[发明专利]一种用于穿墙套管振动控制的阻尼装置

说明书

本发明涉及一种用于穿墙套管振动控制的阻尼装置，该装置可有效减小穿墙套管的地震响应。阻尼装置在阀厅的布置高度根据要求而定，依据高度在钢框架上设置上弦杆、下弦杆和腹杆，并在垂直杆件方向上焊接槽形连接件，穿墙套管在根部法兰外围连接一块金属板，筒式摩擦阻尼器一端与槽形连接件相连，另一端与金属板外围连接，阻尼器在不同平面不同方向布置，构成一个具有足够刚度约束的阻尼连接装置。与现有技术相比，本发明结构简单，易于安装，不影响变电设备电气功能要求，能有效减弱穿墙套管的地震响应。

技术领域

本发明涉及穿墙套管设备技术领域，具体涉及一种用于穿墙套管振动控制的阻尼连接装置。

背景技术

随着高压直流输电技术的发展，直流输电在中国电网的构成中，尤其是“西电东送”中发挥了巨大的作用。作为电力来源的西南地区，其处于地震多发地带，相关的电力设备在地震作用下的安全性需要受到关注。电力系统在历次地震中都表新出了极高的易损性，1994年美国Northridge所造成的电力系统震害主要集中于230kV和550kV变电站，此次地震还造成北美地区110万人的用电中断；1995年日本神户地震中，变压器瓷质套管的损坏引起大约有100万用户停电。而2008年在我国发生的汶川大地震中，变电站高压电气设备损坏主要是瓷套或瓷套相连部位如法兰等的损坏。地震灾害已成为威胁电力系统安全运行的重要因素。

穿墙套管是直流输电换流站中主要的电力设备之一，一般安装在阀厅的钢结构框架上，起到连接阀厅内外电力设备的作用。地震作用下穿墙套管的抗震性能是确保输电系统安全可靠运行的关键，且由于其造价昂贵，地震中如果发生破坏会造成经济上的重大损失。

穿墙套管通过法兰与阀厅刚性连接，阀厅框架对于地震作用的过滤和放大作用不可忽略。穿墙套管自重可达10t，典型的长悬臂结构形式对于抗震极为不利。穿墙套管顶部出线端一般使用母线和其它设备相连，若在地震中穿墙套管顶部出现较大的位移，有可能造成母线的拉紧导致设备破坏；内外套管采用复合材料，在根部法兰位置应力过大容易造成开裂；目前还没有可靠的技术能让特高压换流站准确无误地在地震波到来前及时切断电源，穿墙套管内部加速度过大，容易诱发电气绝缘问题，危机到整个换流站的安全运行。

而穿墙套管自身阻尼较小，故给其增加高阻尼减震设施成了常用的选择。1985年周书瑞对在棒式绝缘子上加装阻尼减震器进行研究，发现减震效率可以达到50％以上，2010年黄峰等人运用有限元法建立了GW7-252隔离开关模型，并输入共振调幅波进行地震响应分析，最后在瓷瓶与支架间采用减震系统，分析结果表明减震效果最高可达75％。2013年张雪松等人通过试验，验证了安装铅金属阻尼减震器前后，避雷器设备频率减小，阻尼较原来增大3倍，且使瓷套管根部的应变降低达46％以上，且输入的地震动越强，应变降低越多。

以上都是针对支柱类设备，采用的大多为在设备自身加设阻尼器起到减震效果的措施，考虑到穿墙套管自身长悬臂的特殊结构形式，需要设计一种适用于穿墙套管的减震或者隔震方案，能够提供竖向减震效果，且能够提供足够的刚度。目前针对长悬臂构件提出的阻尼减震措施，只有针对建筑结构的悬臂部分，在桁架杆件间加设阻尼器，不适合于该电气设备。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种能够减弱穿墙套管地震响应的阻尼连接装置，在穿墙套管与阀厅的根部连接处起到减震的效果。此装置构造简单，易于制作，安装，更换方便，具有一定的初始起滑力在微风荷载下不会产生位移，地震作用下能够提供足够的刚度约束，又由摩擦耗能消耗地震动能量，对设备起到有效的保护作用，且在使用过程中不会影响设备的正常电气功能。

技术方案

一种用于连接穿墙套管与阀厅的阻尼装置，特征是，该装置可有效减小穿墙套管的地震响应；

包括穿墙套管1、根部法兰2、金属板3、耳板4、阻尼器5、第一销钉7、第二销钉8、槽形连接件6，阻尼器5为筒式摩擦阻尼器，其中：