一種電氣設(shè)備用自復(fù)位復(fù)合型減震器觸發(fā)力校核方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種電氣設(shè)備用自復(fù)位復(fù)合型減震器觸 發(fā)力校核方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變電站和換流站內(nèi)的支柱類電氣設(shè)備如避雷器、互感器、支柱絕緣子、開關(guān)類設(shè)備 等具有重屯、高、長徑比大、自振頻率接近地震波頻率、地震易損性較高等不利于抗震的結(jié)構(gòu) 特點。站內(nèi)設(shè)備作為"生命線工程"的重要組成部分，其抗震安全性又關(guān)系著國計民生。因 此，處于地震高烈度區(qū)的站內(nèi)重要支柱類電氣設(shè)備往往要采取安裝減震器的措施保證其抗 震安全性。
[0003]為提高減震器的可靠性，設(shè)計時應(yīng)考慮設(shè)備自重和抗震能力W設(shè)置合適的觸發(fā) 力，W保證減震器在無震或小震時不發(fā)生動作，而當震級達到威脅到設(shè)備安全時被觸發(fā)，從 而充分耗能減震。
[0004] 然而，目前尚無應(yīng)用于支柱類電氣設(shè)備減震器的有效觸發(fā)力設(shè)計校核方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]有鑒于此，本發(fā)明提供的一種電氣設(shè)備用自復(fù)位復(fù)合型減震器觸發(fā)力校核方法， 該方法能夠可靠保證設(shè)備在自重作用下避免出現(xiàn)滑動，同時實現(xiàn)了其在微小震作用下避免 誤動作，并且在威脅設(shè)備安全的地震發(fā)生時，能夠高效且有效的耗能減震，有效地保護了電 氣設(shè)備，延長了電氣設(shè)備的使用壽命及運行可靠性；廣泛應(yīng)用于電力工程。
[0006]本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0007]-種電氣設(shè)備用自復(fù)位復(fù)合型減震器觸發(fā)力校核方法，所述自復(fù)位復(fù)合型減震器 包括用模塊連接的缸筒、設(shè)置在所述缸筒內(nèi)中屯、處的碟形彈黃及分別設(shè)置在所述碟形彈 黃組兩側(cè)與所述缸筒壁之間的記憶合金絲；所述模塊包括內(nèi)摩擦模塊、外摩擦模塊和滑動 模塊；
[0008]所述方法包括如下步驟：
[0009] 步驟1.設(shè)置初始參數(shù)值，并在電氣設(shè)備與設(shè)備支架之間安裝自復(fù)位復(fù)合型減震 器；其中，所述初始參數(shù)值根據(jù)抗震設(shè)防等級，電氣設(shè)備重量、重屯、高度及電壓等級設(shè)置，且 所述初始參數(shù)包括：減震器數(shù)量，減震器位置參數(shù)，碟黃型號，碟黃總數(shù)，碟黃束數(shù)，碟黃預(yù) 壓縮量，記憶合金絲數(shù)量及記憶合金絲預(yù)拉伸量；
[0010] 步驟2.計算得到所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的目標觸發(fā)力；
[0011] 步驟3.選取所述碟形彈黃組的型號并進行組合，計算所述碟形彈黃組的預(yù)緊力；
[0012] 步驟4.構(gòu)建Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型，得到所述記憶合金絲的預(yù)緊力；
[0013] 步驟5.計算得到所述滑動模塊受到缸筒內(nèi)壁的壓力及滑動模塊的啟動摩擦力；
[0014] 步驟6.計算得到所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的設(shè)計觸發(fā)力；
[0015] 步驟7.判斷所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的設(shè)計觸發(fā)力與目標觸發(fā)力的差值是否小 于等于所述目標觸發(fā)力的5%;
[0016] 若是，則確認所述自復(fù)位復(fù)合型減震器設(shè)計；
[0017] 若否，則調(diào)整各所述初始參數(shù)值，返回步驟1再次校核。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟2包括：
[0019] 2-1.測量得到所述電氣設(shè)備的質(zhì)量，并記錄當前所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的數(shù) 量；
[0020] 2-2.計算得到所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的目標觸發(fā)力Fg:
[0021] (1)
[0022] 式（1)中，4為電氣設(shè)備支架動力放大系數(shù)，且所述電氣設(shè)備為750kV及W下電 壓等級的設(shè)備時，4的取值為1.2;所述電氣設(shè)備為特高壓設(shè)備時，4的取值為1.4;
[0023]n為阻尼調(diào)整系數(shù)，且
其中C為所述電氣設(shè)備的阻尼比、且 C等于0. 02 ;
[0024] 若n的計算結(jié)果小于1時，則n的最終取值為1;m為所述電氣設(shè)備的質(zhì)量；a,為 抗震設(shè)防加速度，根據(jù)所述電氣設(shè)備的總體抗震性能，將Fg設(shè)定為在7或8度地震時觸發(fā) 減震器，即a,的取值為0. 15g或0. 2g;h為設(shè)備重屯、高度；n為配套的當前所述自復(fù)位復(fù)合 型減震器的數(shù)量；d為減震器軸線與設(shè)備軸線的距離。 陽0巧]優(yōu)選的，所述步驟3包括：
[00%] 3-1.根據(jù)所述碟形彈黃組的位移上限，為選取所述碟形彈黃組的型號并進行組 合；
[0027] 3-2.計算得到所述碟形彈黃組的剛度k:
[0028]
m
[0029] 式（2)中，i為碟黃總數(shù)量；Z為碟形彈黃束數(shù)；F為當前型號的單片碟形彈黃負 荷；f為當前型號的單片碟形彈黃變形量；
[0030] 3-3.根據(jù)所述碟形彈黃組的剛度k，計算所述碟黃組的預(yù)緊力Fs:
[0031] Fs=kd〇 做
[003引式做中，d。為碟形彈黃預(yù)壓縮量。
[0033] 優(yōu)選的，所述步驟4包括：
[0034] 4-1.構(gòu)建Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型；
[0035] 4-2.根據(jù)所述Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型，計算得到所述記憶合金絲的預(yù)緊力。
[0036] 優(yōu)選的，所述4-1包括：
[0037] 構(gòu)建Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型：
[0038] (4:)
[0039] 式（4)中，沒為真實應(yīng)力；E為Ni-Ti合金彈性模量；:占為真實應(yīng)變；O為工程應(yīng) 力；Y為給定溫度下的屈服應(yīng)力；P為一維背應(yīng)力；e為工程應(yīng)變；a為Ni-Ti合金a-e 曲線的斜率決定的常數(shù)，表達式為Ey/(E-Ey)，Ey為Ni-Ti合金屈服時O-e曲線的斜率；N、 fV、c、a為與材料相關(guān)的常數(shù)；e計(X)和U(X)分別為誤差函數(shù)和單位階躍函數(shù)。 W40] 優(yōu)選的，所述4-2包括：
[0041] 假設(shè)Ni-Ti合金絲的原長為以預(yù)拉伸量為d，則其預(yù)應(yīng)變e為d/l，將記憶合金絲 的預(yù)應(yīng)變e代入所述Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型，計算得到所述記憶合金絲的預(yù)緊力Ft:
[0042] Ft=OS(5)
[0043] 式巧）中，S為所述記憶合金絲的截面積。
[0044] 優(yōu)選的，所述步驟5包括：
[0045] 5-1.根據(jù)所述碟黃組的預(yù)緊力Fs及所述記憶合金絲的預(yù)緊力Ft,計算得到所述滑 動模塊受到缸筒內(nèi)壁的壓力Fw:
[0046] (6)
[0047] 式化）中，j為單側(cè)記憶合金絲的根數(shù)；0為滑動模塊、內(nèi)摩擦模塊和外摩擦模塊 間斜面的坡度角；y1為內(nèi)、外摩擦模塊與滑動模塊間摩擦系數(shù)；FT為單根記憶合金絲的預(yù) 緊力；A為計算參數(shù)；
[0048] 其中，計算參數(shù)A的求取公式為：
[0049] 巧:） 陽050] 式（7)中，y2為滑動模塊與缸筒內(nèi)壁的摩擦系數(shù)；
[0051] 5-2.根據(jù)所述滑動模塊受到缸筒內(nèi)壁的壓力Fw,計算得到所述滑動模塊的啟動摩 擦力Ff:
[0052] Ff=F^z做。
[0053] 優(yōu)選的，所述步驟6包括：
[0054] 計算得到所述自復(fù)位復(fù)合型減震器的設(shè)計觸發(fā)力Fd: 陽化5] Fd=Fs+jFr+Ff(9)。
[0056] 從上述的技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明提供了一種電氣設(shè)備用自復(fù)位復(fù)合型減震器 觸發(fā)力校核方法，通過設(shè)置初始參數(shù)值，在電氣設(shè)備與設(shè)備支架間安裝自復(fù)位復(fù)合型減震 器；計算自復(fù)位復(fù)合型減震器的目標觸發(fā)力；構(gòu)建Ni-Ti合金的一維本構(gòu)模型，得到所述記 憶合金絲的預(yù)緊力；計算所述滑動模塊受到缸筒內(nèi)壁的壓力及滑動模塊的啟動摩擦力；計 算自復(fù)位復(fù)合型減震器的設(shè)計觸發(fā)力；并比較其設(shè)計觸發(fā)力與目標觸發(fā)力的差值。本發(fā)明 提出的校核方法，能夠可靠保證設(shè)備在自重作用下避免出現(xiàn)滑動，同時實現(xiàn)了其在微小震 作用下避免誤動作，并且在威脅設(shè)備安全的地震發(fā)生時，能夠高效且有效的耗能減震，有效 地保護了電氣設(shè)備，延長了電氣設(shè)備的使用壽命及運行可靠性；廣泛應(yīng)用于電力工程。
[0057] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果：
[0058] 1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，通過在電氣設(shè)備與設(shè)備支架間安裝自復(fù)位復(fù)合型減 震器；計算自復(fù)位復(fù)合型減震器的目標觸發(fā)力；選取碟形彈黃組的型號并組合，計算碟形 彈黃組的預(yù)緊力及滑動模塊受到缸筒內(nèi)壁的壓力；構(gòu)建一維本構(gòu)模型，得到記憶合金絲的 預(yù)緊力及滑動模塊的啟動摩擦力；計算自復(fù)位復(fù)合型減震器的設(shè)計觸發(fā)力；并比較其設(shè) 計觸發(fā)力與目標觸發(fā)力的差值。能夠可靠保證設(shè)備在自重作用下避免出現(xiàn)滑動，同時實現(xiàn) 了其在微小震作用下避免誤動作，并且在威脅設(shè)備安全的地震發(fā)生時，能夠高效且有效的 耗能減震。
[0059] 2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，有效地保護了電氣設(shè)備，延長了電氣設(shè)備的使用壽 命及運行可靠性；廣泛應(yīng)用于電力工程。
[0060] 3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0061] 圖1是本發(fā)明的流程圖；
[0062] 圖2是本發(fā)明的校核方法的步驟2的流程示意圖；
[0063] 圖3是本發(fā)明的校核方法的步驟3的流程示意圖；
[0064] 圖4是本發(fā)明的校核方法的步驟4的流程示意圖； 陽〇化]圖5是本發(fā)明的校核方法的步驟5的流程示意圖；
[0066] 圖6是本發(fā)明的減震器的主視圖； 陽067] 圖7是本發(fā)明的減震器的圖5中A-A剖視圖；
[0068] 圖8為本發(fā)明提供的減震器的局部剖視圖；
[0069] 圖9為本發(fā)明提供的減震器的滑動組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0070] 圖10為本發(fā)明提供的減震器的圖5中B-B剖視圖；
[0071] 圖11為本發(fā)明提供的減震器的調(diào)節(jié)板剖視圖。<