷器是变电站中重要的电气设备,对其基于抗震性能的标准化研究,对于提高设备抵御地震灾害能力与保障工程建设周期具有重要意义。在满足电气设备绝缘要求与厂家实际生产能力的基础上,提出了特高压瓷套避雷器抗震优化设计原则,并采用理论分析方法进行了多方案数值仿真计算,提出了较为合理的瓷套结构参数,最后针对国内主要特高压避雷器厂家产品进行了地震模拟振动台试验,验证了试验设备均可满足地震动峰值加速度0.3g抗震设防要求。研究成果确定了特高压避雷器瓷套标准化结构参数,提高了特高压避雷器抗震能力,也为其他特高压电气设备抗震优化研究提供了技术方向,最终为特高压变电站工程建设以及抗震安全性提供了有力保障。     

变电站震害分析与抗震措施的研究综述

统计近年来国内外强烈地震所引发的变电站损坏事故,重点分析变电站内建(构)筑物、电瓷型电气设备、变压器以及母线等电力设施的震害情况和破坏原因,系统地论述了变电站抗震措施的国内外研究进展,并对变电站抗震研究的发展趋势作了预测和展望。     

1100kV瓷套式避雷器减震体系抗震安全性能评估

给出了基于随机地震动模型的1100 kV瓷套式避雷器减震体系的抗震安全性能评估的方法。通过建立安装新型铅金属减震器前后1100 kV瓷套式避雷器的有限元分析计算模型,分析了该设备减震体系的动力特性。利用随机地震动模型合成的人工随机地震波对该设备及其减震结构进行了时程分析,得到其随机地震响应的均值和标准差;再根据一次二阶矩理论计算得到该减震体系的抗震安全系数和Ⅱ类场地土条件下的震害率曲线。计算结果表明:安装新型铅金属减震器后1100 kV瓷套式避雷器抗震等级可提高一级。     

高压电缆瓷套式终端故障导致瓷套管爆裂机理分析

高压电缆瓷套式终端故障导致瓷套管爆裂事故发生,对周围电气设备及人员安全造成极大影响。为了研究瓷套管爆裂机理,以目前市场上广泛运用的日式结构的高压电缆瓷套式终端为例,建立仿真模型,对高压电缆瓷套式终端故障时产生的瞬态热和高温高压等离子体对瓷套爆裂的影响机理进行分析,发现导致瓷套管发生爆裂的主要原因,最后提出了适合高压电缆瓷套式终端的防爆措施以降低终端故障引起瓷套爆裂造成次生伤害的影响。     

基于地震区划的电力系统元件损坏概率分析

电力系统元件的实际地震损坏概率是分析电气设备的抗震性能和进行网络抗震风险分析的基础。在地震区划的基础上，结合电气设备易损性曲线，引入结构震害指数的概念，建立了电力系统中变电站主要元件及架空线路在地震情况下的损坏概率分析模型。最后，采用该方法对成都电网的变电站元件及架空线路损坏概率进行计算，并与实际结果进行对比，验证了该...     

陶瓷材料断裂机理的研究

随着超高压,远距离输电系统的建立和发展,以及新型高压电器设备的应用,对高压电瓷的瓷材料的机电强度提出了愈来愈高的要求。当前,如何提高电瓷的瓷质强度和采用新型高强度电瓷已经成为高压电瓷科学研究和生产中的重要课题。为了开展这一课题,我们采用断口分析法,声发射方法     

1 000 kV瓷外套金属氧化物避雷器的抗地震设计

根据国家电网公司1000 kV特高压交流试验示范工程招标文件及技术协议中对瓷外套金属氧化物避雷器(MOA)的要求,参照有关国家标准、国际标准及文献资料,廊坊电科院东芝避雷器有限公司应用两项株式会社东芝已有运行实绩的关键技术:减震技术(装置)及高强度瓷套设计技术进行了1000 kV瓷外套MOA的抗地震设计。文章详细介绍了1000 kV瓷外套MOA抗地震设计的解析结果,对现场安装的课题进行了探讨。解析结果表明,减震技术(装置)可大幅减小瓷套根部应力(500 kV瓷外套避雷器可减小61%);应用减震技术(装置)和高强瓷套设计技术,可使1000 kV瓷外套避雷器的抗地震能力满足招标文件和技术协议的要求。     

特高压TYD1000型电容式电压互感器抗震试验研究

为了准确评估特高压电气设备的抗震能力,依据特高压电气设备的试验方法,利用地震模拟振动台对特高压TYD1000型电容式电压互感器进行了试验研究。试验过程中测量了设备多个关键部位的地震响应,包括加速度、应力(或应变),并比较分析了试验前后设备结构动力特性的变化,包括基频和阻尼的变化。结果表明:在地震波激励作用下,特高压互感器中瓷套与金属法兰之间连接的水泥胶装部位出现塑性变形或损伤,导致该设备动力特性在试验前后有较为明显的变化,设备地震响应呈现非线性变化关系。因此,对该类型设备进行抗震能力评估时,非线性特征作为1项重要因素需要考虑。     

基底隔震技术在高压电气设备中的应用

高压电气设备的绝缘部分由瓷套管组成,瓷是脆性材料,抗弯性能很差。为解决地震对高压电器设备的损害,文章将基底隔震技术应用到高压电气设备的抗震设计中,比较和分析非隔震高压隔离开关与基底隔震高压隔离开关地震时程响应结果,探讨基底隔震技术在高压电气设备抗震体系中应用的可行性。     

支柱绝缘子互连体系地震易损性分析

为了评估支柱绝缘子互连体系的抗震可靠性,需要考虑地震动输入波形和输入方向的随机性。通过讨论有限元建模与分析方法,运用概率地震易损性分析理论,得到了典型的支柱绝缘子互连体系在不同强度和不同输入方向的地震下损伤的概率。结果表明：该支柱绝缘子互连体系在八度大震下失效的概率为16.2%,对应输入方向为横向。以失效概率为评价指标的易损性分析方法,统一了电气设备抗震性能评价指标,为变电站的整体抗震可靠度评价打下了基础。     

管母线连接支柱类设备耦联体系抗震性能理论分析及试验研究北大核心CSCD

支柱类设备是变电站中的一类重要设备,具有高度大、结构柔、重心高的结构特点,通常通过母线与其他设备连接构成回路。震害资料表明,这类设备的地震易损性极高,地震作用下设备根部断裂及移位是造成变电站停运甚至电力中断的重要原因。为保障特高压变电站的稳定运行,支柱类设备及其耦联体系的抗震研究是电力设备抗震的重要部分。文中首先根据某特高压复合支柱绝缘子的结构组成参数建立了可用于支柱类设备的单体变截面梁模型和耦联体系线性弹簧模型,然后通过足尺±800 kV复合支柱绝缘子单体及管母线耦联体系的振动台试验对模型进行验证,最后基于对理论模型的参数分析,给出了文中建议的特高压支柱类设备管母线耦联体系抗震设计方法。     

硬管母联接的500kV避雷器和互感器耦联体系地震模拟振动台试验研究

国内外历次大震的震害经验表明,相互联接的电气设备具有较强的地震耦合效应,地震易损性明显。为研究互联设备的地震耦合机理,提高互联电气设备的抗震设计水平,以硬管母联接的500 kV避雷器和互感器为研究对象,采用地震模拟振动台试验手段,研究了地震动输入峰值加速度、硬管母与设备间的联接方式、滑动金具滑动槽长度等因素对回路中设备地震反应规律的影响。研究结果表明,硬管母联接使设备产生了明显的动力耦合效应,电气设备通过硬管母联接后,在管母联接方向高频设备的频率降低,低频设备的频率增高。地震动输入峰值加速度越大,滑动金具滑动槽长度越小,设备间的耦合效应越明显。在进行硬管母联接设备的抗震设计时,宜根据单体设备在地震作用下的位移估算结果设计滑动金具滑动槽长度,提出了减小设备地震耦合效应的金具滑动槽长度计算公式。     

800 kV直流场极母线回路的地震易损性分析北大核心CSCD

作为换流站中的重要组成部分,直流场极母线回路的抗震性能直接影响到特高压输电线路的安全运行。为评估某±800 kV换流站中直流场极母线回路的抗震性能,文中建立了包含众多不同种类电气设备的极母线回路有限元模型,对其进行了动力特性分析和三向地震时程分析,通过与单体设备的地震响应对比得出了回路中的抗震薄弱位置和关键设备。并采用多样条的易损性分析方法结合多元非线性回归函数最小二乘拟合得到了回路和关键设备的地震易损性曲线,分析结果显示该回路在设防烈度(地面运动加速度峰值为0.4g)地震作用下失效概率已超过90%,因此关键设备的抗震性能亟待提升。     

考虑地震作用的互联高压电气设备软母线松弛度研究

母线连接会影响互连电气设备的动力特性,并可能在地震作用时加重互连设备的震害。该文研究了用于连接互联高压电气设备的软母线的力学特性,并提出了一种考虑地震影响的软母线长度计算方法。通过ANSYS/LS DYNA软件建立与试验结果吻合的软母线有限元模型,将互连设备简化为双自由度–母线系统,以满足IEEE 693设计谱要求的人造地震动作为标准输入,根据规范最大许用拉力来计算软母线所需的长度。选取了不同场地类型的14条天然地震动记录,对两组典型互连电气设备进行了动力时程分析,验证了该母线长度计算方法的有效性。     

FA系列六氟化硫断路器用鼓形内腔灭弧室瓷套

平顶山高压开关厂从法国MG公司引进72.5～550kVFA系列六氟化硫断路器制造技术。断路器灭弧室用瓷套内腔为鼓形结构。这种结构由于内腔中部尺寸较大,保证断路器熄弧时有足够的空腔,而两端尺寸小,可以有效减轻灭弧室重量。这种瓷套的性能和几何精度要求高,制造工艺难度大,国内从未生产过。如用常规的原料配方和分节成型的传统工艺制造,是无法满足要求的。正是考虑了这个因素,平顶山高压开关厂在试制第一台样机时,从国外进口了这种瓷套。为满足国内六氟化硫断路器配套需要,我厂于一九八○年起,用了将近一年的时间,突破了高强度原料配方、整体成型工艺、瓷套耐压强度、装配几何精度等重要关键。特别是瓷套的整体成型工艺,是保证瓷套机电性能的重要环节,经过反复摸索,