一種用于瓷柱型電氣設備減震的混合控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于瓷柱型電氣設備減震的混合控制裝置，包括隔震支座和多重調諧質量阻尼器(MTMD)兩個子部分。瓷柱型電氣設備的底端安裝在所述隔震支座上，所述MTMD安裝在瓷柱型電氣設備的頂端。本發明專利技術基于基礎隔震技術和MTMD減震技術，通過混合控制，其減震幅度和減震穩定性遠超現有瓷柱型設備減震技術。本發明專利技術減震原理清晰，減震效果顯著，對各種不確定性具有良好的魯棒性。基礎隔震可以改變地面傳遞至設備的地震動的頻譜特性，使得傳遞至上部的頻率成分相對集中，增加頂部MTMD減震效果的同時，降低MTMD對地震動成分的敏感程度；和基礎隔震單獨作用相比，MTMD的運用可以降低設備地震動作用時的位移響應，克服基礎隔震對長周期成分豐富的地震動減震效果差的缺點。

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.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及減震
，尤其涉及一種用于瓷柱型電氣設備減震的基于隔震原理和多重調諧質量阻尼器原理的混合控制裝置。
技術介紹
地震災害具有突發性和毀滅性，嚴重威脅著人類的生命和財產安全。瓷柱型電氣設備在電力系統中應用得非常廣泛，且隨著電力工業的發展，輸變電設備的等級越來越高，高壓電氣設備尤其是超高壓直流輸變電設備越來越和細柔，頂部質量越來越大，對其抗震性能的要求更高。國內外的歷次強震中瓷柱型電氣設備震害均非常嚴重，確保瓷柱型電氣設備在地震作用下正常工作對保障電力系統安全運行至關重要。瓷柱型電氣設備地震中的損壞形式主要是絕緣子端部拉斷和漏油。針對這一情況問題，國內外很多學者采取了不同的措施來提高其抗震性能。有的通過拉線加固等措施來提高側向剛度，有的在下部支架處設置金屬阻尼器來耗散地震能量，亦有采用基底隔震技術將地震動輸入與電氣設備隔離的；但上述裝置在實際使用中仍然存在很多問題，減震效果不理想，有待進一步地改進。下面具體分析本專利技術與傳統瓷柱型電氣設備減震方法比較的優點。現有方法主要有拉線式減震方法、金屬阻尼器減震方法、基底隔震技術減震方法、絕緣全封閉式組合電器配電裝置減震方法、多重環式調諧質量阻尼器減震裝置。(1)拉線式減震方法：本方法為靜力加固法。通過增加多余約束來提高設備抵抗水平地震力的能力。本方法原理簡單清晰，但這種加固方式在地震中容易在拉桿或拉線固定部位發生損壞，形成新的薄弱環節，同時因為拉線的安裝方式和電氣絕緣的要求，本方法對空間要求大。(2)鉛合金減震器減震方法：通過安裝鉛合金阻尼減震器，改變設備的頻率、增加設備的阻尼，降低設備的地震反應。目前該方法在國內已有一些應用，張雪松在文章《安裝新型鉛減震器的220kV斷路器振動臺試驗》給出了這種減震器的振動臺試驗結果，結果表明新型鉛合金減震器可以降低斷路器頂部的加速度和位移，底部瓷套管最大應變可以減少50％以上。但該方法對于長周期成分豐富的地震動以及含速度脈沖的近場地震動這兩類特殊地震動的減震效果相對較弱。(3)全封閉式組合電器配電裝置(GIS)減震方法:與常規配電裝置不同，GIS將斷路器、隔離開關、快速或慢速接地開關、電流互感器、避雷器、母線等元件通過封閉式組合，加裝在一個充滿一定壓力的SF6氣體的倉內，電氣絕緣可依靠倉內SF6氣體保證，SF6氣體同時也起滅弧介質的作用。本方法的優越性很多，占地面積小，設備布置重心低，在國內外也應用的越來越多。但GIS前期投資大，是分散式元件投資的30-40倍；且GIS組合電器一旦發生故障，后果要比敞開式變電站嚴重得多；同時，四氟化硫氣體的泄露也會造成相應的環境等問題。(4)基礎隔震方法：通過改變設備支撐條件，延長設備的自振周期，避開地震動的卓越周期段，從而降低上部設備在地震動作用下的動力響應，同時還可以通過增加鉛芯等措施來耗散能量。本方法在不同領域有大量的應用實例，技術成熟減震效果也很好，但這種方法存在兩個缺點，減震的同時會增大上部結構的絕對位移，對長周期成分豐富的地震動減震效果差。(5)基于調諧質量阻尼器原理的瓷柱型電氣設備減震裝置：本方法采用調諧質量阻尼器原理，優點是成本低，原理清晰，不像基礎隔震一樣增加上部位移，可以同時降低上部結構的加速度和位移響應。缺點是對地震動頻率成分非常敏感，減震效果隨地震動的變化而差異明顯，減震裝置實際控制頻率和理論最優值之間可能存在偏差。(6)本專利技術為一種基于基礎隔震原理和多重調諧質量阻尼器減震原理的混合控制裝置。本專利技術具有基礎隔震技術多重調諧質量阻尼器技術各自的優點，同時，又大大降低了各自的缺點，能夠顯著降低瓷柱型電氣設備地震動作用時的動力響應，且對各種不確定因素均具有良好的魯棒性。基礎隔震可以改變地面傳遞至設備的地震動的頻譜特性，使得傳遞至上部的頻率成分相對集中，增加頂部MTMD減震效果的同時，降低MTMD對地震動成分的敏感程度，同時基礎隔震使得上部設備基本振型的振型質量參與比更高，降低頂部MTMD頻率失調效應的影響。和基礎隔震單獨作用相比，MTMD的運用可以降低設備地震動作用時的位移響應，克服基礎隔震對長周期成分豐富的地震動減震效果差的缺點。和拉線加固方法相比，對設備本體干擾小，對空間要求小，不形成新的薄弱部位；和鉛合金阻尼減震方法相比，減震幅度及對不同類型地震動表現出的穩定性均更好；和基于調諧質量阻尼器的減震裝置相比，本專利技術減震幅度及穩定性均更好，對不同類型地震動的敏感程度更低；和疊層橡膠隔震支座減震方法及摩擦擺系統減震方法相比，本專利技術的水平絕對位移低，對長周期地震動的減震效果更好。
技術實現思路
本專利技術克服了上述現有技術的不足，提供了一種用于瓷柱型電氣設備減震的混合控制裝置。本專利技術具有良好的減震效果和減震穩定性，能夠有效地防止電氣設備在強震作用下的破壞。本專利技術的技術方案：一種用于瓷柱型電氣設備的混合減震裝置，包括減震基座、桿式調諧質量阻尼器，瓷柱型電氣設備的底端安裝在所述減震基座上，所述桿式調諧質量阻尼器安裝在所述瓷柱型電氣設備的頂端；所述減震基座包括頂層支架、底層支架、第一滑動支架、第二滑動支架、第一彈簧、阻尼器，所述頂層支架內形成有第一滑槽，所述底層支架內形成有第二滑槽，所述第一滑槽、第二滑槽內均設置有所述第一彈簧和所述阻尼器；所述第一滑動支架可沿所述頂層支架的第一滑槽內滑動，所述第二滑動支架可沿所述底層支架的第二滑槽內滑動，所述第一滑槽與所述第二滑槽呈相互垂直地設置，所述頂層支架固定安裝在所述第二滑動支架上；所述桿式調諧質量阻尼器包括互相垂直交叉設置的第一支架和第二支架，所述第一支架、第二支架的底端均與所述瓷柱型電氣設備鉸接安裝，所述第一支架和所述第二支架之間設置有多塊配重塊和第二彈簧，所述配重塊通過所述第二彈簧與所述第一支架、第二支架連接。進一步地，所述第一滑動支架具有互相平行的第一縱梁、第二縱梁，用于連接所述第一縱梁、第二縱梁的支撐梁，所述支撐梁與所述第一縱梁、第二縱梁呈垂直地設置，所述第一縱梁、第二縱梁的端部呈垂直地安裝在所述頂層支架的第一滑槽內；所述第二滑動支架具有相互平行的第一橫梁、第二橫梁，用于連接所述第一橫梁、第二橫梁的連接梁，所述連接梁與所述第一橫梁、第二橫梁呈垂直地設置，所述第一橫梁、第二橫梁的端部呈垂直地安裝在所述底層支架的第二滑槽內。進一步地，所述第一滑槽內設置有第一擋板，所述第二滑槽內設置有第二擋板，所述第一縱梁和所述第二縱梁分別設置在所述第一擋板的兩側，所述第一橫梁和所述第二橫梁分別設置在所述第二擋板的兩側，在所述第一擋板與所述第一縱梁之間、所述第一擋板與所述第二縱梁之間、所述第二擋板與所述第一橫梁之間、所述第二擋板與所述第二橫梁之間均設置有所述第一彈簧和所述阻尼器。進一步地，所述第一支架包括第一直桿，第二直桿，連接所述第一直桿、第二直桿的多個第一連接板，所述第二支架包括第三直桿，第四直桿，連接所述第三直桿、第四直桿的多個第二連接板，所述第一連接板與所述第二連接板垂直交叉地固定連接，多塊所述配重塊分別設置于所述第一連接板、第二連接板上，每塊所述配重塊均通過四根所述第二彈簧分別與所述第一直桿、第二直桿、第三直桿、第四直桿彈性連接。進一步地，所述第一縱梁、第二縱梁、第一橫梁、第二橫梁的端部均安裝有推力軸承。進一步地，所述第一彈簧套裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于瓷柱型電氣設備的混合減震裝置，其特征在于，包括減震基座(100)、桿式調諧質量阻尼器(200)，瓷柱型電氣設備(300)的底端安裝在所述減震基座(100)上，所述桿式調諧質量阻尼器(200)安裝在所述瓷柱型電氣設備(300)的頂端；所述減震基座(100)包括頂層支架(1)、底層支架(2)、第一滑動支架(3)、第二滑動支架(4)、第一彈簧(5)、阻尼器(6)，所述頂層支架(1)內形成有第一滑槽(7)，所述底層支架(2)內形成有第二滑槽(8)，所述第一滑槽(7)、第二滑槽(8)內均設置有所述第一彈簧(5)和所述阻尼器(6)；所述第一滑動支架(3)可沿所述頂層支架(1)的第一滑槽(7)內滑動，所述第二滑動支架(4)可沿所述底層支架(2)的第二滑槽(8)內滑動，所述第一滑槽(7)與所述第二滑槽(8)呈相互垂直地設置，所述頂層支架(1)固定安裝在所述第二滑動支架(4)上；所述桿式調諧質量阻尼器(200)包括互相垂直交叉設置的第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)、第二支架(14)的底端均與所述瓷柱型電氣設備(300)鉸接安裝，所述第一支架(13)和所述第二支架(14)之間設置有多塊配重塊(15)和第二彈簧(16)，所述配重塊(15)通過所述第二彈簧(16)與所述第一支架(13)、第二支架(14)連接。...

【技術特征摘要】
1.一種用于瓷柱型電氣設備的混合減震裝置，其特征在于，包括減震基座(100)、桿式調諧質量阻尼器(200)，瓷柱型電氣設備(300)的底端安裝在所述減震基座(100)上，所述桿式調諧質量阻尼器(200)安裝在所述瓷柱型電氣設備(300)的頂端；所述減震基座(100)包括頂層支架(1)、底層支架(2)、第一滑動支架(3)、第二滑動支架(4)、第一彈簧(5)、阻尼器(6)，所述頂層支架(1)內形成有第一滑槽(7)，所述底層支架(2)內形成有第二滑槽(8)，所述第一滑槽(7)、第二滑槽(8)內均設置有所述第一彈簧(5)和所述阻尼器(6)；所述第一滑動支架(3)可沿所述頂層支架(1)的第一滑槽(7)內滑動，所述第二滑動支架(4)可沿所述底層支架(2)的第二滑槽(8)內滑動，所述第一滑槽(7)與所述第二滑槽(8)呈相互垂直地設置，所述頂層支架(1)固定安裝在所述第二滑動支架(4)上；所述桿式調諧質量阻尼器(200)包括互相垂直交叉設置的第一支架(13)和第二支架(14)，所述第一支架(13)、第二支架(14)的底端均與所述瓷柱型電氣設備(300)鉸接安裝，所述第一支架(13)和所述第二支架(14)之間設置有多塊配重塊(15)和第二彈簧(16)，所述配重塊(15)通過所述第二彈簧(16)與所述第一支架(13)、第二支架(14)連接。2.根據權利要求1所述的一種用于瓷柱型電氣設備的混合減震裝置，其特征在于，所述第一滑動支架(3)具有互相平行的第一縱梁(31)、第二縱梁(32)，用于連接所述第一縱梁(31)、第二縱梁(32)的支撐梁(33)，所述支撐梁(33)與所述第一縱梁(31)、第二縱梁(32)呈垂直地設置，所述第一縱梁(31)、第二縱梁(32)的端部呈垂直地安裝在所述頂層支架(1)的第一滑槽(7)內；所述第二滑動支架(4)具有相互平行的第一橫梁(41)、第二橫梁(42)，用于連接所述第一橫梁(41)、第二橫梁(42)的連接梁(43)，所述連接梁(43)與所述第一橫梁(41)、第二橫梁(42)呈垂直地設置，所述第一橫梁(41)、第二橫梁(42)的端部呈垂直地安裝在所述底層支架(2)的第二滑槽(8)內。3.根據權利要求2所述的一種用于瓷柱型電氣設備的混合減震裝置...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴君武，柏文，寧曉晴，楊永強，
申請(專利權)人：中國地震局工程力學研究所，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23