[发明专利]一种抗拉型隔震结构设计方法及隔震装置

说明书

本发明提供了一种抗拉型隔震结构设计方法及隔震装置，包括：基于获取的被保护设备的参数计算所述被保护设备底部在抗震设防要求下受到的等效倾覆力矩；将所述等效倾覆力矩作为所述抗拉型隔震结构抵抗所述被保护设备倾覆的等效力矩；基于所述抗拉型隔震结构抵抗所述被保护设备倾覆的等效力矩确定所述抗拉型隔震结构中隔震模块和抗拉滑动模块的组合形式；其中，所述抗拉型隔震结构包括连接板和通过所述连接板与被保护设备及基础连接的隔震模块和抗拉滑动模块。本发明采用等效倾覆力矩确定抗拉型隔震结构中隔震模块和抗拉滑动模块的组合形式，可显著提高被保护设备的抗震能力。

技术领域

本发明涉及电力设施抗震安全防护技术领域，具体涉及一种抗拉型隔震结构确定方法及隔震装置。

背景技术

由于能源基地与用电负荷分布不均，大量变电站（换流站）需建设于地震烈度高的抗震不利地区。国内外均对站内电气设备的抗震能力提出了高要求。

变电站（换流站）中存在大量的多柱式设备，如支撑式换流阀、电容器塔、平波电抗器、开关类设备等，相对于单柱设备，多柱式电气设备上部质量大，地震易损性更高。以支撑式换流阀为例，±1100kV直流工程和±500kV柔直工程换流阀重量分别达到将近20吨、90吨，若采用悬吊形式则给阀厅结构造成巨大负担，令梁、柱设计工作变得异常困难；采用支撑结构则设备底部的多支撑柱在地震作用下容易受损。目前通常只能单纯通过加强设备结构提升设备抗震能力，包括增加支撑绝缘子数量、增粗绝缘子、增加斜撑等一系列措施。但结构改动带来的成本增加较多，所涉及的设计变更及改型试验代价较大、周期较长。另外，支撑绝缘子在地震作用下具有较高的易损性，设备结构改变空间有限，对于部分地震高烈度地区，仅靠设备改型已难以满足抗震要求，亟需高效的多柱式设备隔震技术手段。变电站（换流站）中变压器类设备所采用的叠层橡胶隔震装置抗压不抗拉，多柱式电气设备重心高，在地震作用下产生较大倾覆力矩，多柱同时发生较大变形，常规隔震装置无法承受由此带来的拉力和多柱动力响应变化。

现有技术中变压器类设备的隔震技术已较为成熟，此类常规隔震装置由橡胶和钢板叠层胶粘压制制成，如图1所示。装置承压能力强而抗拉能力弱。箱体类设备重量大、重心低，在地震作用下运动趋势以平移为主，通常不需考虑设备对其底部隔震装置产生拉拔作用。该装置在竖向拥有足够的抗压强度，但其抗拉强度较低，无法承受多柱式设备地震作用下因倾覆力矩带来的拉力。多柱式设备与换流变类设备有所不同，其上部质量大、重心高，下部为多柱支撑绝缘子，地震作用下易引起较大的倾覆力矩，多柱共同动力作用产生较大拉力，常规隔震装置难以承受。

发明内容

为了解决现有的隔震装置抗拉强度较低，无法承受多柱式设备地震作用下因倾覆力矩带来的拉力的问题，本发明提出了一种抗拉型隔震结构确定方法，包括：

基于获取的被保护设备的参数计算所述被保护设备底部在抗震设防要求下受到的等效倾覆力矩；

将所述等效倾覆力矩作为所述抗拉型隔震结构抵抗所述被保护设备倾覆的等效力矩；

基于所述抗拉型隔震结构抵抗所述被保护设备倾覆的等效力矩确定所述抗拉型隔震结构中隔震模块和抗拉滑动模块的组合形式；

其中，所述抗拉型隔震结构包括连接板和通过所述连接板与被保护设备及基础连接的隔震模块和抗拉滑动模块。

优选的，所述基于获取的被保护设备的参数计算所述被保护设备底部在抗震设防要求下受到的等效倾覆力矩，包括：

基于所述被保护设备的阻尼比结合阻尼调整系数计算式计算阻尼调整系数；

基于所述阻尼调整系数、所述被保护设备中各质量单元的质量和抗震设防要求中最大地震动加速度结合地震作用力计算式计算各质量单元的地震作用力；

将所述被保护设备中所有质量单元的地震作用力和所述质量单元距地高度得到所述被保护设备底部的等效倾覆力矩；

其中，所述被保护设备包括多个质量单元。