专利名称：电气设备支架式减震控制系统及其减震器选型方法、装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及减震技术领域，特别是涉及一种电气设备支架式减震控制系统及其减震器选型方法、装置。
背景技术：
我国是地震多发国家，人们的生命和财产安全可能因地震的影响而受损。作为电气设备来说，为了降低地震给电气设备带来的不利影响，需要为电气设备设置减震装置。由于支柱型电气设备(如避雷器、互感器等)一般由脆性陶瓷材料组成，其自振频率与地震波的卓越频率范围接近，同时支柱型电气设备的支架对地震作用具有放大效应，因此更容易受到地震的影响。在现有技术中，经常在支柱型电气设备的支架上安装一定数量的减震器。但是，不同型号的减震器的减震参数各不相同，处于不同区域电气设备的抗震设防烈度也不尽相同。同时，支柱的质量、支柱所承载的电气设备的质量等多种因素都会对减震器的选择造成影响。而现有技术下，往往需要技术人员的经验来进行减震器的选择，由于部分技术人员的经验欠缺，因此会选用不合适的减震器。而选用不合适的减震器使得减震效果降低，进而影响电气设备的安全运行。
发明内容
在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述·并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细·描述的前序。
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本发明提供了一种减震器选型方法、系统及电气设备支架式减震控制系统，有利于实现减震器选型的自动、高效和准确，进而保证电气设备的运行安全。—方面，本发明提供了一种减震器选型方法，包括:采集参数，采集的参数包括:位于电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架的参数、所述电气设备的参数、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在所述支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间；根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，所述适配参数范围包括:屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围；选择与所述适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。另一方面，本发明还提供了一种电气设备支架式减震控制系统，包括:电气设备、位于所述电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材、以及位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间设有相应参数与上述减震器选型方法确定的所述适配参数范围相匹配的减震器。又一方面，本发明还提供了一种减震器选型装置，包括:参数采集模块、适配参数确定模块和减震器选择模块，所述参数采集模块，用于采集参数，采集的参数包括:位于电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架的参数、所述电气设备的参数、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在所述支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间；所述适配参数确定模块，用于根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，所述适配参数范围包括:屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围；所述减震器选择模块，用于选择与所述适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。本发明提供的技术方案，可以在采集所需参数后，自动根据这些参数确定所需减震器的适配参数范围并选择与确定的适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。因此，本发明避免了由技术人员人工凭借经验来进行减震器的选型，实现了减震器选型的自动、高效和准确，提高了电气设备的实际抗震能力，保护了电气设备的运行安全。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种减震器选型方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的一种支架减震设备的结构示意图；图3为本发明实 施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图4为本发明实施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图5为本发明实施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图6为本发明实施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图7为本发明实施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图8为本发明实施例提供的另一种减震器选型方法的流程示意图；图9为本发明实施例提供的一种减震器选型装置的结构示意图；图10为本发明实施例提供的另一种减震器选型装置的结构示意图；图11为本发明实施例提供的一种电气设备支架式减震控制系统中斜撑辅材与减震器连接的示意图；图12为本发明实施例提供的另一种电气设备支架式减震控制系统中连接件的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明实施例提供的一种减震器选型方法，可以包括:S100、采集参数，采集的参数包括:位于电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架的参数、所述电气设备的参数、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在所述支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间；其中,所述支架的参数可以包括:所述支架的质量；和/或，所述电气设备的参数可以包括:所述电气设备的质量；和/或，所述斜撑辅材的参数可以包括:所述斜撑辅材的屈服应力、所述斜撑辅材的弹性模量、所述斜撑辅材的截面尺寸参数和所述斜撑辅材的长度。其中，电气设备可以为支柱型电气设备。本领域技术人员可以理解的是:屈服应力为使材料发生屈服时的正应力；弹性模量为材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值；地震影响系数为是多次地震作用下不同周期，相同阻尼比的理想简化的单质点体系的结构加速度反应与重力加速度之t匕，是多次地震反应的包络线；场地特征周期也即设备所在场地的地震动反应谱特征周期，地震动反应谱特征周期为规准化的反应谱曲线开始下降点所对应的周期值；抗震设防烈度为按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。S200、根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，所述适配参数范围包括:屈服力范围、初始刚度范围、屈服后 刚度范围及阻尼系数范围；其中，初始刚度也称屈服前刚度，即结构或构件在材料屈服点之前的刚度。屈服后刚度为结构或构件超过材料屈服点后的刚度。阻尼系数为表征阻尼大小的常数，国际单位制为N.S/m。阻尼是指任何振动系统在振动中由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅值逐渐下降的特性。S300、选择与所述适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。在实际应用中，可以将所选择的与所述适配参数范围匹配的减震器的信息呈现给用户，如通过屏幕、打印设备、扩音器等输出设备将减震器选择结果呈现给用户。可以理解的是，可以预先存储多个减震器的屈服力、初始刚度、屈服后刚度及阻尼系数等以便根据适配参数范围进行匹配，当然，还可以存储有减震器的其他参数。本发明提供了一种减震器选型方法，可以在采集所需参数后，自动根据这些参数确定所需减震器的适配参数范围并选择与确定的适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。因此，本发明避免了由技术人员人工凭借经验来进行减震器的选型，实现了减震器选型的自动、高效和准确，提高了电气设备的实际抗震能力，保护了电气设备的运行安全。在本发明提供的另一实施例中，本发明的一种减震器选型方法可以应用于如图2所示支架减震设备中，所述支架减震设备中包括支架001及斜向设置在所述支架001上的减震装置，每个所述减震装置包括有:两个斜撑辅材002及设置在所述两个斜撑辅材002间的减震器003，所述支架减震设备上可以放置电气设备004，如图3所示，该方法可以包括:S101、采集用户输入的所述支架参数、承载在所述支架减震设备上的电气设备的参数、所述斜撑辅材的参数、所述支架减震设备中所需设置的减震器数量、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期；其中，所述支架参数可以为支架质量，所述承载在所述支架减震设备上的电气设备的参数可以为承载在所述支架减震设备上的电气设备的质量，所述斜撑辅材的参数可以包括斜撑辅材的屈服应力、斜撑辅材的弹性模量、斜撑辅材的截面尺寸参数和斜撑辅材的长度。S201、通过用户输入的所述支架参数、承载在所述支架减震设备上的电气设备的参数、所述斜撑辅材的参数、所述支架减震设备中所需设置的减震器数量、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期，计算确定所需减震器的屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围；S301、 在预先建立的减震器数据库中查找，以确定符合所述屈服力范围、所述初始刚度范围、所述屈服后刚度范围及所述阻尼系数范围的减震器。在实际应用中，可以将查找结果呈现给用户，如通过屏幕、打印设备、扩音器等将查找结果输出给用户。可以理解的是，数据库中可以记录有多个减震器的屈服力、初始刚度、屈服后刚度及阻尼系数，当然，还可以记录有减震器的其他参数。本发明针对设置有支架及斜向设置在所述支架上的、包括有两个斜撑辅材及设置在所述两个斜撑辅材间的减震器的减震装置的支架减震设备，提供了一种减震器选型方法，可以在获得用户输入的相关参数后，自动根据这些参数计算获得所需减震器的参数并根据减震器的参数在数据库中进行查找，以确定合适的减震器。因此，本发明避免了由技术人员人工凭借经验来进行减震器的选择，实现了减震器选择的自动、高效和准确，提高了电气设备的实际抗震能力，保护了电气设备的运行安全。如图4所示，本发明实施例提供的另一种减震器选型方法中，在所述支架的参数包括所述支架的质量，所述电气设备的参数包括所述电气设备的质量，所述斜撑辅材的参数包括所述斜撑辅材的屈服应力、所述斜撑辅材的弹性模量、所述斜撑辅材的截面尺寸参数和所述斜撑辅材的长度的情况下，步骤S200可以包括:S210、通过公式f=0.05 X AQ计算获得所需减震器的屈服力中间值f，其中，所述A为所述斜撑辅材的截面积，所述Q为所述斜撑辅材的屈服应力；S220、确定所需减震器的屈服力范围为:0.95f和1.05f之间的范围。需要说明的一点是，图4所示实施例确定的屈服力范围可以使减震器的屈服力小于辅材的屈服力，能够保证地震作用下减震器先屈服，进入塑性耗能状态，以吸收地震能量。如图5所示，本发明实施例提供的另一种减震器选型方法中，在所述斜撑辅材的截面为圆环形状时，步骤S200可以包括:S230、通过公式
「 n , AE x(Dz-d2) E
100601 tC.......................zrz.....................*........14 I 计算获得所述斜撑辅材的刚度k，其中，所述E为所述斜撑辅材的弹性模量，所述I为所述斜撑辅材的长度，所述A为所述斜撑辅材的截面积，所述D为所述斜撑辅材的截面圆环的外圆直径，所述d为所述斜撑辅材的截面圆环的内圆直径；S240、确定所述初始刚度范围为1.0k和1.2k之间的范围；S250、确定所述屈服后刚度范围为0.2k和0.5k之间的范围。在实际应用中，步骤S240和步骤S250的执行顺序本发明不做限定，当然，也可以仅执行步骤S240和步骤S250中的一个，这样，技术人员可以很方便的根据其中一个步骤确定的刚度范围来计算得到另一个步骤确定的刚度范围。需要说明的一点是，图5所示的3个步骤与图4所示的2个步骤的执行顺序本发明并不限定，可以为多种。如:图5所示的3个步骤先于或后于图4所示的2个步骤执行，图5所示的3个步骤中的前2个先于或后于图4所示的2个步骤执行。如图6所示，本发明实施例提供的另一种减震器选型方法中，步骤S200可以包括:S260、通过公式
权利要求
1.一种减震器选型方法，其特征在于，包括: 采集参数，采集的参数包括:位于电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架的参数、所述电气设备的参数、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在所述支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间； 根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，所述适配参数范围包括:屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围； 选择与所述适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。
2.根据权利要求1所述的减震器选型方法，其特征在于， 所述支架的参数包括:所述支架的质量；和/或， 所述电气设备的参数包括:所述电气设备的质量；和/或， 所述斜撑辅材的参数包括:所述斜撑辅材的屈服应力、所述斜撑辅材的弹性模量、所述斜撑辅材的截面尺寸参数和所述斜撑辅材的长度。
3.根据权利要求2所述的减震器选型方法，其特征在于， 所述根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，包括:通过公式f=0.05XAQ计算获得所需减震器的屈服力中间值f，其中，所述A为所述斜撑辅材的截面积，所述Q为所述斜撑辅材的屈服应力；确定所需减震器的屈服力范围为:0.95f和1.05f之间的范围；和/或， 在所述斜撑辅材的截面为圆环形状时，所述根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，包括:通过公式
4.根据权利要求1至3中任一项所述的减震器选型方法，其特征在于，还包括: 输出以下一种或多种参数到输出设备中:所述屈服力范围、所述初始刚度范围、所述屈服后刚度范围、所述阻尼系数范围、与所述适配参数范围匹配的减震器的型号；和/或， 所述采集参数包括通过参数输入界面采集参数。
5.一种电气设备支架式减震控制系统，其特征在于，包括电气设备、位于所述电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材、以及位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间设有相应参数与如权利要求I至4中任一所述的减震器选型方法确定的所述适配参数范围相匹配的减震器。
6.根据权利要求5所述的电气设备支架式减震控制系统，其特征在于， 所述支架的至少一个表面划分为至少一个格栅，每个格栅的对角线上设置有至少两个位于同一直线上的所述斜撑辅材，两个所述斜撑辅材之间通过连接件连接所述减震器。
7.根据权利要求6所述的电气设备支架式减震控制系统，其特征在于，所述连接件包括与所述减震器一端连接的第一连接板、以及与所述斜撑辅材连接的第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板通过弹簧垫片连接。
8.一种减震器选型装置，其特征在于，包括参数采集模块、适配参数确定模块和减震器选择模块， 所述参数采集模块，用于采集参数，采集的参数包括位于电气设备根部且用于承载所述电气设备的支架的参数、所述电气设备的参数、斜向设置在所述支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在所述支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间； 所述适配参数确定模块，用于根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，所述适配参数范围包括屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围； 所述减震器选择模块，用于选择与所述适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。
9.根据权利要求8所述的减震器选型装置，其特征在于， 所述支架的参数包括所述支架的质量；和/或， 所述电气设备的参数包括所述电气设备的质量；和/或， 所述斜撑辅材的参数包括所述斜撑辅材的屈服应力、所述斜撑辅材的弹性模量、所述斜撑辅材的截面尺寸参数和所述斜撑辅材的长度。
10.根据权利要求9所述的减震器选型装置，其特征在于， 还包括输出模块，用于输出以下一种或多种参数到输出设备中所述屈服力范围、所述初始刚度范围、所述屈服后刚度范围、所述阻尼系数范围、预设的数据库中与所述适配参数范围匹配的减震器的型号； 和/或， 所述参数采集模块具体设置为通过参数输入界面采集参数。
全文摘要
本发明公开了一种电气设备支架式减震控制系统及其减震器选型方法、装置，可以采集参数，采集的参数包括位于电气设备根部且用于承载该电气设备的支架的参数、该电气设备的参数、斜向设置在该支架上的多个斜撑辅材的参数、地震影响系数、抗震设防烈度和场地特征周期、需设置在该支架上的减震器的数量，其中每个减震器需设置在位于同一直线上的两个所述斜撑辅材间；根据采集的参数确定所需减震器的适配参数范围，该适配参数范围包括屈服力范围、初始刚度范围、屈服后刚度范围及阻尼系数范围；选择与该适配参数范围匹配的减震器，为所需的减震器。本发明实现了减震器选型的自动、高效和准确，提高了电气设备的实际抗震能力。
文档编号F16F15/02GK103256337SQ20131014665
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者代泽兵, 朱祝兵, 卢智成, 孟宪政, 孙宇晗, 高坡 申请人:中国电力科学研究院