CN110030314A - 一种减震器及具有减震功能的特高压复合支柱电气设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了了一种减震器及具有减震功能的特高压复合支柱电气设备，该减震器包括第一缸体、第二缸体和活塞杆；其中，所述活塞杆的一端安装在第一缸体内，在第一缸体内充满有液压油；所述活塞杆的另一端安装在第二缸体内且和第二缸体底端内壁之间设置有弹性连接件。本减震器基于位移和速度双协调优化控制原理，通过将活塞杆的两端分别安装在第一缸体和第二缸体内，一个缸体用于平衡消耗相对速度脉冲，另一个缸体用于平衡耗散相对位移脉冲，具体应用安装时充分利用电容器塔层间对角线结点将结点运动和减震器两端的运动相互耦合的特点，使减震器充分吸收地震能量。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备减震技术领域，具体涉及一种减震器及具有减震功能的特高压复合支柱电气设备。
背景技术
我国输变电工程已进入超高压、特高压交直流工程成熟发展阶段，交流变电站和直流换流站中装备了大量的支柱类电气设备。这些支柱类电气设备由于数量众多，且在电力系统的正常运行和工作中起到至关重要的作用，一旦破坏就会造成严重的后果。传统的抗震建筑一般采用“硬抗”的方式来抵御地震作用下结构的破坏，如增大构件截面，增加材料强度等。过去的经验表明，这种方式对小震和中震下的结构抗震是行之有效的。但在大震作用下，靠以上方法达到的结构强度的增加率往往低于地震作用的增加率，单纯靠“硬抗”已经难以满足抗震的要求，从经济角度来讲也不甚合理。以往的地震中，由于支柱类设备质量分布的不均匀性和非线性特征，底部层的绝缘子容易造成破坏，致使变电站停运和电网大面积停电。
如图1所示，通常特高压复合支柱类电气设备内是不安装减震器的，在地震作用下，由于质量分布的不连续性和结构材料的非线性，底层结构上下层之间的相对运动剧烈，同时层间绝缘子材料是脆性的复合材料，在地震作用下绝缘子根部各个方向会出现随机非线性振动扭摆，当采用畸变形理论分析根部应力时，根部绝缘子复杂多向的应力综合导致的应力响应是巨大的，从而导致大量特高压复合支柱类电气设备底部绝缘子产生移位、局部拉裂甚至是断裂。
发明内容
为了解决在地震中现有特高压复合支柱类电气设备底部绝缘子容易产生移位、局部拉裂甚至是断裂的问题，本发明提供了一种减震器及具有减震功能的特高压复合支柱电气设备，所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于特高压复合支柱电气设备的减震器，所述减震器包括第一缸体、第二缸体和活塞杆；其中，
所述活塞杆的一端安装在第一缸体内，在第一缸体内充满有液压油；
所述活塞杆的另一端安装在第二缸体内且和第二缸体底端内壁之间设置有弹性连接件。
作为所述减震器的一种优选，所述第一缸体的一端部设置有第一节点安装部；所述第二缸体的一端部设置有第二节点安装部。
所述第一节点安装部和第二节点安装部均为螺栓安装孔。
所述弹性连接件为变刚度弹簧。
第二方面，本发明实施例提供了一种具有减震功能的特高压复合支柱电气设备，在特高压复合支柱电气设备的绝缘子的层间对角线布置安装有上述的减震器。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本实施例提供的减震器基于位移和速度双协调优化控制原理，通过将活塞杆的两端分别安装在第一缸体和第二缸体内，一个缸体用于平衡消耗相对速度脉冲，另一个缸体用于平衡耗散相对位移脉冲，具体应用安装时充分利用电容器塔层间对角线结点将结点运动和减震器两端的运动相互耦合的特点，使减震器充分吸收地震能量，令底层支柱绝缘子在满足其基本功能的前提下，同时具有对整体结构减震消能作用、减小了相邻层间绝缘子在地震下的动力作用，构造和原理简单，安装难度不高。
附图说明
图1是现有的某复合支柱类电气设备电容器塔，未安装减震器。
图2是本发明实施例提出的具有减震功能的特高压复合支柱电气设备结构示意图；
图3是本发明实施例提供的减震器的结构示意图；
图中：1、第一缸体；2、第二缸体；3、活塞杆；4、液压油；5、弹性连接件；11、第一节点安装部；21、第二节点安装部；100、减震器；101、绝缘子；102、管母线；103、电流互感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
参阅图3所示，本实施例提供的用于特高压复合支柱电气设备的减震器100，该减震器100包括第一缸体1、第二缸体2和活塞杆3。
其中，该活塞杆3的一端安装在第一缸体1内，在第一缸体1内充满有液压油4，以形成阻尼油箱，而活塞杆3和第一缸体1的连接处则采用橡胶环圈保证粘滞液压油体不会发生外泄；活塞杆3的另一端则安装在第二缸体2内且和第二缸体2底端内壁之间设置有弹性连接件5。也就是说，弹性连接件5是安装在第二缸体2内的，第二缸体2的内壁可以对弹性连接件5的环向变形起到固束作用，提高弹性连接件5在受压时所能承受的临界压力。
如图2所述，本减震器100具体应用时，其是安装在在复合支柱类电气设备的绝缘子101的层间对角线上的，从而耦合减震器两端和绝缘子层对角线端节点的运动，使地震作用下减震器两端可以充分自由移动并通过减震器的阻尼油箱和弹性连接件体系来大量耗散地震能量，而活塞杆的长度则可根据所适配减震结构层间对角线的长度特点进行相应的适应调整。
正常工作时，减震器可以对随即发生的不确定的微弱动力作用进行双指标(即阻尼油箱和弹性连接件)参数的自适应平衡消耗，在地震作用下，第一缸体1和第二缸体2的安装端产生随机脉冲激励的相对位移和相对速度，相对速度脉冲被液压油4和活塞杆3之间与速度指标控制相关的粘滞阻尼力所平衡消耗，而相对位移脉冲被活塞杆3和弹性连接件5之间与位移指标控制相关的变刚度自适应弹性装置平衡耗散，只需根据结构体系自身的动力特性配适粘滞系数和变刚度滞回曲线参数，减震器就可以起到位移和速度双协调优化控制的作用，在地震作用下，借助响应做大层运动的特点，反而可以放大了减震器的弹性和黏滞阻尼装置所需要的指标最小限值需求，使减震器与电容器塔整体结构沿塔体长边和短边方向的移动周期和黏滞阻尼与电容器塔相关方向振动满足最佳耗能的刚度和阻尼条件，大量的地震能量在减震器中消耗殆尽，保证了剩余地震作用对于周围的电气设备如管母线102和电流互感器103内部作用的地震力远远低于正常工作临界状态的限值。
由此可知，本实施例提供的减震器基于位移和速度双协调优化控制原理，通过将活塞杆3的两端分别安装在第一缸体1和第二缸体2内，一个缸体用于平衡消耗相对速度脉冲，另一个缸体用于平衡耗散相对位移脉冲，具体应用安装时充分利用电容器塔层间对角线结点将结点运动和减震器两端的运动相互耦合的特点，使减震器充分吸收地震能量，令底层支柱绝缘子在满足其基本功能的前提下，同时具有对整体结构减震消能作用、减小了相邻层间绝缘子在地震下的动力作用，构造和原理简单，安装难度不高。
作为该减震器的一种优选，该第一缸体1的一端部设置有第一节点安装部11，该第二缸体2的一端部设置有第二节点安装部21，以便于减震器的固定安装。具体地，该第一节点安装部11和第二节点安装部21均为螺栓安装孔，以实现减震器的可拆卸安装。而该弹性连接件5则采用的是变刚度弹簧。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于特高压复合支柱电气设备的减震器，其特征在于，所述减震器包括第一缸体、第二缸体和活塞杆；其中，
所述活塞杆的一端安装在第一缸体内，在第一缸体内充满有液压油；
所述活塞杆的另一端安装在第二缸体内且和第二缸体底端内壁之间设置有弹性连接件。
2.如权利要求1所述的用于特高压复合支柱电气设备的减震器，其特征在于，所述第一缸体的一端部设置有第一节点安装部；所述第二缸体的一端部设置有第二节点安装部。
3.如权利要求2所述的用于特高压复合支柱电气设备的减震器，其特征在于，所述第一节点安装部和第二节点安装部均为螺栓安装孔。
4.如权利要求1所述的用于特高压复合支柱电气设备的减震器，其特征在于，所述弹性连接件为变刚度弹簧。
5.一种具有减震功能的特高压复合支柱电气设备，其特征在于，在特高压复合支柱电气设备的绝缘子的层间对角线布置安装有权利要求1-4任一所述的减震器。
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