一种用于瓷柱型电气设备减震的混合控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于瓷柱型电气设备减震的混合控制装置，包括隔震支座和多重调谐质量阻尼器(MTMD)两个子部分。瓷柱型电气设备的底端安装在所述隔震支座上，所述MTMD安装在瓷柱型电气设备的顶端。本发明专利技术基于基础隔震技术和MTMD减震技术，通过混合控制，其减震幅度和减震稳定性远超现有瓷柱型设备减震技术。本发明专利技术减震原理清晰，减震效果显著，对各种不确定性具有良好的鲁棒性。基础隔震可以改变地面传递至设备的地震动的频谱特性，使得传递至上部的频率成分相对集中，增加顶部MTMD减震效果的同时，降低MTMD对地震动成分的敏感程度；和基础隔震单独作用相比，MTMD的运用可以降低设备地震动作用时的位移响应，克服基础隔震对长周期成分丰富的地震动减震效果差的缺点。

Mixed control device for shock absorption of porcelain column type electric equipment

The invention relates to a hybrid control device used for shock absorption of porcelain column type electric equipment, which comprises two parts of a base isolation bearing and a multiple tuned mass damper (MTMD). The bottom end of the porcelain column type electric device is arranged on the base of the isolation bearing, and the MTMD is installed at the top of the porcelain column type electrical equipment. The invention is based on the base isolation technology and the MTMD shock absorption technology, and the damping amplitude and the shock absorption stability are far more than that of the existing ceramic column type equipment through the mixed control. The damping principle of the invention is clear, the damping effect is remarkable, and has good robustness to various uncertainties. You can change the spectral characteristics of ground base isolation device to transfer motion, the frequency components of transfer to the upper part of the increase is relatively concentrated, the top MTMD damping effect at the same time, reduce the sensitivity of the MTMD component of the ground motion; compared with base isolation alone, the use of MTMD can reduce the displacement of the seismic response of the equipment. To overcome the base isolation for a long period of rich vibration damping effect is poor.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减震
，尤其涉及一种用于瓷柱型电气设备减震的基于隔震原理和多重调谐质量阻尼器原理的混合控制装置。
技术介绍
地震灾害具有突发性和毁灭性，严重威胁着人类的生命和财产安全。瓷柱型电气设备在电力系统中应用得非常广泛，且随着电力工业的发展，输变电设备的等级越来越高，高压电气设备尤其是超高压直流输变电设备越来越和细柔，顶部质量越来越大，对其抗震性能的要求更高。国内外的历次强震中瓷柱型电气设备震害均非常严重，确保瓷柱型电气设备在地震作用下正常工作对保障电力系统安全运行至关重要。瓷柱型电气设备地震中的损坏形式主要是绝缘子端部拉断和漏油。针对这一情况问题，国内外很多学者采取了不同的措施来提高其抗震性能。有的通过拉线加固等措施来提高侧向刚度，有的在下部支架处设置金属阻尼器来耗散地震能量，亦有采用基底隔震技术将地震动输入与电气设备隔离的；但上述装置在实际使用中仍然存在很多问题，减震效果不理想，有待进一步地改进。下面具体分析本专利技术与传统瓷柱型电气设备减震方法比较的优点。现有方法主要有拉线式减震方法、金属阻尼器减震方法、基底隔震技术减震方法、绝缘全封闭式组合电器配电装置减震方法、多重环式调谐质量阻尼器减震装置。(1)拉线式减震方法：本方法为静力加固法。通过增加多余约束来提高设备抵抗水平地震力的能力。本方法原理简单清晰，但这种加固方式在地震中容易在拉杆或拉线固定部位发生损坏，形成新的薄弱环节，同时因为拉线的安装方式和电气绝缘的要求，本方法对空间要求大。(2)铅合金减震器减震方法：通过安装铅合金阻尼减震器，改变设备的频率、增加设备的阻尼，降低设备的地震反应。目前该方法在国内已有一些应用，张雪松在文章《安装新型铅减震器的220kV断路器振动台试验》给出了这种减震器的振动台试验结果，结果表明新型铅合金减震器可以降低断路器顶部的加速度和位移，底部瓷套管最大应变可以减少50％以上。但该方法对于长周期成分丰富的地震动以及含速度脉冲的近场地震动这两类特殊地震动的减震效果相对较弱。(3)全封闭式组合电器配电装置(GIS)减震方法:与常规配电装置不同，GIS将断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、避雷器、母线等元件通过封闭式组合，加装在一个充满一定压力的SF6气体的仓内，电气绝缘可依靠仓内SF6气体保证，SF6气体同时也起灭弧介质的作用。本方法的优越性很多，占地面积小，设备布置重心低，在国内外也应用的越来越多。但GIS前期投资大，是分散式元件投资的30-40倍；且GIS组合电器一旦发生故障，后果要比敞开式变电站严重得多；同时，四氟化硫气体的泄露也会造成相应的环境等问题。(4)基础隔震方法：通过改变设备支撑条件，延长设备的自振周期，避开地震动的卓越周期段，从而降低上部设备在地震动作用下的动力响应，同时还可以通过增加铅芯等措施来耗散能量。本方法在不同领域有大量的应用实例，技术成熟减震效果也很好，但这种方法存在两个缺点，减震的同时会增大上部结构的绝对位移，对长周期成分丰富的地震动减震效果差。(5)基于调谐质量阻尼器原理的瓷柱型电气设备减震装置：本方法采用调谐质量阻尼器原理，优点是成本低，原理清晰，不像基础隔震一样增加上部位移，可以同时降低上部结构的加速度和位移响应。缺点是对地震动频率成分非常敏感，减震效果随地震动的变化而差异明显，减震装置实际控制频率和理论最优值之间可能存在偏差。(6)本专利技术为一种基于基础隔震原理和多重调谐质量阻尼器减震原理的混合控制装置。本专利技术具有基础隔震技术多重调谐质量阻尼器技术各自的优点，同时，又大大降低了各自的缺点，能够显著降低瓷柱型电气设备地震动作用时的动力响应，且对各种不确定因素均具有良好的鲁棒性。基础隔震可以改变地面传递至设备的地震动的频谱特性，使得传递至上部的频率成分相对集中，增加顶部MTMD减震效果的同时，降低MTMD对地震动成分的敏感程度，同时基础隔震使得上部设备基本振型的振型质量参与比更高，降低顶部MTMD频率失调效应的影响。和基础隔震单独作用相比，MTMD的运用可以降低设备地震动作用时的位移响应，克服基础隔震对长周期成分丰富的地震动减震效果差的缺点。和拉线加固方法相比，对设备本体干扰小，对空间要求小，不形成新的薄弱部位；和铅合金阻尼减震方法相比，减震幅度及对不同类型地震动表现出的稳定性均更好；和基于调谐质量阻尼器的减震装置相比，本专利技术减震幅度及稳定性均更好，对不同类型地震动的敏感程度更低；和叠层橡胶隔震支座减震方法及摩擦摆系统减震方法相比，本专利技术的水平绝对位移低，对长周期地震动的减震效果更好。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供了一种用于瓷柱型电气设备减震的混合控制装置。本专利技术具有良好的减震效果和减震稳定性，能够有效地防止电气设备在强震作用下的破坏。本专利技术的技术方案：一种用于瓷柱型电气设备的混合减震装置，包括减震基座、杆式调谐质量阻尼器，瓷柱型电气设备的底端安装在所述减震基座上，所述杆式调谐质量阻尼器安装在所述瓷柱型电气设备的顶端；所述减震基座包括顶层支架、底层支架、第一滑动支架、第二滑动支架、第一弹簧、阻尼器，所述顶层支架内形成有第一滑槽，所述底层支架内形成有第二滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽内均设置有所述第一弹簧和所述阻尼器；所述第一滑动支架可沿所述顶层支架的第一滑槽内滑动，所述第二滑动支架可沿所述底层支架的第二滑槽内滑动，所述第一滑槽与所述第二滑槽呈相互垂直地设置，所述顶层支架固定安装在所述第二滑动支架上；所述杆式调谐质量阻尼器包括互相垂直交叉设置的第一支架和第二支架，所述第一支架、第二支架的底端均与所述瓷柱型电气设备铰接安装，所述第一支架和所述第二支架之间设置有多块配重块和第二弹簧，所述配重块通过所述第二弹簧与所述第一支架、第二支架连接。进一步地，所述第一滑动支架具有互相平行的第一纵梁、第二纵梁，用于连接所述第一纵梁、第二纵梁的支撑梁，所述支撑梁与所述第一纵梁、第二纵梁呈垂直地设置，所述第一纵梁、第二纵梁的端部呈垂直地安装在所述顶层支架的第一滑槽内；所述第二滑动支架具有相互平行的第一横梁、第二横梁，用于连接所述第一横梁、第二横梁的连接梁，所述连接梁与所述第一横梁、第二横梁呈垂直地设置，所述第一横梁、第二横梁的端部呈垂直地安装在所述底层支架的第二滑槽内。进一步地，所述第一滑槽内设置有第一挡板，所述第二滑槽内设置有第二挡板，所述第一纵梁和所述第二纵梁分别设置在所述第一挡板的两侧，所述第一横梁和所述第二横梁分别设置在所述第二挡板的两侧，在所述第一挡板与所述第一纵梁之间、所述第一挡板与所述第二纵梁之间、所述第二挡板与所述第一横梁之间、所述第二挡板与所述第二横梁之间均设置有所述第一弹簧和所述阻尼器。进一步地，所述第一支架包括第一直杆，第二直杆，连接所述第一直杆、第二直杆的多个第一连接板，所述第二支架包括第三直杆，第四直杆，连接所述第三直杆、第四直杆的多个第二连接板，所述第一连接板与所述第二连接板垂直交叉地固定连接，多块所述配重块分别设置于所述第一连接板、第二连接板上，每块所述配重块均通过四根所述第二弹簧分别与所述第一直杆、第二直杆、第三直杆、第四直杆弹性连接。进一步地，所述第一纵梁、第二纵梁、第一横梁、第二横梁的端部均安装有推力轴承。进一步地，所述第一弹簧套装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于瓷柱型电气设备的混合减震装置，其特征在于，包括减震基座(100)、杆式调谐质量阻尼器(200)，瓷柱型电气设备(300)的底端安装在所述减震基座(100)上，所述杆式调谐质量阻尼器(200)安装在所述瓷柱型电气设备(300)的顶端；所述减震基座(100)包括顶层支架(1)、底层支架(2)、第一滑动支架(3)、第二滑动支架(4)、第一弹簧(5)、阻尼器(6)，所述顶层支架(1)内形成有第一滑槽(7)，所述底层支架(2)内形成有第二滑槽(8)，所述第一滑槽(7)、第二滑槽(8)内均设置有所述第一弹簧(5)和所述阻尼器(6)；所述第一滑动支架(3)可沿所述顶层支架(1)的第一滑槽(7)内滑动，所述第二滑动支架(4)可沿所述底层支架(2)的第二滑槽(8)内滑动，所述第一滑槽(7)与所述第二滑槽(8)呈相互垂直地设置，所述顶层支架(1)固定安装在所述第二滑动支架(4)上；所述杆式调谐质量阻尼器(200)包括互相垂直交叉设置的第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)、第二支架(14)的底端均与所述瓷柱型电气设备(300)铰接安装，所述第一支架(13)和所述第二支架(14)之间设置有多块配重块(15)和第二弹簧(16)，所述配重块(15)通过所述第二弹簧(16)与所述第一支架(13)、第二支架(14)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于瓷柱型电气设备的混合减震装置，其特征在于，包括减震基座(100)、杆式调谐质量阻尼器(200)，瓷柱型电气设备(300)的底端安装在所述减震基座(100)上，所述杆式调谐质量阻尼器(200)安装在所述瓷柱型电气设备(300)的顶端；所述减震基座(100)包括顶层支架(1)、底层支架(2)、第一滑动支架(3)、第二滑动支架(4)、第一弹簧(5)、阻尼器(6)，所述顶层支架(1)内形成有第一滑槽(7)，所述底层支架(2)内形成有第二滑槽(8)，所述第一滑槽(7)、第二滑槽(8)内均设置有所述第一弹簧(5)和所述阻尼器(6)；所述第一滑动支架(3)可沿所述顶层支架(1)的第一滑槽(7)内滑动，所述第二滑动支架(4)可沿所述底层支架(2)的第二滑槽(8)内滑动，所述第一滑槽(7)与所述第二滑槽(8)呈相互垂直地设置，所述顶层支架(1)固定安装在所述第二滑动支架(4)上；所述杆式调谐质量阻尼器(200)包括互相垂直交叉设置的第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)、第二支架(14)的底端均与所述瓷柱型电气设备(300)铰接安装，所述第一支架(13)和所述第二支架(14)之间设置有多块配重块(15)和第二弹簧(16)，所述配重块(15)通过所述第二弹簧(16)与所述第一支架(13)、第二支架(14)连接。2.根据权利要求1所述的一种用于瓷柱型电气设备的混合减震装置，其特征在于，所述第一滑动支架(3)具有互相平行的第一纵梁(31)、第二纵梁(32)，用于连接所述第一纵梁(31)、第二纵梁(32)的支撑梁(33)，所述支撑梁(33)与所述第一纵梁(31)、第二纵梁(32)呈垂直地设置，所述第一纵梁(31)、第二纵梁(32)的端部呈垂直地安装在所述顶层支架(1)的第一滑槽(7)内；所述第二滑动支架(4)具有相互平行的第一横梁(41)、第二横梁(42)，用于连接所述第一横梁(41)、第二横梁(42)的连接梁(43)，所述连接梁(43)与所述第一横梁(41)、第二横梁(42)呈垂直地设置，所述第一横梁(41)、第二横梁(42)的端部呈垂直地安装在所述底层支架(2)的第二滑槽(8)内。3.根据权利要求2所述的一种用于瓷柱型电气设备的混合减震装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴君武，柏文，宁晓晴，杨永强，
申请(专利权)人：中国地震局工程力学研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23