一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱

摘要

本发明提供了一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱，包括：多个框架、底板3和多个限位组件；每个所述限位组件设置于每个所述框架上，多个所述框架叠加设置于底板3上，多个所述框架通过所述限位组件柔性连接；本发明通过多个框架叠加设置，有效的解决纵向地震输入时，箱体相对移动减少地震冲击力，并通过立柱1固定多个框架，有效的解决了横向地震输入时，减少地震对箱体造成的冲击力。

说明书

技术领域

本发明涉及电网防灾减灾技术，具体涉及一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱。

背景技术

变电站和换流站内的电力设备作为“生命线工程”的关键环节，直接关系到电网的安全运行和人民的供电保障。变压器作为变电站内的重要电气设备，在地震中经常会发生倾覆或者套管破坏的震损情况。现阶段对变压器的地震响应以及抗震计算方法的研究都是基于变压器与地面的连接是绝对刚性的，并没有考虑地基基础与上部结构的相互作用对特高压变压器抗震性能的影响。

在实际地震过程中电气设备的地基基础不可避免的会发生变形，对上部结构的振动产生影响。在电力设施抗震领域，这种对上部电力设备的自振特性、应力及位移的影响还未有研究涉及。因此，有必要将电气设备的地基、基础和上部电力设备作为整体来考虑，开展基于地基、基础与上部电气设备共同作用的抗震分析。对于了解地震过程中，地基对上部电气设备结构的振动影响意义重大，现有技术中抗震箱无法从横向输入地震动和纵向输入地震动来减少地震带来的影响。

发明内容

针对现有技术的抗震土工箱无法全面减少地震带来的影响，本发明提供了一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱，包括：多个框架、底板3和多个限位组件；

每个所述限位组件设置于每个所述框架上，多个所述框架叠加设置于底板3上，多个所述框架通过所述限位组件柔性连接。

优选的，滑动槽4限位装置5所述限位组件包括滑动槽4和限位装置5；

所述滑动槽4嵌于所述框架两侧；

所述限位装置5包括固定端和连接端，所述固定端固定于所述滑动槽4两侧，所述限位装置5按同一方向依次与相邻的所述框架上的所述滑动槽4通过连接端连接。

优选的，所述滑动槽4内设有多个滚针8，所述滚针8呈圆柱体，分布于所述限位装置5的所述连接端两侧。

优选的，还包括多根立柱1，所述多根立柱1设置于所述框架两侧且垂直固定于所述底板3上立柱1。

优选的，所述立柱1包括斜撑6，所述多根立柱1之间通过所述斜撑6连接；

所述土工箱两侧的所述立柱1的两边，通过平行设置的斜撑6垂直连接于所述立柱1；

所述土工箱两侧中间的所述立柱1，通过呈X型的斜撑6连接于所述立柱1。

优选的，还包括固定横杆；

所述土工箱两侧的所述平行设置的斜撑通过固定横杆固定连接。

优选的，每根所述立柱1上设有多个孔，沿所述立柱1纵向间隔设置；

每个所述框架与所述立柱1上的孔一一对应柔性连接。

优选的，还包括连接件，所述立柱1通过所述连接件穿过所述孔与所述框架柔性连接。

优选的，所述连接件包括螺栓、牛角轴承10和滚珠9；

所述滚珠9一侧安装于牛角轴承10内，另一侧与所述立柱1连接；

所述牛角轴承10通过所述螺栓与所述框架连接。

优选的，还包括多个劲肋7，每个所述立柱1均设置多个劲肋7，所述劲肋7分别垂直于所述立柱1和所述底板3。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱，其特征在于，包括：多个框架、底板3和多个限位组件；每个所述限位组件设置于每个所述框架上，多个所述框架叠加设置于底板3上，多个所述框架通过所述限位组件柔性连接；本发明通过多个框架叠加设置，有效的解决纵向地震输入时，箱体相对移动减少地震损失，并通过立柱1固定多个框架，有效的解决了横向地震输入时，减少地震对箱体造成的损失。

2、本发明通过多个框架并用多个立柱1通过牛角轴承10支撑的滚珠9进行固定，当输入横向地震动和纵向地震动时，有效的释放箱体，使箱体和土体发生相对位移，减少地震对箱体造成的冲击力。

附图说明

图1为本发明的该土工箱的立体示意图；

图2为本发明的土工箱层状框架2的俯视图；

图3是该土工箱层状框架2的细节详图；

图4是该土工箱立柱1分布以及连接示意图；

图5是该土工箱立面图；

图6是该土工箱立柱1详图；

图7是可伸缩牛角螺栓详图；

图中：1、立柱；2、层状框架；3、底板；4、滑动槽；5、限位装置；6、斜撑；7、劲肋；8滚针；9、滚珠；10、牛角轴承。

具体实施方式

结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。

实施例1

结合图1，本发明提供了一种基于土结构相互作用的特高压变压器抗震土工箱，包括：多个框架、底板3和多个限位组件；

每个限位组件设置于每个框架上，多个框架叠加设置于底板3上，多个框架通过限位组件柔性连接。

滑动槽4限位装置5限位组件包括滑动槽4和限位装置5；

滑动槽4嵌于框架两侧；

限位装置5包括固定端和连接端，固定端固定于滑动槽4两侧，限位装置5按同一方向依次与相邻的框架上的滑动槽4通过连接端连接。

滑动槽4内设有多个滚针8，滚针8呈圆柱体，分布于限位装置5的连接端两侧。

还包括多根立柱1，多根立柱1设置于框架两侧且垂直固定于底板3上立柱1。

立柱1包括斜撑6，多根立柱1之间通过斜撑6连接；

土工箱两侧的立柱1的两边，通过平行设置的斜撑6垂直连接于立柱1；

土工箱两侧中间的立柱1，通过呈X型的斜撑6连接于立柱1。

还包括固定横杆；

土工箱两侧的平行设置的斜撑通过固定横杆固定连接。

每根立柱1上设有多个孔，沿立柱1纵向间隔设置；

每个框架与立柱1上的孔一一对应柔性连接。

还包括连接件，立柱1通过连接件穿过孔与框架柔性连接。

连接件包括螺栓、牛角轴承10和滚珠9；

滚珠9一侧安装于牛角轴承10内，另一侧与立柱1连接；

牛角轴承10通过螺栓与框架连接。

还包括多个劲肋7，每个立柱1均设置多个劲肋7，劲肋7分别垂直于立柱1和底板3。

实施例2

本发明给出了一种可用于研究特高压变压器土-结构相互作用的土工箱，结合图2和图3，该箱体在竖直方向上由多层不锈钢制框架叠加而成；每层框架有滑动槽4，槽内放置一定数量的滚针8，可以实现每层框架在一定范围内的相对滑移，能够模拟土体发生的剪切变形；结合图4，在沿土工箱纵向两侧，分别布置有立柱1，起到了支撑框架的作用；立柱1之间通过斜撑6连接，保证了箱体在较大的地震峰值加速度输入时的整体稳定性；立柱1与不锈钢框架之间通过牛角轴承10支撑滚珠9接触，在沿土工箱纵向输入地震动时能够使得每层框架能够近似无摩擦的沿地震动输入方向滑移。

在研究土-结构相互作用时大多只沿土箱纵向输入地震波。结合图5、图6和图7，本土工箱在设计时考虑了横向输入的工况，立柱1与箱体之间的牛角支撑设置为可调节式。在纵向地震动输入时，可使牛角支撑与不锈钢框架完全接触；在沿土工箱输入横向地震动时，可以在1-10mm之间调节牛角支撑，释放对框架的约束，尽可能减小边界效应。

此土工箱主要由立柱11，层状框架22，底板33组成。其中底板3是用来与振动台连接的；层状框架22由材质为201的方钢管组成，相邻两层框架之间可以相对滑动，模拟土层之间的变形。层状框架2的设计方案为：层状框架2的四边由方钢管焊接而成，框架之间均匀布置放置GCr15滚针8的槽，GCr15滚针8的存在使得相邻两层框架之间可以相对自由的滑动；限位装置5由厚度为16mm的不锈钢钢板构成，当相邻两层框架的相对滑动超过一定范围时，限位装置5的存在限制了框架位移的继续增加，使得每层框架的滑移范围是一定的；立柱1固定在底板3上，是可拆卸式的，通过牛角轴承10支撑的滚珠9与框架接触，轴承可伸缩，在输入横向地震动时，尽可能减小土箱边界反射波对结构动力特性的影响。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。