CN110770464A - 联接设备、支撑结构和方法 - Google Patents

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Abstract

一种联接设备(10)，其包括两个支撑构件(12)；接头(14)，其将两个支撑构件(12)连接，并且允许在支撑构件(12)之间围绕至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转；以及至少一个阻尼元件(24)，其将两个支撑构件(12)与接头(14)平行地连接；其中至少一个阻尼元件(24)被配置为通过在支撑构件(12)之间围绕至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转而塑性变形。还提供了用于支撑质量块的支撑结构(36)、用于调节联接设备(10)的刚度的方法和用于向联接设备(10)提供刚度的方法。

Description

联接设备、支撑结构和方法
技术领域
本公开总体上涉及联接设备。尤其是提供了联接设备，该联接设备包括接头及至少一个与接头平行的阻尼元件，用于支撑质量块的支撑结构，其中支撑结构包括至少一个联接设备，用于调节联接设备的刚度的方法以及用于向联接设备提供刚度的方法。
背景技术
高电压装备需要到地面的大的绝缘距离。当装备被定位站立在地面上(诸如地板上)时，在装备和地面之间需要长柱绝缘体被。装备可以是重的，例如20至30公制吨，并且在柱绝缘体中的弯矩可以非常高，特别是在地震事件期间。柱绝缘体具有不能够处理这些弯曲载荷的趋势。由于机械原因，将这些大的弯矩传递至柱绝缘体的附接点可能是不合适的。因此，一种备选方案是在柱绝缘体和高电压装备之间和/或在柱绝缘体和地之间使用完全柔性的接头。
还已知的是，通过使用刚性交叉支撑来处理这些载荷。这可以通过附接将处于交叉配置的刚性绝缘体在(通常为四个)柱绝缘体之间来完成，并且可以通过交叉支撑绝缘体的拉紧和/或压缩，而不是柱绝缘体中的弯矩来吸收地震载荷。
CN 104852603 A描述了多电平电压源电流转换器阀塔。该塔由包括多个竖直绝缘体的支撑结构被支撑。交叉支撑被布置在竖直绝缘体之间。
发明内容
通过将柱绝缘体联接到完全柔性的接头，柱绝缘体的载荷携带能力可能未被完全利用。假设联接设备包括接头和一个或多个液压阻尼器以阻尼接头的运动，则可能发生泄漏的问题，并且液压阻尼器将需要维护。液压阻尼器也是昂贵的。
通过使用布置为在柱绝缘体之间的交叉支撑的绝缘体，非常高的载荷可以被引入到交叉支撑绝缘体并被引入到它们的附接点。针对高地震等级，该方案是不适用的。
本公开的一个目标是提供具有阻尼功能的简易的联接设备。
本公开的另一目标是提供具有阻尼功能的便宜的联接设备。
本公开的又一目标是提供具有长使用寿命的、具有阻尼功能的可靠联接设备。
本公开的又一目标是提供具有可容易调节的阻尼特性的联接设备。
本公开的又一目标是提供能够更好地利用支撑结构的柱的载荷携带能力，而不在柱中引入过高的弯矩的联接设备。
本公开的又一目标是提供用于质量块诸如高电压单元的质量块的支撑结构，其可以承受高等级的地震力。
本公开的又一目标是提供用于调节解决前述目标的一个或多个的联接设备的刚度的方法。
本公开的又一目标是用于向解决前述目标的一个或多个的联接设备提供刚度的方法。
根据一个方面，提供了联接设备，其包括两个支撑构件；接头，其连接两个支撑构件，并且允许支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转；以及至少一个阻尼元件，其将两个支撑构件与接头平行地连接；其中至少一个阻尼元件被配置为通过在支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转而塑性变形。
通过允许至少一个阻尼元件塑性变形，阻尼功能被引入到联接设备。当至少一个阻尼元件塑性变形时，在两个支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线(例如倾斜移动)的相对运动可以被阻尼。
因此，来自支撑构件的相对运动的动能可以被转换为至少一个阻尼元件的塑性功。至少一个阻尼元件的弹性(即可逆的)形变阶段反映了联接设备的刚度，并且至少一个阻尼元件的塑性(即不可逆的)形变阶段反映了联接设备的阻尼特性。
在联接设备被附接到柱(诸如柱绝缘体)的情况下，则至少一个阻尼元件可以被容易地针对传递到安装点(例如，该柱或联接设备被安装到的安装点)的特定扭矩来定制尺寸。此外，如果在用于支撑质量块(诸如高电压单元)的支撑结构中使用联接设备，则至少一个阻尼元件可以容易地被定制尺寸以实现包括质量块和支撑结构的系统的期望刚度(例如本征频率)。联接设备的一个或多个阻尼元件可以在塑性形变之后被替换。
虽然主要结合用于支撑高电压单元的柱绝缘体来描述联接设备，但是根据本公开的联接设备可以用于其他应用中。因此联接设备可以构成独立的机器元件。
至少一个旋转轴线中的每一个旋转轴线可以基本上垂直于两个支撑构件之间的方向(例如分离方向)。每个支撑构件可以是基本上平面的，例如由板构成或包括板。在支撑构件是平面的情况下，当联接设备处于在中间位置时，至少一个旋转轴线中的每一个旋转轴线可以是基本上与支撑构件的延伸平面平行的。两个支撑构件可以沿着在支撑构件之间的方向对齐。例如，在支撑构件由矩形或正方形板构成的情况下，板可以沿着在板之间的方向平行并且旋转地对齐。
至少一个阻尼元件的每一个阻尼元件可以被布置在支撑构件的外围。例如，每个阻尼元件可以基本上与每个支撑构件的外边缘齐平，或者每个阻尼元件可以连接到各个支撑构件的外侧。每个阻尼元件可以通过一个或多个紧固元件(诸如螺钉)连接到每个支撑构件。根据一个变型，每个阻尼元件仅利用与每个支撑构件相关联的一个紧固元件连接到支撑构件。
联接设备的接头可以构成联接设备的主载荷携带部件。接头可以由具有一个或多个角度自由度的柔性接头构成。根据本公开的联接设备可以备选地被称为机械阻尼接头。接头可以相对于支撑构件居中。
根据本公开的联接设备具有简易的设计，其使得能够实现便宜的生产和较长的使用寿命。根据一种变型，整个联接设备由金属制成。如果联接设备将随着时间锈蚀，则联接设备仍可以满足功能性。至少一个阻尼元件可以由诸如钢的金属制成，或是由诸如玻璃纤维或另一复合材料的备选材料制成。针对电气应用，至少接头以及至少一个阻尼元件可以由作为金属的备选材料的绝缘材料制成。
联接设备的接头可以由万向接头构成。虽然万向接头最通常地与万向接头相关联，但是根据本公开的万向接头可以是包括至少两个角自由度的任何类型的接头。因此，在本文中使用的万向接头可以备选地被称为包括至少两个角自由度的枢轴构件。作为除了万向接头之外的另一示例，万向接头可以由球形接头构成。
万向接头可以限定两个旋转轴线以允许在支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转。因此，至少一个旋转轴线可以由通过万向接头限定的两个旋转轴线构成。万向接头可以由万向接头构成。万向接头可以包括两个转轴，其可以是彼此垂直的。
联接设备还可以包括两个耳部，其连接至两个支撑构件的第一个支撑构件(例如上支撑构件)，或与其整体地形成；并且两个耳部连接到两个支撑构件的第二个支撑构件(例如下支撑构件)，或与其整体地形成。联接设备还可以包括在每个耳部中的、可以在其中接收枢轴的轴承。此类枢轴可以例如形成在万向接头交叉上或在接头的中心块上。
联接设备还可以包括一个或两个轭，该一个或两个轭包括耳部中的两个耳部。例如，两个耳部可以经由第一轭连接到第一支撑构件，并且两个耳部可以经由第二轭连接到第二支撑构件。
在整个本公开中，联接设备的阻尼元件可以由托架构成。通过改变阻尼元件的几何形状(诸如形状和/或尺寸)，可以优化至少一个阻尼元件的弹性和塑性特征。
至少一个阻尼元件可以包括两个阻尼元件，其被布置在接头的相对侧上。也就是说，接头可以布置在至少两个阻尼元件之间。
至少一个阻尼元件可以包括四个阻尼元件，其被布置在接头的四侧上。例如，联接设备可以包括沿着至少一个旋转轴线中的第一旋转轴线在接头的每一侧上的至少一个阻尼元件，以及沿着至少一个旋转轴中的第二旋转轴线在接头的每一侧上的至少一个阻尼元件。根据一种变型，联接设备包括八个阻尼元件，在接头的四侧的每侧上包括两个阻尼元件。
至少一个阻尼元件可以是基本上C形的。C形阻尼元件可以备选地被称为C形托架。基本上C形的阻尼元件可以例如通过具有半圆形形状的阻尼元件，通过包括相对于彼此成角度的三个基本上平直的部分的阻尼元件、或通过包括三个基本上平直的部分和两个中间弯曲的部分的阻尼元件构成。利用至少一个基本上C形的阻尼元件，联接设备趋于自定心。
在联接设备包括两个或更多个基本上C形的阻尼元件的情况下，阻尼元件可以相对于联接设备的圆周以相同的方向布置。例如，从上方看到的，每个C形的阻尼元件可以被布置为面向(例如，通过C形的开口)顺时针方向(或逆时针方向)。在这方面中，联接设备的圆周的平面可以垂直于两个支撑构件之间的方向。
根据另一变型，成对的两个基本上C形的阻尼元件可以被布置在联接设备的四侧的每侧上。在这种情况下，每对阻尼元件可以被布置为面向彼此，例如，通过C形的开口面向彼此。
至少一个阻尼元件可以是基本上平面的。在这种情况下，至少一个阻尼元件可以被布置在基本上与至少一个旋转轴的中一个旋转轴线垂直的平面中。
至少一个阻尼元件可以由单件材料构成。阻尼元件可以例如通过激光或水切割工艺从钢片中被切出。以这种方式，阻尼元件的尺寸和形状可以容易地被控制，以实现联接设备的期望的阻尼特性。
至少一个阻尼元件可以由堆叠的板构成。通过将一个或多个板添加到堆叠、或从堆叠中移除，可以调节至少一个阻尼元件的几何形状和因此的阻尼特性。同样在此变型中，阻尼元件堆叠的每个板可以通过激光或水切割工艺从钢片中被切出。此外，堆叠的板可以具有相同或不同的尺寸。无论至少一个阻尼元件是否由堆叠的板构成，至少一个阻尼元件都可以具有2mm至25mm的厚度(诸如5mm至20mm，或诸如10mm至15mm)。
根据另一方面，提供了用于支撑质量块的支撑结构，支撑结构包括多个柱，其用于在支撑表面上支撑质量块；以及根据本公开的至少一个联接设备；其中柱中的至少一个柱被连接到至少一个联接设备中的一个联接设备，以阻尼柱中的至少一个柱围绕至少一个旋转轴线的旋转。至少一个联接设备可以直接地或间接地(例如借助于一个或多个中间部件)被连接到相关联的柱。例如，支撑结构可以用于承载质量块的垂直载荷。根据一个变型，每个柱被布置以经由至少一个联接设备支撑质量块。
由于当支撑构件围绕至少一个旋转轴线达到某个相对角位置时，联接设备的至少一个阻尼元件的塑性形变，，联接设备的角位移可以被限制。作为结果，在旋转由相关联的联接设备的阻尼限制之前，联接设备被连接到的柱被允许在一定程度上(围绕至少一个旋转轴线)旋转。因此，可以减少例如由地震事件引起的支撑结构的横向摆动。
由于在地震事件期间至少一个联接设备中的一个联接设备或多个阻尼元件的能量吸收，根据该方面的支撑结构相对柔性。与用于高电压单元的现有技术方案相比，支撑结构可以吸收较高的地震力而没有机械故障。
至少一个联接设备可以以各种方式被布置在支撑结构中，以便将结构的运动阻尼。至少一个联接设备可以例如被布置在质量块和至少一个柱中的一个柱之间，和/或被布置在支撑表面和至少一个柱中的一个柱之间。中间部件可以被提供在至少一个联接设备以及质量块和/或支撑表面之间。
根据该方面的支撑结构可以用于各种实施方式中。根据一种变型，质量块由高电压单元构成，并且柱由柱绝缘体构成。例如，多个柱绝缘体可以包括四个柱绝缘她，至少一个联接设备可以包括四个联接设备，并且每个联接设备可以连接到柱绝缘体的一个柱绝缘体。柱绝缘体的初始旋转(即，当至少一个联接设备的至少一个阻尼元件弹性变形但还没有塑性变形时)是有益的，因为高电压单元和柱绝缘体对于较大的弯矩可以是敏感的。
柱绝缘体可以相对于竖直轴基本上竖直地或倾斜地定向，诸如至少5°、或诸如至少10°。根据本公开的柱绝缘体可以备选地被称为绝缘棍、绝缘棒、绝缘列、或绝缘支柱。柱绝缘体具有细长的外观，并且可以是基本上平直的。柱绝缘体用于将高电压单元通过电接地(即，从支撑表面)电绝缘。例如，柱绝缘体可以由瓷或环氧树脂制成。包括光阀和环氧树脂的高电压单元对大弯矩是敏感的。
根据本公开的支撑结构可以由直立支撑结构构成。支撑结构和高电压单元可以被高电压系统包括。高电压系统可以包括多个支撑结构和与每个支撑结构相关联的高电压单元。该系统可以构成高电压直流(HVDC)功率传输安装、或构成高电压直流(HVDC)功率传输安装的一部分。
在高电压系统(或使用支撑结构的其他相似系统)遭受了地震事件的情况下，来自地震脉波的一些能量将会被转化到阻尼元件的塑性功之中，并且阻尼支撑结构。此类支撑结构的横向摆动的减少是有用的，以便保护高电压单元免受可以损伤高电压单元的应力、以及如果高电压系统包括相邻于彼此布置的多个高电压单元保护高电压单元。
可以通过调节至少一个联接设备的阻尼元件的几何形状(例如形状和/或尺寸)来优化支撑结构的行为。以这种方式，可以优化结构的挠度和/或由柱绝缘体传递的力矩。将根据本公开的至少一个联接设备提供给支撑结构可以消除或减少对刚度交叉支撑用以处置在柱绝缘体中的弯矩的需要。
至少一个联接设备可以被连接到关联的柱的下端和/或上端。根据一个变型，支撑结构包括四个柱和与每个柱相关联的一个或两个(例如上部和/或下部)联接设备。
在柱由柱绝缘体构成以支撑呈高电压单元的形式的质量块，并且联接设备被提供在每个柱绝缘体的顶部的情况下，则另一绝缘元件(诸如较短的柱绝缘体)可以被提供在联接设备和高电压单元之间，以便避免电现象。
例如，根据本公开的高电压单元可以由HVDC半导体阀结构构成。高电压单元的其他示例是电容器和断路器应用。在本公开之中的高电压可以是至少100kV的电压。因此，根据本公开的高电压系统可以具有至少100kV的系统电压。
在支撑结构用于高电压系统的情况下，则支撑表面可以由阀厅地板构成。然而，在高电压系统被布置在阀厅中的情况下，则支撑表面可以由或可以不由阀厅地板构成。例如，支撑表面可以由阀承载支架的一部分构成。支撑表面可以是平面的。此外，支撑表面可以是水平的或基本上水平的。
除了至少一个联接设备，支撑结构还可以包括至少一个弹性元件，其被配置为将支撑结构偏置或推动到中间位置中(例如直立位置)。以这样的方式，可以生成机械弹簧效应。在支撑结构的横向摆动期间，至少一个弹性元件弹性变形并提供恢复反作用力(与弹性元件的形变成正比)，迫使支撑结构朝向中间位置。
至少一个弹性元件的特性以及至少一个联接设备中的每个联接设备的特性可以被调整，以优化支撑结构的结构响应。在没有提供此类弹性元件的情况下，则更高的机械需求被放置在柱绝缘体上。
根据一个变型，支撑结构包括与每个柱绝缘体相关联的一个弹性元件。根据另一变型，支撑结构包括与柱绝缘体中的若干或全部相关联的一个弹性元件。在任何情况下，至少一个弹性元件可以被布置在每个柱绝缘体的下方，例如每个柱绝缘体的底部。
至少一个弹性元件可以与至少一个联接设备功能性地串联布置。例如，如果柱绝缘体经由联接设备被连接到高电压单元，并且经由弹性元件被连接到支撑表面(或反之亦然)，则弹性元件与至少一个联接设备功能性地串联布置。
至少一个弹性元件可以由布置在支撑表面和相关联的柱绝缘体之间的板构成，并且被连接到支撑表面和相关联的柱绝缘体。一个板可以与支撑结构的每个柱绝缘体相关联(例如，支撑结构可以包括四个柱绝缘体和四个板)。每个板可以由钢制成。作为板的备选方案，至少一个弹性元件中的每一个弹性元件可以由机械线圈弹簧的矩阵构成。
根据另一方面，提供了用于调节联接设备的刚度的方法。该方法包括提供根据本公开的联接设备；调节联接设备的刚度，该调节通过将连接两个支撑构件的至少一个阻尼元件添加到联接设备或将连接两个支撑构件的至少一个阻尼元件从联接设备移除、或通过改变连接两个支撑构件的至少一个阻尼元件的配置进行；其中至少一个阻尼元件被配置为通过在支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转来塑性变形。因此，通过将阻尼元件添加到联接设备，联接设备可以被制成更硬。通过将阻尼元件从联接设备移除，联接设备可以被制成更软。改变至少一个阻尼元件的配置的一个示例是将板添加到由板的堆叠构成的阻尼元件、或将板从由板的堆叠构成的阻尼元件移除。
根据另一方面，提供了用于向联接设备提供刚度的方法。该方法包括提供联接设备，其包括两个支撑构件和连接两个支撑构件的接头，其中接头允许在支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转；将连接两个支撑构件的至少一个阻尼元件添加到联接设备，以便向联接设备提供刚度；其中至少一个阻尼元件被配置为通过在支撑构件之间围绕至少一个旋转轴线的相对旋转而塑性变形。因此，根据该方面的方法提供了在联接设备(例如包括完全柔性接头)上的阻尼功能的简易和可靠的改进。
如在本文中使用的，基本上垂直/平行的关系包括完美垂直/平行关系以及从完美垂直/平行关系的上至5％的偏差(诸如上至2％)。此外，如在本文中所使用的竖直方向指的是与重力方向对齐的方向，以及水平方向指的是与竖直方向垂直的方向。
附图说明
通过以下结合附图的实施例，本公开的其他细节、优点和方面将变得明显，其中：
图1：示意性地描绘了联接设备的一个示例的透视图；
图2：示意性地描绘了在图1中的联接设备连接了两个柱绝缘体的透视图；
图3：示意性地描绘了联接设备的又一示例的侧视图；以及
图4：示意性地描绘了支撑结构的一个示例的侧视图。
具体实施方式
在下文中，描述了联接设备，该联接设备包括接头和与接头平行的至少一个阻尼元件，用于支撑质量块的支撑结构，其中支撑结构包括至少一个联接设备，用于调节联接设备的刚度的方法以及用于向联接设备提供刚度的方法。相同的附图标注将用于表示相同或相似的结构特征。
图1示意性地描绘了联接设备10的一个示例的透视图。在图1中，联接设备10处于中间位置中。联接设备10包括两个支撑构件12和连接两个支撑构件12的接头14。图1表示竖直轴Z、第一水平轴X和与第一水平轴X垂直的第二水平轴Y。
图2还示出了接头14由万向接头14构成。该示例的接头14包括具有四个枢轴(未示出)的中心块16。联接设备10还包括四个耳部18。两个上耳部18被连接到上支撑构件12，并且两个下耳部18被连接到下支撑构件12。中心块16的枢轴中的两个枢轴被接收在两个上耳部18中，并且中心块16的枢轴中的两个枢轴被接收在下耳部18中。每个耳部18装有轴承(例如滚珠轴承或滚针轴承)，用于旋转地接收相应的枢轴。因此接头14限定了两个旋转轴线20、22。然而，图1的万向接头14仅仅是一个示例，并且可以备选地采用包括具有仅一个旋转轴线的接头在内的许多备选的接头，，。
接头14允许支撑构件12围绕与X轴平行的旋转轴线20相对于彼此旋转，以及围绕与Y轴平行的旋转轴线22相对于彼此旋转。作为结果，支撑构件12可以围绕X-Y平面中的任何轴倾斜。
在图1中的示例支撑构件12是平行的、基本上平面的和正方形的。因此，每个支撑构件12的主延伸平面被布置在X-Y平面中。支撑构件12也沿着Z轴对齐。
联接设备10还包括多个阻尼元件24。在图1的示例中，联接设备10包括四个阻尼元件24，但是可以备选地采用更少或更多的阻尼元件24。
如可以在图1中见到的，阻尼元件24中的两个阻尼元件24被布置在接头14沿着旋转轴线20的相对侧上，以及阻尼元件24中的两个阻尼元件24被布置在接头14沿着旋转轴线22的相对侧上。因此，在联接设备10的每侧上被布置了一个阻尼元件24。
在图1中的示例的阻尼元件24由金属制成，并且例如由激光或水切割工艺从单件切割。通过包括三个基本上平直的、相对于彼此成角度的部分，每个阻尼元件24基本上是“C形”的。
每个阻尼元件24都被连接到两个支撑构件12。在图1的示例中，每个阻尼元件24借助于一个螺钉26被连接到相应的支撑构件12。螺钉26穿过在阻尼元件24的“C形”的每个端的孔而被附接。每个支撑构件12包括用于接收螺钉26的对应的突出(未表示)。如可以在图1中见到的，阻尼元件24沿着联接设备10周围的圆周(即X-Y平面)被引导在相同的方向中，例如从上所见到的。这提供了联接设备10的自定心和通过阻尼元件24的对称力的吸收。
取决于配置，当联接设备10处于中间位置中时，阻尼元件24可以被压缩、拉伸和/或卸载。如可以在图1中见到的，阻尼元件24基本上是平面的。在该示例中，阻尼元件24的厚度大约是12mm，但是可以变化。两个阻尼元件24被布置在X-Z平面中，以及两个阻尼元件24被布置在Y-Z平面中。
通过允许阻尼元件24塑性地变形，阻尼功能被引入到联接设备10中。阻尼元件24的塑性形变给出了在支撑构件12之间的相对运动的阻尼。
例如，如果上支撑构件12围绕旋转轴线20顺时针倾斜(如通过箭头28指示的)，则沿着旋转轴线20的前阻尼元件24被压缩、沿着旋转轴线20的后阻尼元件24被展开、沿着旋转轴22的前阻尼元件24被展开、以及沿着旋转轴线22的后阻尼元件24被压缩。一开始，阻尼元件24弹性地变形。然而，在旋转的某些度数处，阻尼元件24开始塑性地变形。因此，阻尼元件24被布置为在支撑构件12之间围绕至少一个基本上平行的轴(在该示例中是旋转轴线20)阻尼相对旋转。
生产阻尼元件24非常容易。通过控制阻尼元件24的几何形状(例如厚度)，可以优化阻尼元件24的弹性和塑性特点。因此，当生产联接设备10时，可以选择阻尼元件24的特定几何形状以及阻尼元件24的数量以实现用于特定实施方式的联接设备10的某些阻尼特性。替换一个或多个阻尼元件24也是非常容易的。根据本公开的阻尼元件24也可以被连接到不具有任何阻尼功能的类似的联接设备。
图2示意性地描绘了在一个示例性实施方式中的图1中的联接设备10的透视图。在图2中，联接设备10连接示例为柱绝缘体30的两个柱。上柱绝缘体30被连接到联接设备10的上支撑构件12，并且下柱绝缘体30被连接到联接设备10的下支撑构件12。允许两个柱绝缘体30围绕在X-Y平面中的任何旋转轴线在一定程度上相对于彼此旋转，直到该旋转受到阻尼元件24的塑性形变而被阻尼。
图3示意性地描绘了联接设备10的又一示例的侧视图。将会描述相对于图1的主要差异。
图3的联接设备10包括八个阻尼元件24，在联接设备10的每侧上有两个阻尼元件24。也在此示例中，每个阻尼元件24基本上是“C形”的。在每对阻尼元件24中，阻尼元件24被布置为面向彼此。如可以在图3中见到的，阻尼元件24基本上与每个支撑构件12的外边缘平齐。
图4示意性地示出了支撑结构36的一个示例的侧视图。该示例的支撑结构36被高电压系统32包括，该高电压系统32包括高电压单元34和该支撑结构36。
在图4中，支撑结构36处于中间位置。该示例的高电压系统32被布置在具有支撑表面38的厅中，该厅由水平且平面的厅地板构成。
支撑结构36包括四个腿(在图4中只有两个腿可见)。每个腿包括下部(相对较长的柱绝缘体30)、上部(相对较短的柱绝缘体30)和中间联接设备10，该中间联接设备10连接到上柱绝缘体30和下柱绝缘体30两者。
支撑结构36被布置为在支撑表面38上支撑高电压单元34。在图4中的支撑结构36是直立支撑结构，使得当不存在横向力时，高电压单元34的整个重力载荷通过四个腿被传递到支撑表面38。
高电压单元34可以是HVDC半导体阀门结构。高电压单元34的通常长度是7000mm。该示例的高电压单元34包括多个阀门层，每个阀门层包括两个阀门模块40。包括多个电屏蔽(诸如电晕屏蔽)的电屏蔽结构可以布置在高电压单元34的阀门层周围，以便降低电场以最小化局部放电和/或飞弧的风险。
该示例的高电压单元34还包括多个模块支撑42、列44和列支撑46。每个模块支撑42支撑两个阀门模块40。模块支撑42借助于列44被堆叠在彼此之上。模块支撑42经由列支撑46被支撑在列44上。
高电压单元34具有矩形截面，并且柱绝缘体30的一个腿与高电压单元34的每个角关联。然而，高电压单元34可以具有备选的形状。高电压单元34可以经受几百千伏。
该示例的每个下柱绝缘体30为大约五米长。柱绝缘体30由电绝缘材料(例如瓷或环氧树脂)制成。瓷或环氧树脂二者都是易碎的并因此对弯矩敏感。柱绝缘体30建立用于高电压单元34至地(即，至支撑表面38)的绝缘距离。例如，柱绝缘体30可以是神马电力(Shemar)的16SM510471型。
在地震事件的情况下，引起高电压系统32横向的摆动，如通过箭头48指示的。如果任何柱绝缘体30被旋转，使得相关联的联接设备10的阻尼元件24塑性变形，则旋转将会被阻尼。在图4中的示例中，柱绝缘体30围绕垂直于柱绝缘体30的延伸方向的任何轴的倾斜可以由相关联的联接设备10阻尼。因此，高电压单元34可以基本上被保持在竖直定向。此外，在下柱绝缘体30和高电压单元34之间的较小的相对倾斜移动(即，在阻尼元件24的弹性形变期间)不经由联接设备10传输。这为支撑结构36提供了柔性。
在图4中的支撑结构36还包括多个弹性元件，此处被实现为板50，其被配置为将支撑结构36偏置回所示的中间位置。提供多个螺栓以将板50连接到支撑表面38。板50借助于螺栓52从支撑表面38升高，例如大约30mm。
板50可以由金属制成(例如钢)。一种适合用于板50的钢的类型是具有至少800MPa的抗拉强度的高抗拉钢。在该示例中，板50具有1*1米的正方形轮廓并且厚度约为20mm。申请人的模拟已经证明了板50可以被设计为仅弹性地变形。
其上安装有柱绝缘体30的板50起机械弹簧的作用，弹性地形变且将支撑结构36推回中间、直立位置。通过选择更厚的板50(例如具有25mm的厚度)，支撑结构36可以被制成更硬。通过选择更薄的板50(例如具有15mm的厚度)，支撑结构36可以被制成更软。每个板50在支撑结构36的中间状态中可以是基本上平的。当来自一个柱绝缘体30的向下的力增加时，相关联的板50变得凹形、或变得更凹。
可以被调整板50的性能以及联接设备10的一个或多个阻尼元件24的特性以优化支撑结构36的结构响应。例如，可以针对该调整目的而调节板50和/或阻尼元件24的几何形状、厚度和材料。
尽管已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应当理解，本发明不限于上面已经描述的内容。例如，将意识到，部件的尺寸可以根据需要改变。因此，本发明旨在仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (15)

1.一种联接设备(10)，包括：
-两个支撑构件(12)；
-接头(14)，其将所述两个支撑构件(12)连接，并且允许在所述两个支撑构件(12)之间围绕至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转；以及
-至少一个阻尼元件(24)，其将所述两个支撑构件(12)与所述接头(14)平行连接；
其中所述至少一个阻尼元件(24)被配置为通过在所述支撑构件(12)之间围绕所述至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转而塑性变形。
2.根据权利要求1所述的联接设备(10)，其中所述接头(14)由万向接头(14)构成。
3.根据权利要求2所述的联接设备(10)，其中所述万向接头(14)限定了两个旋转轴线(20、22)，以允许在所述支撑构件(12)之间围绕所述至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转。
4.根据前述权利要求中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)包括布置在所述接头(14)的相对侧上的两个阻尼元件(24)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)包括布置在所述接头(14)的四侧上的四个阻尼元件(24)。
6.根据前述利要求中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)是基本上C形的。
7.根据前述利要求的任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)是基本上平面的。
8.根据权利要求7所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)被布置在与所述至少一个旋转轴线(20、22)中的一个旋转轴线基本上垂直的平面中。
9.根据前述利要求中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)由单件材料构成。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)由堆叠的板构成。
11.根据前述利要求中任一项所述的联接设备(10)，其中所述至少一个阻尼元件(24)具有2mm至25mm的厚度，诸如5mm至20mm，诸如10mm至15mm。
12.一种用于支撑质量块的支撑结构(36)，所述支撑结构(36)包括：
-多个柱，其用于在支撑表面(38)上支撑所述质量块；以及
-根据权利要求1至11中任一项所述的至少一个联接设备(10)；
其中所述柱中的至少一个柱被连接到所述至少一个联接设备(10)中的一个联接设备，以阻尼所述柱中的至少一个柱围绕所述至少一个旋转轴线(20、22)的旋转。
13.根据权利要求12所述的支撑结构(36)，其中质量块由高电压单元(34)构成，以及其中所述柱由柱绝缘体(30)构成。
14.一种用于调节联接设备(10)的所述刚度的方法，所述方法包括：
-提供根据权利要求1至11中任一项所述联接设备(10)；
-调节所述联接设备(10)的所述刚度，所述调节通过将连接所述两个支撑构件(12)的至少一个阻尼元件(24)添加到所述联接设备(10)或将连接所述两个支撑构件(12)的至少一个阻尼元件(24)从所述联接设备(10)移除、或通过改变连接所述两个支撑构件(12)的至少一个阻尼元件(24)的配置进行；
其中所述至少一个阻尼元件(24)被配置为通过在所述支撑构件(12)之间围绕所述至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转而塑性变形。
15.一种用于向联接设备(10)提供刚度的方法，所述方法包括：
-提供联接设备(10)，其包括两个支撑构件(12)以及连接所述两个支撑构件(12)的接头(14)，其中所述接头(14)允许在所述支撑构件(12)之间围绕至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转；
-将连接所述两个支撑构件(12)的至少一个阻尼元件(24)添加到所述联接设备(10)，以便向所述联接设备(10)提供刚度；
其中所述至少一个阻尼元件(24)被配置为通过在所述支撑构件(12)之间围绕所述至少一个旋转轴线(20、22)的相对旋转而塑性变形。
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