一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置

摘要

本发明提供了一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置，属于GIS电气设备的减隔震技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种GIS电气设备的减震隔震装置结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括多个单独间隔设置的隔震层，隔震层设置在GIS电气设备与设备筏板基础之间，隔震层包括一体式铅芯橡胶支座和伸臂桁架阻尼器，一体式铅芯橡胶支座设置在母线之间，伸臂桁架阻尼器设置在母线与套管之间；一体式铅芯橡胶支座两两之间在沿母线长度方向通过隔震层托梁相连，隔震层托梁与设备筏板基础之间通过牛腿阻尼器相连；套筒基础两两之间通过V型支架连接，两个V型支架之间通过伸臂桁架阻尼器相连；本发明应用于GIS电气设备。

说明书

技术领域

本发明提供了一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置，属于GIS电气设备的减震隔震装置技术领域。

背景技术

在地震频发、抗震不利的高烈度区建设变电站时，应当充分考虑GIS组合电器设备的抗震性能。在传统GIS组合电器的布置当中，母线套管方向狭长，其垂直方向长度短，整体分布不均，结构布置形式对抗震不利，发生高等级地震作用时套管连接处易发生较大的相对位移，造成大面积停电事故。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置，包括多个单独间隔设置的隔震层，所述隔震层设置在GIS电气设备与设备筏板基础之间，所述隔震层与GIS电气设备之间采用可拆卸的结构连接，所述隔震层包括一体式铅芯橡胶支座和伸臂桁架阻尼器，其中一体式铅芯橡胶支座设置在母线之间，伸臂桁架阻尼器设置在母线与套管之间；

所述一体式铅芯橡胶支座两两之间在沿母线长度方向通过隔震层托梁相连，所述隔震层托梁与设备筏板基础之间通过牛腿阻尼器相连；

所述套筒固定在套筒基础上，套筒基础两两之间通过V型支架连接，两个V型支架之间通过伸臂桁架阻尼器相连。

所述隔震层与GIS电气设备之间采用可拆卸的螺栓连接。

所述一体式铅芯橡胶支座采用的是将两个铅芯橡胶支座作为一个整体形成的支座。

所述铅芯橡胶支座包括上连接法兰板、下连接定位板，所述上连接法兰板与下连接定位板之间设置有铅芯和橡胶层，上连接法兰板与GIS电气设备的上支墩之间通过螺栓连接且开设有预埋套筒，下连接定位板与设备筏板基础的下支墩之间通过螺栓连接且开设有预埋套筒；

两个所述铅芯橡胶支座的上连接法兰板上共同固定一上连接钢板上，两个所述铅芯橡胶支座的下连接定位板上共同固定在一下连接钢板上。

所述套筒基础上预埋钢板及螺栓，通过预埋钢板及螺栓与V型支架固定连接，其中V型支架采用H型钢焊接形成，两个V型支架之间连接有伸臂桁架阻尼器。

所述伸臂桁架阻尼器包括第一连接销座，所述第一连接销座通过连接钢板固定在一端V型支架的V型角上，所述第一连接销座依次连接第一活塞杆、双层连接销座、粘滞流体阻尼器、第二连接销座，所述第二连接销座固定在另一端的V型支架的V型角上。

所述伸臂桁架阻尼器和牛腿阻尼器采用以机械式阀门为基础的粘滞阻尼器，由粘滞材料或者粘弹性材料制成，在活塞孔道处设有调压阀。

所述牛腿阻尼器包括第三连接销座、第二活塞杆、第四连接销座、阻尼器下牛腿，所述第二活塞杆固定在第三连接销座和第四连接销座之间，所述第三连接销座固定在隔震层托梁上，所述第四连接销座固定在阻尼器下牛腿上，所述阻尼器下牛腿固定在设备筏板基础上。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明针对GIS设备的布置缺陷，以单独间隔为设计对象，在母线-断路器竖直方向的基础下采用铅芯橡胶双支座组合的隔震层，隔震支座与主体结构采用可拆卸的螺栓连接；套管与母线的长度方向连接粘滞阻尼器，来协调主体结构的侧向变形。本发明使得GIS整体沿结构主轴方向对称布置，纵横双向动力特性相近，限制多个方向位移，变形协调统一，而且后期便于检查维护，大大减弱了电气设备的不利震害。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明一体式铅芯橡胶支座的结构示意图；

图3为本发明伸臂桁架阻尼器的结构示意图；

图4为本发明牛腿阻尼器的结构示意图；

图中：1为一体式铅芯橡胶支座、2为伸臂桁架阻尼器、3为隔震层托梁、4为设备筏板基础、5为牛腿阻尼器、6为套筒基础、7为V型支架、8为预埋钢板及螺栓、11为上连接法兰板、12为下连接定位板、13为铅芯、14为橡胶层、15为预埋套筒、16为上连接钢板、17为下连接钢板、21为第一连接销座、22为第一活塞杆、23为双层连接销座、24为粘滞流体阻尼器、25为第二连接销座、51为第三连接销座、52为第二活塞杆、53为第四连接销座、54为阻尼器下牛腿。

具体实施方式

如图1至图4所示，本发明一种适用于高烈度区的GIS电气设备的减震隔震装置，包括多个单独间隔设置的隔震层，所述隔震层设置在GIS电气设备与设备筏板基础4之间，所述隔震层与GIS电气设备之间采用可拆卸的结构连接，所述隔震层包括一体式铅芯橡胶支座1和伸臂桁架阻尼器2，其中一体式铅芯橡胶支座1设置在母线之间，伸臂桁架阻尼器2设置在母线与套管之间；

所述一体式铅芯橡胶支座1两两之间在沿母线长度方向通过隔震层托梁3相连，所述隔震层托梁3与设备筏板基础4之间通过牛腿阻尼器5相连；

所述套筒固定在套筒基础6上，套筒基础6两两之间通过V型支架7连接，两个V型支架7之间通过伸臂桁架阻尼器2相连。

所述隔震层与GIS电气设备之间采用可拆卸的螺栓连接。

所述一体式铅芯橡胶支座1采用的是将两个铅芯橡胶支座作为一个整体形成的支座。

所述铅芯橡胶支座包括上连接法兰板11、下连接定位板12，所述上连接法兰板11与下连接定位板12之间设置有铅芯13和橡胶层14，上连接法兰板11与GIS电气设备的上支墩之间通过螺栓连接且开设有预埋套筒15，下连接定位板12与设备筏板基础4的下支墩之间通过螺栓连接且开设有预埋套筒15；

两个所述铅芯橡胶支座的上连接法兰板11上共同固定一上连接钢板16上，两个所述铅芯橡胶支座的下连接定位板12上共同固定在一下连接钢板17上。

所述套筒基础6上设置有预埋钢板及螺栓8，通过预埋钢板及螺栓8与V型支架7固定连接，其中V型支架7采用H型钢焊接形成，两个V型支架7之间连接有伸臂桁架阻尼器2。

所述伸臂桁架阻尼器2包括第一连接销座21，所述第一连接销座21通过连接钢板固定在一端V型支架7的V型角上，所述第一连接销座21依次连接第一活塞杆22、双层连接销座23、粘滞流体阻尼器24、第二连接销座25，所述第二连接销座25固定在另一端的V型支架7的V型角上。

所述伸臂桁架阻尼器2和牛腿阻尼器5采用以机械式阀门为基础的粘滞阻尼器，由粘滞材料或者粘弹性材料制成，在活塞孔道处设有调压阀。

所述牛腿阻尼器5包括第三连接销座51、第二活塞杆52、第四连接销座53、阻尼器下牛腿54，所述第二活塞杆52固定在第三连接销座51和第四连接销座53之间，所述第三连接销座51固定在隔震层托梁3上，所述第四连接销座53固定在阻尼器下牛腿54上，所述阻尼器下牛腿54固定在设备筏板基础4上。

本发明针对GIS设备的布置缺陷，以单独间隔为设计对象，在套管-母线-断路器竖直方向的基础下采用一体式铅芯橡胶支座1的隔震层，隔震层与GIS电气设备的主体结构采用可拆卸的螺栓连接；套管与母线的长度方向连接带粘滞阻尼器的伸臂桁架阻尼器2，来协调主体结构的侧向变形。本发明使得GIS整体沿结构主轴方向对称布置，纵横双向动力特性相近，而且后期便于检查维护，大大减弱了电气设备的不利震害。限制多个方向位移，变形协调统一。

本发明在横向的隔震布置为：在母线之间使用一体式铅芯橡胶支座1的隔震层，通过单独间隔来设置，在两两一体式铅芯橡胶支座1之间通过隔震层托梁3连接，在隔震层托梁3与设备筏板基础4之间设置牛腿阻尼器5，实现沿母线方向的横向隔震层布置，一体式铅芯橡胶支座1具备良好的竖向刚度，水平刚度呈双折现特征，具备一定的初始刚度，同时能提供一定的阻尼。一体式铅芯橡胶支座1主要承担套管及断路器等GIS电气设备的竖向重量，另一方面在水平方向提供一个较小的水平刚度，并且具有自复位的功能。

本发明在竖向的隔震布置为：套在管与母线的长度方向连接带粘滞阻尼器的伸臂桁架阻尼器2，来协调GIS电气设备的主体结构的侧向变形。伸臂桁架阻尼器2可约束多个方向的剪切位移，使得套管与母线互相协调一致，有效降低地震作用。

本发明的伸臂桁架阻尼器2与牛腿阻尼器5是以机械式阀门为基础的粘滞阻尼器，由粘滞材料或者粘弹性材料制成，在地震往复作用下利用其粘滞材料或者粘弹性材料的阻尼特性来耗散地震能量。通常在活塞孔道处设有调压阀，会根据作用在阀门上的压力与阀弹簧力的平衡关系控制流体流量，调节的阻尼特性。

本发明的一体式铅芯橡胶支座1相当于将两个铅芯橡胶支座连接在一起形成一个整体的支座，将每一个一体式铅芯橡胶支座1在两条母线的长度方向上间隔固定，且一体式铅芯橡胶支座1固定在GIS电气设备与用于承载电气设备的设备筏板基础4之间的，构成一个平面的横向隔震层。

套管作为供架空线与GIS连接使用的标准元件，端部离地超过4m，为钢结构支承，地震作用下易发生屈曲失稳破坏。本发明采用的伸臂桁架阻尼器2可约束多个方向的剪切位移，形成了对套管-母线之间的纵向隔震层。

本发明提出的减隔震装置具有以下优势：

1.间隔直接单独布置减隔震结构，发生地震作用彼此互不影响，减少地震力的传递，有利于极端情况下的检修恢复，减少停电损失；

2. 横向纵向双道抗震防线，使隔震层结结构周期延长，有效降低地震作用；

3.弥补厂家出厂的铝合金管型伸缩节的抗震缺陷（出厂伸缩节仅补偿热胀冷缩及结构和安装误差引起的导体应力变化，检修时作为可拆卸单元，可将中间故障间隔单独拆开进行检修）。

本发明通过在GIS设备下设置隔震层，改变了结构体系的动力特性，形成结构被动控制体系，具有构造简单、造价低、被动控制元件震后易于更换或修复，及无需外部能源支持等诸多优点。

关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。