• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

智利高地震烈度区高压瓷瓶隔离开关的高等级抗震考核试验

王军丽 吉堂付 翁萱 杨辉 朱云龙

王军丽, 吉堂付, 翁萱, 杨辉, 朱云龙. 智利高地震烈度区高压瓷瓶隔离开关的高等级抗震考核试验[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(2): 314-327. doi: 10.11899/zzfy20190206
引用本文: 王军丽, 吉堂付, 翁萱, 杨辉, 朱云龙. 智利高地震烈度区高压瓷瓶隔离开关的高等级抗震考核试验[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(2): 314-327. doi: 10.11899/zzfy20190206
Wang Junli, Ji Tangfu, Weng Xuan, Yang Hui, Zhu Yunlong. High Level Seismic Qualification Test of High Voltage Porcelain Insulator Disconnector in Chile High Earthquake Intensity Area[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(2): 314-327. doi: 10.11899/zzfy20190206
Citation: Wang Junli, Ji Tangfu, Weng Xuan, Yang Hui, Zhu Yunlong. High Level Seismic Qualification Test of High Voltage Porcelain Insulator Disconnector in Chile High Earthquake Intensity Area[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(2): 314-327. doi: 10.11899/zzfy20190206

智利高地震烈度区高压瓷瓶隔离开关的高等级抗震考核试验

doi: 10.11899/zzfy20190206
详细信息
    作者简介:

    王军丽, 女, 生于1987年。工程师。主要从事抗震性能检测工作。E-mail:15162484351@126.com

High Level Seismic Qualification Test of High Voltage Porcelain Insulator Disconnector in Chile High Earthquake Intensity Area

  • 摘要: 为获取户外高压隔离开关的动态特性、研究瓷瓶破断力与地震载荷的关系以及验证隔离开关的抗震性能,开展了相关的考核试验。依据IEEE 693—2005标准的要求,试验前进行了应变计的校准试验、瓷瓶的弯曲破断试验和隔离开关的抗震性能试验。经过抗震试验,隔离开关完好无损且在抗震试验前后其共振频率变化不大,瓷瓶破断力大于地震载荷的2倍。结果表明隔离开关结构稳定,通过了抗震考核。
  • 图  1  样件总装图和应变片位置示意图

    Figure  1.  General assembly drawing of specimen and diagram of strain gauge position

    图  2  瓷柱1纵向和横向力-应变校验图

    Figure  2.  Force and strain check diagram of porcelain column 1 in longitudinal and lateral direction

    图  3  瓷柱2纵向和横向力-应变校验图

    Figure  3.  Force and strain check diagram of porcelain column 2 in longitudinal and lateral direction

    图  4  水平向的要求响应谱

    Figure  4.  Required response spectrum in horizontal direction

    图  5  人工合成地震波加速度时程

    Figure  5.  Acceleration time history of synthetic seismic wave

    图  6  TRS包络图

    Figure  6.  Enveloped graph of TRS

    图  7  抗震试验前、后测点T1的传递函数对比

    Figure  7.  Comparison of transfer function of T1 at three points before and after seismic test

    表  1  样件参数

    Table  1.   Parameters of specimen

    型号 额定电压 额定短时耐受电流 额定频率 额定电流 质量
    GW4C-252D(G·W)/J4000-50 252kV 50kA 50Hz,60Hz 4000A 650kg
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    表  2  力-应变测量结果

    Table  2.   Results of force and strain measurements

    施加力/N 应变×10-6
    S1—S3 S2—S4 S5—S7 S6—S8 S9—S11 S10—S12 S13—S15 S14—S16
    245 25.16 25.16 29.15 26.21 35.07 36.19 32.12 35.77
    490 45.75 50.58 45.92 46.48 63.00 65.06 59.89 62.41
    735 76.44 76.29 86.32 68.88 92.62 94.45 95.41 94.45
    980 92.00 95.60 108.51 91.38 125.33 125.15 119.51 119.12
    735 71.07 85.60 69.75 95.98 94.85 92.52
    490 47.04 60.43 46.81 63.85 64.26 62.56
    245 23.51 29.65 22.33 34.61 31.44 33.06
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    表  3  瓷瓶绝缘子支柱样品的破断力

    Table  3.   Fracture force of the pillar sample of porcelain insulator

    样品编号 1 2 3 4 5 6 7 8
    破断力Fi/kN 10.71 9.95 11.57 10.86 10.49 9.13 11.12 9.65
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    表  4  主刀合、地刀分状态下振动响应探查结果

    Table  4.   The first order resonance frequency from vibration response detecting with the main cutter on and the ground cutter off

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.5 3.5 3.0 3.0
    纵向 3.5 3.5 3.5 3.5
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  5  主刀分、地刀合状态下振动响应探查结果

    Table  5.   The first order resonance frequency from vibration response detecting with the main cutter off and the ground cutter on

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.5 3.5 3.5 3.5
    纵向 3.5 3.5 3.0 3.0
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  6  主刀分、地刀分状态下振动响应探查结果

    Table  6.   The first order resonance frequency from vibration response detecting before seismic when the main cutter off and the ground cutter off

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.5 3.5 3.0 3.0
    纵向 3.5 3.5 3.5 3.5
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  7  RRS考核试验过程中应变试验值

    Table  7.   Strain value in the process of RRS test

    抗震考核试验 状态 应变×10-6
    S1—S3 S2—S4 S5—S7 S6—S8 S9—S11 S10—S12 S13—S15 S14—S16
    RRS1 主刀合、地刀分 62.90 109.34 65.60 87.11 130.95 168.98 159.85 176.66
    RRS2 主刀分、地刀合 139.9 111.63 174.67 102.67 180.44 193.11 233.60 190.15
    RRS3 主刀分、地刀分 99.83 116.71 169.71 102.66 165.25 184.20 170.38 186.64
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    表  8  RRS考核试验过程中加速度测量值

    Table  8.   The acceleration measurement value during the RRS assessment test

    抗震考核试验 TT加速度/g T1加速度/g T2加速度/g T3加速度/g T4加速度/g
    X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z
    RRS1 0.583 0.605 0.449 2.031 1.522 0.629 1.694 0.904 0.527 1.647 1.738 0.628 1.636 1.035 0.528
    RRS2 0.587 0.633 0.426 1.756 2.069 0.566 1.064 1.678 0.507 2.063 1.939 0.563 1.236 1.537 0.592
    RRS3 0.581 0.604 0.445 1.857 1.778 0.505 1.012 1.625 0.482 1.869 1.783 0.507 1.041 1.670 0.475
    注:TT为台面加速度。
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    表  9  RRS考核试验中坐标轴的相关系数

    Table  9.   Correlation coefficient of three coordinate axes in RRS assessment test

    抗震考核试验 相关系数
    X-Y Y-Z Z-X
    RRS1 0.007 0.059 0.085
    RRS2 0.007 0.059 0.085
    RRS3 0.007 0.059 0.085
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    表  10  试后主刀合、地刀分状态下振动响应探查

    Table  10.   The first order resonance frequency from vibration response detecting after seismic with the main cutter on and the ground cutter off

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.0 3.0 3.0 3.0
    纵向 3.5 3.5 3.5 3.5
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  11  试后主刀分、地刀合状态下振动响应探查

    Table  11.   The first order resonance frequency from vibration response detecting after seismic with the main cutter off and the ground cutter on

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.0 3.0 3.0 3.0
    纵向 3.5 3.5 3.5 3.5
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  12  试后主刀分、地刀分状态下振动响应探查

    Table  12.   The first order resonance frequency from vibration response detecting after seismic with the main cutter off and the ground cutter off

    方向 一阶共振频率/Hz
    测点T1 测点T2 测点T3 测点T4
    横向 3.0 3.0 3.0 3.0
    纵向 3.5 3.5 3.5 3.5
    垂向 >33 >33 >33 >33
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    表  13  地震载荷计算

    Table  13.   Calculation of seismic load

    抗震试验 S1—S3和S2—S4中
    应变较大者×10-6
    相应地震载荷
    FS/N
    S5—S7和S6—S8中
    应变较大者×10-6
    相应地震载荷
    FS/N
    RRS1 109.34(S2—S4) 897 87.11(S6—S8) 936
    RRS2 139.9(S1—S3) 1491 174.6(S5—S7) 1578
    RRS3 116.71(S2—S4) 1196 169.7(S5—S7) 1533
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    表  14  瓷瓶绝缘子支柱样品的破断力(kN)

    Table  14.   Fracture force of the pillar sample of porcelain insulator (kN)

    样品编号 破断力${F_i}$ 平均值$\bar F$ ${F_i} - \bar F$ ${({F_i} - \bar F)^2}$ 标准差$\sigma = \sqrt {\frac{{\sum {{{\left({{F_i} - \bar F} \right)}^2}} }}{{i - 1}}} $
    1 10.71 10.435 0.275 0.075 0.807
    2 9.95 -0.485 0.235
    3 11.57 1.135 1.29
    4 10.86 0.425 0.180
    5 10.49 10.435 0.055 0.003 0.807
    6 9.13 -1.305 1.70
    7 11.12 0.685 0.470
    8 9.65 -0.785 0.616
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    表  15  K值与样品数关系

    Table  15.   The relation between the K-value and the number of the samples

    样品数i 1 3 10
    K 0.66 0.8 1
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  • 收稿日期:  2018-06-22
  • 刊出日期:  2019-06-01

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