一种电气设备用自复位复合型减震器触发力校核方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电网减灾技术领域，具体设及一种电气设备用自复位复合型减震器触 发力校核方法。
【背景技术】
[0002] 变电站和换流站内的支柱类电气设备如避雷器、互感器、支柱绝缘子、开关类设备 等具有重屯、高、长径比大、自振频率接近地震波频率、地震易损性较高等不利于抗震的结构 特点。站内设备作为"生命线工程"的重要组成部分，其抗震安全性又关系着国计民生。因 此，处于地震高烈度区的站内重要支柱类电气设备往往要采取安装减震器的措施保证其抗 震安全性。
[0003]为提高减震器的可靠性，设计时应考虑设备自重和抗震能力W设置合适的触发 力，W保证减震器在无震或小震时不发生动作，而当震级达到威胁到设备安全时被触发，从 而充分耗能减震。
[0004] 然而，目前尚无应用于支柱类电气设备减震器的有效触发力设计校核方法。
【发明内容】
阳〇化]有鉴于此，本发明提供的一种电气设备用自复位复合型减震器触发力校核方法， 该方法能够可靠保证设备在自重作用下避免出现滑动，同时实现了其在微小震作用下避免 误动作，并且在威胁设备安全的地震发生时，能够高效且有效的耗能减震，有效地保护了电 气设备，延长了电气设备的使用寿命及运行可靠性；广泛应用于电力工程。
[0006]本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0007]-种电气设备用自复位复合型减震器触发力校核方法，所述自复位复合型减震器 包括用模块连接的缸筒、设置在所述缸筒内中屯、处的碟形弹黃及分别设置在所述碟形弹 黃组两侧与所述缸筒壁之间的记忆合金丝；所述模块包括内摩擦模块、外摩擦模块和滑动 模块；
[0008]所述方法包括如下步骤：
[0009] 步骤1.设置初始参数值，并在电气设备与设备支架之间安装自复位复合型减震 器；其中，所述初始参数值根据抗震设防等级，电气设备重量、重屯、高度及电压等级设置，且 所述初始参数包括：减震器数量，减震器位置参数，碟黃型号，碟黃总数，碟黃束数，碟黃预 压缩量，记忆合金丝数量及记忆合金丝预拉伸量；
[0010] 步骤2.计算得到所述自复位复合型减震器的目标触发力；
[0011] 步骤3.选取所述碟形弹黃组的型号并进行组合，计算所述碟形弹黃组的预紧力；
[0012] 步骤4.构建Ni-Ti合金的一维本构模型，得到所述记忆合金丝的预紧力；
[0013] 步骤5.计算得到所述滑动模块受到缸筒内壁的压力及滑动模块的启动摩擦力；
[0014] 步骤6.计算得到所述自复位复合型减震器的设计触发力；
[0015] 步骤7.判断所述自复位复合型减震器的设计触发力与目标触发力的差值是否小 于等于所述目标触发力的5%;
[0016] 若是，则确认所述自复位复合型减震器设计；
[0017] 若否，则调整各所述初始参数值，返回步骤1再次校核。
[0018] 优选的，所述步骤2包括：
[0019] 2-1.测量得到所述电气设备的质量，并记录当前所述自复位复合型减震器的数 量；
[0020] 2-2.计算得到所述自复位复合型减震器的目标触发力Fg:
[0021] (1)
[0022] 式（1)中，4为电气设备支架动力放大系数，且所述电气设备为750kV及W下电 压等级的设备时，4的取值为1.2;所述电气设备为特高压设备时，4的取值为1.4;
[0023]n为阻尼调整系数，且
其中C为所述电气设备的阻尼比、且 C等于0. 02 ;
[0024] 若n的计算结果小于1时，则n的最终取值为1;m为所述电气设备的质量；a,为 抗震设防加速度，根据所述电气设备的总体抗震性能，将Fg设定为在7或8度地震时触发 减震器，即a,的取值为0. 15g或0. 2g;h为设备重屯、高度；n为配套的当前所述自复位复合 型减震器的数量；d为减震器轴线与设备轴线的距离。 阳0巧]优选的，所述步骤3包括：
[00%] 3-1.根据所述碟形弹黃组的位移上限，为选取所述碟形弹黃组的型号并进行组 合；
[0027] 3-2.计算得到所述碟形弹黃组的刚度k:
[0028]
m
[0029] 式（2)中，i为碟黃总数量；Z为碟形弹黃束数；F为当前型号的单片碟形弹黃负 荷；f为当前型号的单片碟形弹黃变形量；
[0030] 3-3.根据所述碟形弹黃组的刚度k，计算所述碟黃组的预紧力Fs:
[0031] Fs=kd〇 做
[003引式做中，d。为碟形弹黃预压缩量。
[0033] 优选的，所述步骤4包括：
[0034] 4-1.构建Ni-Ti合金的一维本构模型；
[0035] 4-2.根据所述Ni-Ti合金的一维本构模型，计算得到所述记忆合金丝的预紧力。
[0036] 优选的，所述4-1包括：
[0037] 构建Ni-Ti合金的一维本构模型：
[0038] (4:)
[0039] 式（4)中，沒为真实应力；E为Ni-Ti合金弹性模量；:占为真实应变；O为工程应 力；Y为给定溫度下的屈服应力；P为一维背应力；e为工程应变；a为Ni-Ti合金a-e 曲线的斜率决定的常数，表达式为Ey/(E-Ey)，Ey为Ni-Ti合金屈服时O-e曲线的斜率；N、 fV、c、a为与材料相关的常数；e计(X)和U(X)分别为误差函数和单位阶跃函数。 W40] 优选的，所述4-2包括：
[0041] 假设Ni-Ti合金丝的原长为以预拉伸量为d，则其预应变e为d/l，将记忆合金丝 的预应变e代入所述Ni-Ti合金的一维本构模型，计算得到所述记忆合金丝的预紧力Ft:
[0042] Ft=OS(5)
[0043] 式巧）中，S为所述记忆合金丝的截面积。
[0044] 优选的，所述步骤5包括：
[0045] 5-1.根据所述碟黃组的预紧力Fs及所述记忆合金丝的预紧力Ft,计算得到所述滑 动模块受到缸筒内壁的压力Fw:
[0046] (6)
[0047] 式化）中，j为单侧记忆合金丝的根数；0为滑动模块、内摩擦模块和外摩擦模块 间斜面的坡度角；y1为内、外摩擦模块与滑动模块间摩擦系数；FT为单根记忆合金丝的预 紧力；A为计算参数；
[0048] 其中，计算参数A的求取公式为：
[0049] 巧:） 阳050] 式（7)中，y2为滑动模块与缸筒内壁的摩擦系数；
[0051] 5-2.根据所述滑动模块受到缸筒内壁的压力Fw,计算得到所述滑动模块的启动摩 擦力Ff:
[0052] Ff=F^z做。
[0053] 优选的，所述步骤6包括：
[0054] 计算得到所述自复位复合型减震器的设计触发力Fd: 阳化5] Fd=Fs+jFr+Ff(9)。
[0056] 从上述的技术方案可W看出，本发明提供了一种电气设备用自复位复合型减震器 触发力校核方法，通过设置初始参数值，在电气设备与设备支架间安装自复位复合型减震 器；计算自复位复合型减震器的目标触发力；构建Ni-Ti合金的一维本构模型，得到所述记 忆合金丝的预紧力；计算所述滑动模块受到缸筒内壁的压力及滑动模块的启动摩擦力；计 算自复位复合型减震器的设计触发力；并比较其设计触发力与目标触发力的差值。本发明 提出的校核方法，能够可靠保证设备在自重作用下避免出现滑动，同时实现了其在微小震 作用下避免误动作，并且在威胁设备安全的地震发生时，能够高效且有效的耗能减震，有效 地保护了电气设备，延长了电气设备的使用寿命及运行可靠性；广泛应用于电力工程。
[0057] 与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有W下优异效果：
[0058] 1、本发明所提供的技术方案，通过在电气设备与设备支架间安装自复位复合型减 震器；计算自复位复合型减震器的目标触发力；选取碟形弹黃组的型号并组合，计算碟形 弹黃组的预紧力及滑动模块受到缸筒内壁的压力；构建一维本构模型，得到记忆合金丝的 预紧力及滑动模块的启动摩擦力；计算自复位复合型减震器的设计触发力；并比较其设 计触发力与目标触发力的差值。能够可靠保证设备在自重作用下避免出现滑动，同时实现 了其在微小震作用下避免误动作，并且在威胁设备安全的地震发生时，能够高效且有效的 耗能减震。
[0059] 2、本发明所提供的技术方案，有效地保护了电气设备，延长了电气设备的使用寿 命及运行可靠性；广泛应用于电力工程。
[0060] 3、本发明提供的技术方案，应用广泛，具有显著的社会效益和经济效益。
【附图说明】
[0061] 图1是本发明的流程图；
[0062] 图2是本发明的校核方法的步骤2的流程示意图；
[0063] 图3是本发明的校核方法的步骤3的流程示意图；
[0064] 图4是本发明的校核方法的步骤4的流程示意图； 阳〇化]图5是本发明的校核方法的步骤5的流程示意图；
[0066] 图6是本发明的减震器的主视图； 阳067] 图7是本发明的减震器的图5中A-A剖视图；
[0068] 图8为本发明提供的减震器的局部剖视图；
[0069] 图9为本发明提供的减震器的滑动组件结构示意图；
[0070] 图10为本发明提供的减震器的图5中B-B剖视图；
[0071] 图11为本发明提供的减震器的调节板剖视图。<