本发明专利技术属于变电设备技术领域，具体为一种变电站软母线连接设备的抗震保险连接装置，本发明专利技术将软母线与设备连接处的过渡板加以延长而得到，延长部分的过渡板平面形状为两侧内凹的圆弧，过渡板最小截面处的尺寸根据与该母线连接设备的抗震能力来决定，最小截面处尺寸必须小于该母线连接设备的抗震能力允许的截面尺寸。本发明专利技术具有不影响电气功能要求，制作容易，安装方便，效果显著的优点，可广泛用于变电站中设备与软母线连接部位，能达到避免电气设备在地震作用下被软母线牵拉破坏的目的，起到保护昂贵的电气设备的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于安全变电设备
，具体涉及一种具有抗震性能的软母线设备连接装置。
技术介绍
为了满足电力要求，变电站的各种设备之间通常通过母线来连接。母线分为软母线和 硬母线两种形式。硬母线一般由铝管组成，硬母线的一端通过允许一定变形的伸縮节和设 备相连接，硬母线另一端与设备的连接是通过硬母线穿过固定于设备顶部的两个带孔的夹 具实现。虽然伸縮节最初的目的是为了适应温度变形，但在地震作用下它可以允许设备间 一定的相对位移，并能够吸收耗散地震能量。硬母线连接中的这种伸縮节有多种形式，有 依据摩擦滑动耗能的，有通过伸縮节的变形来耗能的。软母线一般由钢芯铝绞线组成，它 本身的截面尺寸较小，很容易发生弯曲压縮变形，在两侧的设备压縮软母线时，设备受到 的由母线引起的附加力比较小；但是软母线在被拉直时，很小的拉伸变形会产生很大的拉 力，这种大的拉力对于两侧的设备可能会产生非常不利的影响，特别是当软母线的这种张 力与设备自身受到的地震力方向一致的时候。汶川地震震害调查发现许多设备的破坏是 由于连接设备的母线对设备的牵拉作用所造成的。软母线与设备的连接是通过在设备顶部 伸出一小段的接线板，用铜铝过渡设备线夹将软母线端部采用螺纹或液压的方式夹住，然 后通过过渡铜板将设备连接板和铜铝过渡设备线夹釆用螺栓连接方式连接起来。对于硬母线所连接的设备体系，1999年加利福尼亚大学伯克利分校的Kiureghian等 研究了硬母线连接设备间的相互作用，变电站电气设备被建模为线性的质量分布均匀的单 自由度体系，硬母线被采用线性的质量弹簧阻尼单元来模拟，通过以上的简化来进行分析， 缺点在于没有考虑伸縮节的影响，因此是一种不准确的分析方法。他们在进一步的研究中 包括了这种伸縮节的影响，并采用不同的理论模型来描述不同伸縮节的滞回性能，这些伸 縮节包括摩擦滑块伸縮节，对称U型伸縮节，不对称的U型伸縮节、S型伸縮节等，通过 地震作用下的硬母线连接设备体系的时程分析以及与单体设备体系的响应分析，得出了这 种伸縮节的存在降低了设备间的相互作用，并对比分析了不同伸縮节的抗震性能。另外， 也有学者针对硬母线连接设备体系做了振动台的试验研究，1999年加利福尼亚大学圣地 亚哥分校的Andre Filiatrault等所进行的试验包括采用S型伸縮节、刚性摩擦滑块伸 縮节、PG&E公司提供的SEFCOR伸縮节连接的硬母线的准静态试验，用三种不同伸縮节的3硬母线连接的五对一般电气设备的振动台试验。试验中三种伸縮节都显示了稳定的滞回 性，具有不同的耗能能力，S型伸縮节通过屈服耗散能量，它在连接件中产生的力最大， 对相互连接的电气设备的动力相应产生了增大的作用，摩擦滑块通过摩擦来耗散能量，阻 尼比较大，它的阻尼很大程度上降低了相互连接的设备的动力响应。最后，采用SEFC0R 伸縮节的硬母线产生的力最小，然而，它的阻尼使得设备的动力响应要比摩擦滑块时的要 大。总之，通过这些不同形式的伸縮节，硬母线连接设备体系的地震响应并没有比单体设 备时增大很多，很多时候由于伸縮节的耗能性质降低了设备的地震响应。通过改进伸縮节 的性能，这种连接方式的抗震性能可以是比较好的。对于软母线所连接的设备体系，1999年加利福尼亚大学伯克利分校的Kiureghian等 分析了软母线连接设备间的相互作用，设备仍然是被简化为单自由度体系，采用可以伸长 的弯曲刚度可以忽略不计的索来代表柔性母线，通过Newmark等数值方法求解地震作用下 软母线连接设备体系的地震响应，缺点在于没有考虑软母线的惯性作用和弯曲刚度。2000 年Kiureghian， Sackman等在对软母线连接变电站设备的相互作用的进一步研究中，采用 有限元模型进行分析，用梁单元模拟软母线，采用拉格朗日公式来说明柔性母线的大位移。 由此得到的结果和先前试验研究结果吻合较好。考虑了柔性母线的弯曲刚度和惯性作用对 相互作用的影响，且发现柔性母线的弯曲刚度和惯性作用可以导致母线内力的很大程度的 增大，柔性母线弯曲刚度，惯性和阻尼对相互作用的影响不是很明显。他们提出了最小软 母线长度以降低这种相互作用的影响。2004年Andre Filiatrault等通过试验研究了柔 性母线连接的电气设备之间的动力相互作用，振动台试验涉及五对用三种不同柔性导线连 接的一般的变电站电气设备，其中采用三种不同的导线松弛度。在所进行的振动台试验中 有两种不同的动力反应，第一种是相互连接的设备间的较弱的相互作用，原因是导线松弛 度很大或者地面运动强度较低。第二种动力反应是设备间的较强的相互作用，原因是松弛 度较小或者地面运动强度较低，在这种情况下导线跨中观察到很大的竖向加速度。上述试验结果说明了柔性母线的松弛度会对相互作用产生比较大的影响，而这种影响 可以通过增大柔性母线松弛度的方式来允许设备间的最大位移的方式来降低，避免母线对 设备的牵拉作用。但是这种方法并不能够完全保障设备不被软母线所拉坏，原因在于软母线与设备的耦合作用，可能会出现动力失稳现象，从而引起较大的牵拉力；另一方面，由 于电力绝缘距离的要求，软母线的松弛度是有限制的。目前对于软母线与设备间的相互作 用并没有得到很好的掌握与控制。
技术实现思路
针对以上软母线连接设备体系出现的复杂的不可避免的相互作用，本专利技术提出了一种新型的软母线连接设备体系连接装置。这种连接装置结构简单，制作容易，能够在地震作 用下非常有效地避免设备与软母线间不利的相互作用，可以起到很好的抗震效果，特别是 在罕遇地震下，可以有效保护所连接的设备不被母线牵拉破坏。本专利技术提出的的连接装置，包括设备顶部的接线板，软母线端部的铜铝过渡设备线夹， 过渡板。设备顶部的接线板一般是设备出厂时自带的。铜铝过渡设备线夹一般根据软母线 的尺寸和材料特性由专门的厂家进行生产，并且这种设备线夹的生产需要遵守国家规范 GB2431-85的规定。过渡板的一端与设备顶部接线板由螺栓连接，过渡板的另一端与过渡 设备线夹由螺栓连接；过渡板的中间部分两侧为2个对称设置的半圆型凹槽。见图3所示。过渡板一端通过两排螺栓与接线板连接，过渡板另一端通过螺栓与设备线夹连接起 来。现有过渡板的长度主要是根据螺栓连接所需要的间距来确定。本专利技术提出的过渡板长 度除了需要满足螺栓连接所需要间距以外，还需要满足设置的凹槽的长度要求。凹槽的长 度等于半圆型凹槽的直径。凹槽为两个背对的半圆弧，半圆弧之间的最小距离乘以板厚即 为所需要的软母线与设备连接处的最小截面。该最小截面取决于软母线连接的设备抗震能 力，因此半圆弧的直径大小主要是通过抗震计算来确定。与现有技术相比，本专利技术的有益的效果是，通过软母线与设备连接端部的抗震构造措 施，在软母线的张力比较大，可能将电气设备拉坏之前，使得预先设计的最小截面由于达 到了材料的抗拉强度而失效断裂，因此不会由于软母线设备相互作用引起过大的软母线张 力，避免了变电站电气设备被软母线拉坏，保护昂贵的电气设备。 附图说明图1是常见的隔离开关-软母线-断路器连接图。图2是现有软母线与设备的连接方式的立面图(a)和平面图(b)。图3是本专利技术提出的软母线与设备的连接方式的立面图和平面图(b)。图4是过渡板的各个截面处的尺寸 图5是设备受力图图中标号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变电站软母线连接设备的抗震保险连接装置，其特征在于包括设备顶部的连接板，软母线端部的铜铝过渡设备线夹，过渡板，其中，设备顶部的接线板由设备自带，过渡设备线夹按国家规定制备；过渡板的一端与设备顶部接线板由螺栓连接，过渡板的另一端与过渡设备线夹由螺栓连接；过渡板的中间部分两侧为２个对称设置的半圆型凹槽。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢强，王亚非，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[]
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