CN105547617A - 一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件 - Google Patents

一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件 Download PDF

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CN105547617A CN201510781235.3A CN201510781235A CN105547617A CN 105547617 A CN105547617 A CN 105547617A CN 201510781235 A CN201510781235 A CN 201510781235A CN 105547617 A CN105547617 A CN 105547617A
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Abstract

本发明提供一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件,方法通过确定检测用地震时程波;根据检测工况及检测目标对被测瓷套管进行检测,调整被测瓷套管的检测环境并判断被测瓷套管的抗震性。组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架。本发明提出的方法及组件明确且完善地构建了一套针对特高压变电站主设备瓷套管的抗震评估体系,对试验的瓷套管试验前、试验中、试验后操作流程进行细致且高效地检测,有效且可靠地提高特高压瓷套管抗震性能评估能力,进而提高了瓷套管在实际工程应用中的安全性与有效性;该方法及组件结构周密严谨,操作性强,具备极高推广条件。

Description

一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件
技术领域
本发明涉及特高压变电站主设备瓷套管检测领域,具体涉及一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件。
背景技术
随着电网建设的高速发展,特高压电网将逐步成为我国电网的骨干网架,社会各领域对其依赖程度将越来越大。相对于常规电压等级的变电设备而言,特高压设备具有“重、大、高、柔”的结构特点,其中所谓“重”指设备的重量相对较大,以特高压避雷器为例,其重量可高达10吨甚至更高;“大”指设备的体型庞大;“高”指设备高度高,可高达十几米;“柔”指设备的频率较低,一般在1Hz~2Hz,与地震波的卓越频率非常接近,在地震作用下容易发生共振。基于上述特点,特高压设备在地震作用下响应更大、非线性力学行为更明显。
特高压变电站内主设备包括特高压变压器和特高压电抗器,针对以往对不同电压等级的变压器、高抗震害调研可以得到该类型设备主要震害形式有如下两种:
(1)变压器、电抗器套管破坏;
(2)变压器、电抗器底部滑移、掉台。
其中第(2)种破坏形式可通过采用焊接、螺栓固定等方式保证设备本体与基础牢固连接来避免;而针对第(1)种破坏形式,除提高紧固措施、增强瓷套强度外,通过抗震性能试验评估瓷套管抗震能力,以评估结果作为依据选取合适厂家的产品,并提出提高抗震性能的瓷套管改进措施。
目前,《电力设施抗震设计规范》(GB50260-2013)针对750kV及以下电压等级的电气设备抗震试验做出了规定。而对于特高压电气设备,国家电网公司企业标准《特高压瓷绝缘电气设备抗震设计及减震装置安装与维护技术规程》(Q/GDW11132-2013)做了相关规定,但没有规范主设备瓷套管抗震性能评估方法,对于试件选择、套管试验安装方式、输入波选择、工况设计方案、测点布置方案、试验结果处理准则、试验结果评估准则没有规定,没有形成具备可操作性的特高压变电站主设备瓷套管抗震性能评估体系。
发明内容
有鉴于此,本发明提供的一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件,该方法及组件明确且完善地构建了一套针对特高压变电站主设备瓷套管的抗震评估体系,对试验的瓷套管试验前、试验中、试验后操作流程进行细致且高效地检测,有效且可靠地提高特高压瓷套管抗震性能评估能力,进而提高了瓷套管在实际工程应用中的安全性与有效性;该方法及组件结构周密严谨,操作性强,具备极高推广条件。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1.检测并选取所述被测瓷套管;
步骤2.将所述被测瓷套管固定安装在地震试验组件上;
步骤3.确定地震时程波;
步骤4.根据检测工况及检测目标对所述被测瓷套管进行检测,得到测量物理量数据;
步骤5.根据所述测量物理量数据调整所述被测瓷套管的检测环境,得到检测结果;
步骤6.根据所述检测结果判断所述被测瓷套管的抗震性。
优选的,所述步骤1包括:
1-1.检验当前瓷套管是否为应用于高压工程的原型套管、且包括套管配件;
若是,则进入1-2;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-1;
1-2.检验当前瓷套管是否已进行过出厂试验;
若是,则进入1-3;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-2;
1-3.检验当前瓷套管内部是否已充油;
若是,则选取当前瓷套管为被测瓷套管;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-3。
优选的,所述步骤2包括:
2-1.将支架底部固定安装在地震试验台上;并将所述被测瓷套管竖直安装在所述支架的上;
2-2.所述被测瓷套管的顶端安装位移传感器和加速度传感器,并在所述支架及所述地震试验台上分别安装所述加速度传感器;
2-3.在靠近所述被测瓷套管中心处的管壁上安装应变片,应变片的数量大于等于四个;
2-4.用吊车吊挂的缆绳固定套接在所述被测瓷套管的上部,并在所述地震试验台上且位于所述被测瓷套管的底部的位置上放置油池。
优选的,所述步骤3包括:
3-1.根据工程站址所在地的地震安全评估报告及《建筑抗震设计规范》,得到所述地震时程波的峰值加速度;
3-2.采用标准地震时程波作为输入地震时程波;
3-3.采用白噪声随机波,对所述被测瓷套管进行单向激振,通过关键部位的加速度反应得到所述被测瓷套管的自振频率和阻尼比。
优选的,所述步骤4包括:
4-1.对所述支架进行白噪声试验,测得所述支架的基本频率;
若测得的所述基本频率中的一阶频率低于33Hz,则加固措施提高支架刚度,并重复4-1;
若测得的所述基本频率中的一阶频率大于等于33Hz,则进入4-2;
4-2.根据检测工况及检测目标对所述被测瓷套管进行单水平向地震试验,在进行试验输入时,叠加所述特高压变电站的主设备本体对所述被测瓷套管的动力放大系数;并且试验振动台响应反应谱包括给定的特高压标准反应谱,两者谱值之差在0~﹢50%之间;
4-3.记录所述单水平向地震试验中的各测点的测量物理量数据;所述测量物理量数据包括加速度测量值、位移测量值及应变测量值。
优选的,所述步骤5包括:
5-1.检测所述被测瓷套管在检测过程中是否产生裂缝或漏油现象;
若是,则判定所述被测瓷套管不满足抗震要求;
若否,则进入5-2;
5-2.判断所述被测瓷套管的破坏应力σv
σvtot≥1.67(1)
Mv/Mtot≥1.67(2)
式(1)及(2)中,σv为设备或材料的破坏应力值;σtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处应力值;Mv为设备或材料的破坏弯矩值;Mtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处弯矩值;
若式(1)及(2)均成立,则进入5-3;
若式(1)及(2)中任一式不成立,则判定所述被测瓷套管不满足抗震要求;
5-3.对所述加速度测量值进行傅里叶变换得到反应谱曲线,求取调整系数Q:
Q=Gm/Gs(3)
式(3)中,Gm为所述被测瓷套管基频点处目标谱值;Gs为所述被测瓷套管基频点处实测谱值;
5-4.将所述测量物理量数据叠加风荷载和设备内压作用下的荷载,得到所述被测瓷套管的检测结果,即所述被测瓷套管在地震作用和设备内压作用下的荷载下的组合后的设备调整数据:
Z=ZEh+ZPk+0.25×ZWk(4)
ZEh=Q×ZEs(5)
式(4)和(5)中,Z为组合后的设备调整数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEh为组合后的地震作用下的设备调整测试数据,包括位移调整量和应变调整量;ZPk为内压作用下下设备的计算数据、为应变数值;ZWk为风荷载作用下设备的计算数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEs为地震试验实测数据,包括位移测量值和应变移测量值。
优选的,所述步骤7包括:
7-1.根据所述检测结果判断所述被测瓷套管的抗震性,并出具抗震性检测报告;
7-2.根据所述抗震性检测报告及电气功能试验报告,给出所述被测瓷套管的抗震性的最终判定结果。
一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测组件,所述瓷套管用于特高压变电站的主设备;所述组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架;
所述支架上竖直安装有被测瓷套管;
所述位移传感器设置在所述被测瓷套管的顶端;
所述加速度传感器分别设置在所述被测瓷套管的顶端、所述支架及所述地震试验台上;
所述应变片安装在所述被测瓷套管的管壁上。
优选的,所述支架为多条型钢及钢板组成的支架、且其高度高于0.5倍的所述被测瓷套管的长度;
所述支架的底部用螺栓固定在所述地震试验台上;
所述被测瓷套管的底端穿过所述支架的顶部、并用螺栓与所述支架法兰连接。
优选的,所述被测瓷套管的上部用吊车吊挂的缆绳固定套接;所述地震试验台上且位于所述被测瓷套管的底部的位置上放置有油池;
所述应变片的数量大于等于四个,且均安装在靠近所述被测瓷套管中心处的管壁上;
所述加速度传感器的数量大于等于三个,且分别设置在所述被测瓷套管的顶端、所述支架的顶端及靠近所述支架的所述地震试验台上。
从上述的技术方案可以看出,本发明提供了一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法及组件,方法通过确定检测用地震时程波;根据检测工况及检测目标对被测瓷套管进行检测,调整被测瓷套管的检测环境并判断被测瓷套管的抗震性。组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架。本发明提出的方法及组件明确且完善地构建了一套针对特高压变电站主设备瓷套管的抗震评估体系,对试验的瓷套管试验前、试验中、试验后操作流程进行细致且高效地检测,有效且可靠地提高特高压瓷套管抗震性能评估能力,进而提高了瓷套管在实际工程应用中的安全性与有效性;该方法及组件结构周密严谨,操作性强,具备极高推广条件。
与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有以下优异效果:
1、本发明所提供的技术方案中,方法通过确定检测用地震时程波;根据检测工况及检测目标对被测瓷套管进行检测,调整被测瓷套管的检测环境并判断被测瓷套管的抗震性;明确且完善地构建了一套针对特高压变电站主设备瓷套管的抗震评估体系,对试验的瓷套管试验前、试验中、试验后操作流程进行细致且高效地检测,有效且可靠地提高特高压瓷套管抗震性能评估能力,进而提高了瓷套管在实际工程应用中的安全性与有效性。
2、本发明所提供的技术方案,组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架;有效且可靠地提高特高压瓷套管抗震性能评估能力,进而提高了瓷套管在实际工程应用中的安全性与有效性。
3、本发明所提供的技术方案,方法及组件结构周密严谨,操作性强,具备极高推广条件。
4、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
图1是本发明的一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法的流程图;
图2是本发明的检测方法中步骤1的流程示意图;
图3是本发明的检测方法中步骤2的流程示意图;
图4是本发明的检测方法中步骤3的流程示意图;
图5是本发明的检测方法中步骤4的流程示意图;
图6是本发明的检测方法中步骤5的流程示意图;
图7是本发明的检测方法中步骤7的流程示意图;
图8是本发明的一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测组件的示意图;
图9是本发明的一种利用瓷套管抗震性检测组件的瓷套管抗震性检测方法的具体应用例中的峰值加速度为1.0g的标准时程波图;
图10是本发明的具体应用例中的白噪声随机波图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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,本发明提供一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法;方法包括如下步骤:
步骤1.检测并选取被测瓷套管;
步骤2.将被测瓷套管固定安装在地震试验组件上;
步骤3.确定地震时程波;
步骤4.根据检测工况及检测目标对被测瓷套管进行检测,得到测量物理量数据;
步骤5.根据测量物理量数据调整被测瓷套管的检测环境,得到检测结果;
步骤6.根据检测结果判断被测瓷套管的抗震性。
如图2所示,步骤1包括:
1-1.检验当前瓷套管是否为应用于高压工程的原型套管、且包括套管配件;
若是,则进入1-2;
若否,则更换瓷套管,并重复1-1;
1-2.检验当前瓷套管是否已进行过出厂试验;
若是,则进入1-3;
若否,则更换瓷套管,并重复1-2;
1-3.检验当前瓷套管内部是否已充油;
若是,则选取当前瓷套管为被测瓷套管;
若否,则更换瓷套管,并重复1-3。
如图3所示,步骤2包括:
2-1.将支架底部固定安装在地震试验台上;并将被测瓷套管竖直安装在支架的上;
2-2.被测瓷套管的顶端安装位移传感器和加速度传感器,并在支架及地震试验台上分别安装加速度传感器;
2-3.在靠近被测瓷套管中心处的管壁上安装应变片,应变片的数量大于等于四个;
2-4.用吊车吊挂的缆绳固定套接在被测瓷套管的上部,并在地震试验台上且位于被测瓷套管的底部的位置上放置油池。
如图4所示,步骤3包括:
3-1.根据工程站址所在地的地震安全评估报告及《建筑抗震设计规范》,得到地震时程波的峰值加速度;
3-2.采用标准地震时程波作为输入地震时程波;
3-3.采用白噪声随机波,对被测瓷套管进行单向激振,通过关键部位的加速度反应得到被测瓷套管的自振频率和阻尼比。
如图5所示,步骤4包括:
4-1.对支架进行白噪声试验,测得支架的基本频率;
若测得的基本频率中的一阶频率低于33Hz,则加固措施提高支架刚度,并重复4-1;
若测得的基本频率中的一阶频率大于等于33Hz,则进入4-2;
4-2.根据检测工况及检测目标对被测瓷套管进行单水平向地震试验,在进行试验输入时,叠加特高压变电站的主设备本体对被测瓷套管的动力放大系数;并且试验振动台响应反应谱包括给定的特高压标准反应谱,两者谱值之差在0~﹢50%之间;
4-3.记录单水平向地震试验中的各测点的测量物理量数据;测量物理量数据包括加速度测量值、位移测量值及应变测量值。
如图6所示,步骤5包括:
5-1.检测被测瓷套管在检测过程中是否产生裂缝或漏油现象;
若是,则判定被测瓷套管不满足抗震要求;
若否,则进入5-2;
5-2.判断被测瓷套管的破坏应力σv
σvtot≥1.67(1)
Mv/Mtot≥1.67(2)
式(1)及(2)中,σv为设备或材料的破坏应力值;σtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处应力值;Mv为设备或材料的破坏弯矩值;Mtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处弯矩值;
若式(1)及(2)均成立,则进入5-3;
若式(1)及(2)中任一式不成立,则判定被测瓷套管不满足抗震要求;
5-3.对加速度测量值进行傅里叶变换得到反应谱曲线,求取调整系数Q:
Q=Gm/Gs(3)
式(3)中,Gm为被测瓷套管基频点处目标谱值;Gs为被测瓷套管基频点处实测谱值;
5-4.将测量物理量数据叠加风荷载和设备内压作用下的荷载,得到被测瓷套管的检测结果,即被测瓷套管在地震作用和设备内压作用下的荷载下的组合后的设备调整数据:
Z=ZEh+ZPk+0.25×ZWk(4)
ZEh=Q×ZEs(5)
式(4)和(5)中,Z为组合后的设备调整数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEh为组合后的地震作用下的设备调整测试数据,包括位移调整量和应变调整量;ZPk为内压作用下下设备的计算数据、为应变数值;ZWk为风荷载作用下设备的计算数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEs为地震试验实测数据,包括位移测量值和应变移测量值。
如图7所示,步骤7包括:
7-1.根据检测结果判断被测瓷套管的抗震性,并出具抗震性检测报告;
7-2.根据抗震性检测报告及电气功能试验报告,给出被测瓷套管的抗震性的最终判定结果。
如图8所示,本发明提供一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测组件,瓷套管用于特高压变电站的主设备;组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架;
支架上竖直安装有被测瓷套管;
位移传感器设置在被测瓷套管的顶端;
加速度传感器分别设置在被测瓷套管的顶端、支架及地震试验台上;
应变片安装在被测瓷套管的管壁上。
其中,支架为多条型钢及钢板组成的支架、且其高度高于0.5倍的被测瓷套管的长度;
支架的底部用螺栓固定在地震试验台上;
被测瓷套管的底端穿过支架的顶部、并用螺栓与支架法兰连接。
其中,被测瓷套管的上部用吊车吊挂的缆绳固定套接;地震试验台上且位于被测瓷套管的底部的位置上放置有油池;
应变片的数量大于等于四个,且均安装在靠近被测瓷套管中心处的管壁上;
加速度传感器的数量大于等于三个,且分别设置在被测瓷套管的顶端、支架的顶端及靠近支架的地震试验台上。
本发明提供一种利用瓷套管抗震性检测组件的瓷套管抗震性检测方法的具体应用例,瓷套管即为特高压主设备瓷套管;具体包括:
(1)试验试件选择原则;
(2)套管抗震试验试件安装方式;
(3)针对特高压主设备瓷套管抗震试验的输入地震加速度时程波选择;
(4)抗震试验工况设计方案;
(5)测点布置方案;
(6)试验结果处理准则,包括风荷载、内部气压叠加等;
(7)试验结果评估准则;
(8)试验后续相关工作。
1.试件选取原则:
1)进行试验的主设备瓷套管应为应用于工程的原型套管,且应包括主要配件。
2)套管出厂时应进行完备的出厂试验。
3)套管内部须充油。
2.试件安装方式:
1)试件通过支架安装于地震试验台上,所采用支架应由型钢或钢板构成。固定在地震试验台上的支架1阶频率应大于33Hz。
2)支架底部通过高强螺栓与地震试验台相连。螺栓个数应通过计算得到,保证螺栓不因受拉、受剪及受弯而发生破坏。
3)支架上部通过螺栓与套管法兰连接,支架高度应大于套管连接套筒与下瓷件的长度,从而保证套管可固定于地震试验台。
4)套管上端应由吊车通过缆绳予以保护,防止试验过程中套管断裂后坠落;套管下端支架底部应提前放置油池,避免试件损坏漏油污损试验台。
3.时程波的选取:
1)应依据设备拟应用工程站址所在地地震安全评估报告中50年超越概率2%的地震加速度与现行《建筑抗震设计规范》中附录A基本地震加速度中的较大值确定时程波的峰值加速度。其中对于《建筑抗震设计规范》中附录A设计基本地震加速度应提高1度进行考量,但对于9度及以上地区不再提高。
2)采用标准时程波作为输入时程波考量试件的抗震性能。标准时程波是根据标准反应谱人工拟合的加速度时程波,强震段持时不少于20s。图9为峰值加速度为1.0g的标准时程波,具体到某一等级的时程波输入,可将图9中对应数据成比例增大或减小即可。
3)采用白噪声随机波测量试件自振频率和阻尼比。白噪声随机波频率范围为0.1Hz~50Hz,加速度峰值为0.05g,持续时间不少于60s。对试件进行单向激振,通过关键部位的加速度反应得到设备的自振频率和阻尼比。白噪声随机波波形如图10所示。
4.试验工况:
1)主设备瓷套管近似为轴对称结构,不会出现明显的扭转振型,一个水平方向上的地震输入不会造成另一个水平方向上明显的震动响应,只需要进行单水平向地震试验。
2)特高压变电站主设备本体对瓷套管动力放大系数确定为2.0,在进行试验输入时,此系数应叠加
3)试验振动台响应反应谱(TRS)应包络给定的特高压标准反应谱(RRS),两者谱值之差应在0~﹢50%之间,若TRS有小部分单个点在容差带之外且与试件共振频率不一致仍可接受。
基于上述原则,设定试验工况如表1所示:
表1试验工况表
5.测点布置方案:
特高压变电站主设备瓷套管抗震试验主要测量物理量为加速度、位移、应变。测点布置方案示意如图8所示。
6.试验结果处理准则:
1)通过白噪声试验测定设备支架基本频率,若1阶频率低于33Hz,应采取加固措施提高支架刚度,直至满足33Hz要求后再进行后续试验。
2)取支架顶端加速度传感器测试数据,进行傅里叶变换后得到反应谱曲线。取试件基频点处实测谱值为Gs,基频点处目标谱值为Gm。为保证实际输入试件的时程波与目标时程波一致,则确定调整系数Q如式1所示。实测应力、位移数值应乘以调整系数Q。
Q=Gm/Gs(1)
3)试验数据应叠加风荷载和设备内压作用下的荷载。套管在地震作用和其他荷载的组合,应按式2,式3计算。
Z=ZEh+ZPk+0.25×ZWk(2)
ZEh=Q×ZEs(3)
式中:
Z为组合后的设备调整测试数据,包括位移、应变等;
ZEh为组合后的地震作用下设备的调整测试数据,包括位移、应变数值;
ZPk为内压作用下下设备的计算数据,仅包括应变数值,数值应由计算得到;
ZWk为风荷载作用下设备的计算数据,包括位移、应变数值,数值应由有限元仿真计算得到;
ZEs为地震试验实测数据,包括位移、应变数值。
7.试验结果评估准则:
若试件在试验工程中产生目测可得的裂缝、漏油等显现,则认为试件破坏,试件不满足抗震要求。
若试件未见破坏,则依据《特高压瓷绝缘电气设备抗震设计及减震装置安装与维护技术规程》(Q/GDW11132-2013),瓷套管根部或其他危险断面处产生的应力值应小于设备或材料的容许应力值,当采用破坏应力(破坏弯矩)进行判定时,应满足式4、式5的规定。
σvtot≥1.67(4)
Mv/Mtot≥1.67(5)
式中:
σv为设备或材料的破坏应力值,MPa;
σtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处应力值,MPa;
Mv为设备或材料的破坏弯矩值,N·m;
Mtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处弯矩值,N·m。
试件调整后的最大位移值应提供给厂家或相关设计部门,保证位移值满足设计要求。
8.试验后续相关工作:
1)试验单位或试验委托单位应出具试验报告;
2)试件应由第三方进行电气功能型式试验,并出具试验报告;
3)综合评判抗震试验报告和电气功能试验报告结论,确定试件是否具备给定设计基本地震加速的抗震性能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1.检测并选取所述被测瓷套管;
步骤2.将所述被测瓷套管固定安装在地震试验组件上;
步骤3.确定地震时程波;
步骤4.根据检测工况及检测目标对所述被测瓷套管进行检测,得到测量物理量数据;
步骤5.根据所述测量物理量数据调整所述被测瓷套管的检测环境,得到检测结果;
步骤6.根据所述检测结果判断所述被测瓷套管的抗震性。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1包括:
1-1.检验当前瓷套管是否为应用于高压工程的原型套管、且包括套管配件;
若是,则进入1-2;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-1;
1-2.检验当前瓷套管是否已进行过出厂试验;
若是,则进入1-3;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-2;
1-3.检验当前瓷套管内部是否已充油;
若是,则选取当前瓷套管为被测瓷套管;
若否,则更换所述瓷套管,并重复1-3。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤2包括:
2-1.将支架底部固定安装在地震试验台上;并将所述被测瓷套管竖直安装在所述支架的上;
2-2.所述被测瓷套管的顶端安装位移传感器和加速度传感器,并在所述支架及所述地震试验台上分别安装所述加速度传感器;
2-3.在靠近所述被测瓷套管中心处的管壁上安装应变片,应变片的数量大于等于四个;
2-4.用吊车吊挂的缆绳固定套接在所述被测瓷套管的上部,并在所述地震试验台上且位于所述被测瓷套管的底部的位置上放置油池。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤3包括:
3-1.根据工程站址所在地的地震安全评估报告及《建筑抗震设计规范》,得到所述地震时程波的峰值加速度;
3-2.采用标准地震时程波作为输入地震时程波;
3-3.采用白噪声随机波,对所述被测瓷套管进行单向激振,通过关键部位的加速度反应得到所述被测瓷套管的自振频率和阻尼比。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤4包括:
4-1.对所述支架进行白噪声试验,测得所述支架的基本频率;
若测得的所述基本频率中的一阶频率低于33Hz,则加固措施提高支架刚度,并重复4-1;
若测得的所述基本频率中的一阶频率大于等于33Hz,则进入4-2;
4-2.根据检测工况及检测目标对所述被测瓷套管进行单水平向地震试验,在进行试验输入时,叠加所述特高压变电站的主设备本体对所述被测瓷套管的动力放大系数;并且试验振动台响应反应谱包括给定的特高压标准反应谱,两者谱值之差在0~﹢50%之间;
4-3.记录所述单水平向地震试验中的各测点的测量物理量数据;所述测量物理量数据包括加速度测量值、位移测量值及应变测量值。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤5包括:
5-1.检测所述被测瓷套管在检测过程中是否产生裂缝或漏油现象;
若是,则判定所述被测瓷套管不满足抗震要求;
若否,则进入5-2;
5-2.判断所述被测瓷套管的破坏应力σv
σvtot≥1.67(1)
Mv/Mtot≥1.67(2)
式(1)及(2)中,σv为设备或材料的破坏应力值;σtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处应力值;Mv为设备或材料的破坏弯矩值;Mtot为组合、调整后的设备根部或危险断面处弯矩值;
若式(1)及(2)均成立,则进入5-3;
若式(1)及(2)中任一式不成立,则判定所述被测瓷套管不满足抗震要求;
5-3.对所述加速度测量值进行傅里叶变换得到反应谱曲线,求取调整系数Q:
Q=Gm/Gs(3)
式(3)中,Gm为所述被测瓷套管基频点处目标谱值;Gs为所述被测瓷套管基频点处实测谱值;
5-4.将所述测量物理量数据叠加风荷载和设备内压作用下的荷载,得到所述被测瓷套管的检测结果,即所述被测瓷套管在地震作用和设备内压作用下的荷载下的组合后的设备调整数据:
Z=ZEh+ZPk+0.25×ZWk(4)
ZEh=Q×ZEs(5)
式(4)和(5)中,Z为组合后的设备调整数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEh为组合后的地震作用下的设备调整测试数据,包括位移调整量和应变调整量;ZPk为内压作用下下设备的计算数据、为应变数值;ZWk为风荷载作用下设备的计算数据,包括位移调整量和应变调整量;ZEs为地震试验实测数据,包括位移测量值和应变移测量值。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤7包括:
7-1.根据所述检测结果判断所述被测瓷套管的抗震性,并出具抗震性检测报告;
7-2.根据所述抗震性检测报告及电气功能试验报告,给出所述被测瓷套管的抗震性的最终判定结果。
8.一种特高压变电站主设备瓷套管抗震性检测组件,所述瓷套管用于特高压变电站的主设备;其特征在于,所述组件包括位移传感器、加速度传感器、应变片和设置在地震试验台上的支架;
所述支架上竖直安装有被测瓷套管;
所述位移传感器设置在所述被测瓷套管的顶端;
所述加速度传感器分别设置在所述被测瓷套管的顶端、所述支架及所述地震试验台上;
所述应变片安装在所述被测瓷套管的管壁上。
9.如权利要求8所述的组件,其特征在于,所述支架为多条型钢及钢板组成的支架、且其高度高于0.5倍的所述被测瓷套管的长度;
所述支架的底部用螺栓固定在所述地震试验台上;
所述被测瓷套管的底端穿过所述支架的顶部、并用螺栓与所述支架法兰连接。
10.如权利要求8所述的组件,其特征在于,所述被测瓷套管的上部用吊车吊挂的缆绳固定套接;所述地震试验台上且位于所述被测瓷套管的底部的位置上放置有油池;
所述应变片的数量大于等于四个,且均安装在靠近所述被测瓷套管中心处的管壁上;
所述加速度传感器的数量大于等于三个,且分别设置在所述被测瓷套管的顶端、所述支架的顶端及靠近所述支架的所述地震试验台上。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106052996A (zh) * 2016-07-12 2016-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN106052999A (zh) * 2016-07-12 2016-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管外表面抗震试验装置及试验方法
CN106153440A (zh) * 2016-07-12 2016-11-23 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内导杆抗震试验样品及穿墙套管抗震试验样品
CN106226177A (zh) * 2016-07-12 2016-12-14 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内外抗震试验装置及试验方法
CN106568566A (zh) * 2016-10-21 2017-04-19 中国电力科学研究院 干式空心并联电抗器抗震试验方法及测试系统
CN106644338A (zh) * 2016-11-22 2017-05-10 中国电力科学研究院 一种检验特高压电气设备抗震性能的方法
CN106872286A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 中国电力科学研究院 复合套管电气设备连接部位弯曲刚度的计算方法及系统
CN107063611A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 中国电力科学研究院 支柱类复合材料电气设备抗震评估方法
CN107525643A (zh) * 2017-09-25 2017-12-29 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN107798206A (zh) * 2017-12-11 2018-03-13 江苏壹鼎崮机电科技有限公司 建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法
CN108229056A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 江苏壹鼎崮机电科技有限公司 建筑抗震支吊架的抗震可靠度设计方法
CN110686845A (zh) * 2018-10-25 2020-01-14 上海核工程研究设计院有限公司 一种用于金属软管等效静力法抗震鉴定试验装置
CN112345185A (zh) * 2020-10-16 2021-02-09 同济大学 一种特高压换流站地震损伤实时监测系统
CN113776763A (zh) * 2021-09-16 2021-12-10 常州格林电力机械制造有限公司 一种核级液压阻尼器横向抗震测试方法
CN114047400A (zh) * 2021-11-10 2022-02-15 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种变电站瓷套设备震中姿态监测系统
CN114372722A (zh) * 2022-01-13 2022-04-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种地震条件下典型瓷柱式电力设备电气性能评估方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102664357A (zh) * 2012-05-07 2012-09-12 中国电力科学研究院 一种电气设备的三等级抗震设防方法
CN102706526A (zh) * 2012-05-14 2012-10-03 中国电力科学研究院 一种电力变压器及套管抗震试验模型和试验方法
CN102830020A (zh) * 2012-07-18 2012-12-19 中国电力科学研究院 一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置及安装测试方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102664357A (zh) * 2012-05-07 2012-09-12 中国电力科学研究院 一种电气设备的三等级抗震设防方法
CN102706526A (zh) * 2012-05-14 2012-10-03 中国电力科学研究院 一种电力变压器及套管抗震试验模型和试验方法
CN102830020A (zh) * 2012-07-18 2012-12-19 中国电力科学研究院 一种特高压瓷套管连接弯曲刚度测试装置及安装测试方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曹枚根等: "大型电力变压器及套管振动台抗震试验研究", 《振动与冲击》 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106052999B (zh) * 2016-07-12 2018-06-12 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管外表面抗震试验装置及试验方法
CN106052999A (zh) * 2016-07-12 2016-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管外表面抗震试验装置及试验方法
CN106153440A (zh) * 2016-07-12 2016-11-23 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内导杆抗震试验样品及穿墙套管抗震试验样品
CN106226177A (zh) * 2016-07-12 2016-12-14 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内外抗震试验装置及试验方法
CN106153440B (zh) * 2016-07-12 2022-12-27 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内导杆抗震试验样品及穿墙套管抗震试验样品
CN106226177B (zh) * 2016-07-12 2023-04-07 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管内外抗震试验装置及试验方法
CN106052996A (zh) * 2016-07-12 2016-10-26 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN106052996B (zh) * 2016-07-12 2018-06-19 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流复合穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN106568566A (zh) * 2016-10-21 2017-04-19 中国电力科学研究院 干式空心并联电抗器抗震试验方法及测试系统
CN106644338A (zh) * 2016-11-22 2017-05-10 中国电力科学研究院 一种检验特高压电气设备抗震性能的方法
CN106872286A (zh) * 2017-01-04 2017-06-20 中国电力科学研究院 复合套管电气设备连接部位弯曲刚度的计算方法及系统
CN107063611A (zh) * 2017-04-11 2017-08-18 中国电力科学研究院 支柱类复合材料电气设备抗震评估方法
CN107063611B (zh) * 2017-04-11 2020-07-24 中国电力科学研究院 支柱类复合材料电气设备抗震评估方法
CN107525643A (zh) * 2017-09-25 2017-12-29 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN107525643B (zh) * 2017-09-25 2024-02-13 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压直流穿墙套管抗震试验装置及试验方法
CN107798206A (zh) * 2017-12-11 2018-03-13 江苏壹鼎崮机电科技有限公司 建筑抗震支吊架的抗震优化设计方法
CN108229056A (zh) * 2018-01-29 2018-06-29 江苏壹鼎崮机电科技有限公司 建筑抗震支吊架的抗震可靠度设计方法
CN108229056B (zh) * 2018-01-29 2021-10-29 江苏壹鼎崮机电科技有限公司 建筑抗震支吊架的抗震可靠度设计方法
CN110686845A (zh) * 2018-10-25 2020-01-14 上海核工程研究设计院有限公司 一种用于金属软管等效静力法抗震鉴定试验装置
CN112345185A (zh) * 2020-10-16 2021-02-09 同济大学 一种特高压换流站地震损伤实时监测系统
CN113776763A (zh) * 2021-09-16 2021-12-10 常州格林电力机械制造有限公司 一种核级液压阻尼器横向抗震测试方法
CN113776763B (zh) * 2021-09-16 2024-04-16 常州格林电力机械制造有限公司 一种核级液压阻尼器横向抗震测试方法
CN114047400A (zh) * 2021-11-10 2022-02-15 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种变电站瓷套设备震中姿态监测系统
CN114372722A (zh) * 2022-01-13 2022-04-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种地震条件下典型瓷柱式电力设备电气性能评估方法
CN114372722B (zh) * 2022-01-13 2024-05-31 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种地震条件下典型瓷柱式电力设备电气性能评估方法

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