CN106786282A - 一种电气设备滑动金具 - Google Patents

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刘振林
程永锋
卢智成
常林晶
朱祝兵
李俊辉
王建勋
钟珉
李圣
孙宇晗
张炜
林森
张谦
韩嵘
孟宪政
高坡
刘海龙
王海菠
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Pinggao Group Co Ltd
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Pinggao Group Co Ltd
State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00—Overhead installations of electric lines or cables
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02G7/14—Arrangements or devices for damping mechanical oscillations of lines, e.g. for reducing production of sound

Abstract

本发明公开了一种电气设备滑动金具，包括用于连接管母线的托座和用于连接电气设备的连接板，托座底端设置有支腿，支腿中穿设有支撑轴，支撑轴上还穿设有支撑板，所撑板与所述连接板相固定，支撑板上开设有滑动槽，支撑轴穿设在所述滑动槽中并可沿所述滑动槽滑动，滑动槽呈圆弧形。本发明能够使滑动金具在地震作用下较好地发生位移滑动，平衡回路系统中设备变形产生的高度差，从而减小地震对电气设备的不利影响，保护电气设备结构体系，维护电网系统安全运行，提高电气设备的抗震性能。

Description

一种电气设备滑动金具
技术领域
本发明涉及电气设备金具技术领域，具体涉及一种电气设备滑动金具。
背景技术
历次大地震中，电力系统的破坏均使我国国民经济损失惨重，调查发现，汶川地震、玉树地震和唐山地震中损坏的电气设备，主要是含有大型瓷套管的高压设备，包括避雷器、断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器等。
变电站支柱类电气设备具有“细、高、柔、重”等特点，且该类设备大都由脆性的陶瓷材料组成，地震时瓷套管的根部承受很大的弯矩，易使瓷套管强度不足而断裂。目前，虽然有部分设备采用破坏应力较高的复合材料，但复合材料相对陶瓷材料柔度大，地震作用下会产生更大的位移，给电网的安全稳定运行也会带来一定的安全隐患。鉴于支柱类电气设备抗震性能差、地震易损性高等特点，有必要采取相关减震技术手段来降低此类设备在地震作用下的反应。
变电站和换流站内电气设备经硬管母连接形成的回路系统中，硬管母与电气设备间需要通过连接金具过渡连接，常规硬管母连接的互连回路中金具分为两类：固定金具和滑动金具，其中滑动金具安装方便，能够在大跨度互连回路设备中释放温度效应导致的内力，减轻温度效应对设备的影响，同时滑动金具也可在设备回路受地震、大风作用时发生滑动位移，降低电气设备结构响应，保护电气设备结构，维护电网系统安全运行，从而保护电气设备结构体系。
针对硬管母连接的支柱类电气设备，现有技术中主要利用滑动式耗能金具来降低电气设备的地震反应，滑动式耗能金具通过内部的滑动触头和滑动槽之间的摩擦消耗地震能量，从而减小设备在地震作用下的应力、位移等反应，提高设备的抗震能力。该金具本身造价成本相对低廉，构造连接与普通的管母滑动金具一致，具有广阔的工程应用空间。
然而，目前应用于硬管母连接回路中的滑动金具存在如下问题：
1. 现有滑动金具的滑动槽长度过小，而高电压等级的电气设备在地震作用下的顶部位移响应较大，极易发生在滑动过程中碰撞滑动槽，从而加大电气设备地震响应的不利情况。
2. 现有滑动金具的滑动槽为平直轨道，而电气设备受地震作用后发生弯曲变形，设备高度将会发生变化，此时滑动金具的滑动就会受到阻碍。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电气设备滑动金具，能够有效降低电气设备在地震作用下的反应，保护电气设备结构体系，维护电网系统安全运行，提高电气设备的抗震性能。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种电气设备滑动金具，包括用于连接管母线的托座和用于连接电气设备的连接板，所述托座底端设置有支腿，所述支腿中穿设有支撑轴，所述支撑轴上还穿设有支撑板，所述支撑板与所述连接板相固定，所述支撑板上开设有滑动槽，所述支撑轴穿设在所述滑动槽中并可沿所述滑动槽滑动，所述滑动槽呈圆弧形。
所述滑动槽的两端均设置有缓冲弧段，所述缓冲弧段的曲率大于所述滑动槽的曲率。
所述滑动槽的曲率半径为电气设备高度的0.5～2倍。
所述缓冲弧段的曲率半径为电气设备高度的5倍。
所述滑动槽和缓冲弧段在水平面上的投影总长度为0.1m～1m。
所述托座顶端设有圆弧面，所述圆弧面与管母线的外周相贴合。
所述托座顶端与管母线通过焊接固定。
所述连接板通过螺栓与电气设备相连接。
本发明具有以下有益效果：本发明中通过圆弧形滑动槽的设计，能够使滑动金具在地震作用下较好地发生位移滑动，避免在滑动过程中碰撞滑动槽，平衡回路系统中设备变形产生的高度差，从而减小地震时设备响应导致的管母线内的拉压力，降低电气设备之间耦合效应带来的不利影响，保护电气设备结构体系，维护电网系统安全运行，提高电气设备的抗震性能。
附图说明
图1是电气设备回路系统布置示意图；
图2是图1所示的滑动金具的结构示意图；
图3是图2的左视图；
图4是图2的俯视图（硬管母未示出）；
图中：1、支架，2、电气设备，3、硬管母，4、固定金具，5、滑动金具，51、连接板，52、支撑板，521、滑动槽，522、缓冲弧段，53、支撑轴，54、托座，541、支腿，55、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图2所示，一种电气设备滑动金具5，包括托座54、连接板51、支撑轴53和支撑板52，托座54用于连接硬管母3，连接板51用于连接电气设备2，托座54的底端设置有支腿541，支腿541中穿设有支撑轴53，支撑轴53上还穿设有支撑板52，支撑板52与连接板51相固定。
其中托座54的底端设置有两个支腿541，支撑板52有两个且均位于两个支腿541之间，支撑轴53贯穿两个支腿541和两个支撑板52。
两个支腿541呈对称布置，以硬管母3沿竖直方向的轴向纵切面为对称面；两个支撑板52呈对称布置，以硬管母3沿竖直方向的轴向纵切面为对称面，以使得受力更加均匀，从而使得硬管母3和电气设备2之间的连接更加稳固。
如图3所示，支撑板52上开设有滑动槽521，支撑轴53穿设在滑动槽521中并可沿滑动槽521滑动，滑动槽521呈圆弧形,以使得在地震作用下支撑轴53能够从滑动槽521的中心向两端顺利滑动，平衡互连回路中设备变形产生的高度差，可避免因支撑轴53对滑动槽521的上壁或下壁的碰撞，支撑轴53对滑动槽521的上壁或下壁的碰撞会加大电气设备2之间的耦合作用而产生不利影响。
在其中一个实施例中，如图3所示，滑动槽521的两端均设置有缓冲弧段522，缓冲弧段522的曲率大于滑动槽521的曲率。其中滑动槽521的曲率是指滑动槽521的中心线b1b2的曲率，缓冲弧段522的曲率是指缓冲弧段522中心线a1a2的曲率。
缓冲弧段522的曲率大于滑动槽521的曲率，可使得当电气设备2的顶部位移响应过大而所需滑动位移超过滑动槽521设计的滑动极限位移时，支撑轴53进入曲率较大的缓冲弧段522所在轨道，使得支撑轴53对轨道壁的作用力缓慢增加，而不会对支撑板52产生较大的冲击力，避免了冲击力对回路系统的电气设备2的不利影响。
进一步地，滑动槽521的曲率半径为电气设备2的高度L的0.5～2倍,其中电气设备2的高度L如图1所示。
进一步地，缓冲弧段522的曲率半径为电气设备2的高度L的5倍, 以达到更好地缓冲效果，减少支撑轴53对支撑板52产生的冲击力，其中电气设备2的高度L如图1所示。
进一步地，如图3所示，滑动槽521和缓冲弧段522在水平面上的投影总长度D为0.1m～1m，以保证足够的滑动长度。
进一步地，如图2和图4所示，托座54顶端设有圆弧面，圆弧面与硬管母3的外周相贴合。
托座54顶端与硬管母3通过焊接固定。
如图3和图4所示，连接板21为圆盘状，连接板51通过螺栓55与电气设备2的顶部法兰相连接。
进一步的，电气设备2的电压为110kv～1100kv。
使用时，如图1所示，滑动金具5安装于电气设备形成的回路系统中，电气设备形成的回路系统包括支架1、电气设备2和硬管母3，硬管母3即为管形母线，电气设备2的两端分别与支架1和硬管母3相连接，通过硬管母3的连接使得电气设备2之间形成回路系统，其中硬管母3的一端通过固定金具4与其中一个电气设备2顶端相连接，硬管母3的另一端通过滑动金具5与另外一个电气设备2的顶端相连接。在布置时刚度较大的电气设备2的顶部采用固定金具4，较柔的电气设备2的顶部采用滑动金具5，其中图1中所示L为电气设备2的高度；
滑动金具5一般布置在较柔的电气设备2上，当发生地震时，较柔的电气设备2的顶部位移响应较大，电气设备2变形后高度将有所降低，此时滑动金具5中的支撑轴53能够从滑动槽521的中心向两端较高的弧段滑动，以使得在地震作用下支撑轴53能够从滑动槽521的中心向两端顺利滑动，从而平衡回路系统中由于电气设备2变形而产生的高度差，使硬管母3尽量保持水平，从而避免地震作用力对电气设备2产生的不利影响，减轻电气设备2之间的相互耦合导致的不利影响。当电气设备2的顶部位移响应过大而所需滑动位移超过滑动槽521设计的滑动极限位移时，支撑轴53进入曲率较大的缓冲弧段522所在轨道，使得支撑轴53对轨道壁的作用力缓慢增加，而不会对支撑板52产生较大的冲击力，避免冲击力对回路系统的电气设备2产生的不利影响。
电气设备回路系统常由多种电气设备组成，各电气设备结构动力特性不一，致使各电气设备在地震时的位移大小及变形方向存在差异，电气设备在地震作用中主要发生弯曲变形，设备顶部位移响应最大，互连回路中滑动金具常布置在较柔设备上，本实施例充分考虑了地震作用下电气设备发生弯曲变形而导致的设备高度变化，通过滑动槽521的设计，确保支撑轴53能够顺利地发生滑动位移，平衡互连回路中设备变形产生的高度差，从而减小电气设备响应导致的硬管母线内的拉压力，降低耦合效应的不利影响，从而提高电气设备的地震安全性能。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种电气设备滑动金具，其特征是，包括用于连接管母线的托座和用于连接电气设备的连接板，所述托座底端设置有支腿，所述支腿中穿设有支撑轴，所述支撑轴上还穿设有支撑板，所述支撑板与所述连接板相固定，所述支撑板上开设有滑动槽，所述支撑轴穿设在所述滑动槽中并可沿所述滑动槽滑动，所述滑动槽呈圆弧形。
2.如权利要求1所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述滑动槽的两端均设置有缓冲弧段，所述缓冲弧段的曲率大于所述滑动槽的曲率。
3.如权利要求1所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述滑动槽的曲率半径为电气设备高度的0.5～2倍。
4.如权利要求2所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述缓冲弧段的曲率半径为电气设备高度的5倍。
5.如权利要求2所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述滑动槽和缓冲弧段在水平面上的投影总长度为0.1m～1m。
6.如权利要求1所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述托座顶端设有圆弧面，所述圆弧面与管母线的外周相贴合。
7.如权利要求1所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述托座顶端与管母线通过焊接固定。
8.如权利要求1所述的电气设备滑动金具，其特征是，所述连接板通过螺栓与电气设备相连接。
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