基于高压断路器及其隔震体系抗震性能分析

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1、上海大学硕士学位论文高压断路器及其隔震体系抗震性能分析姓名：冯东申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：叶志明20070101上蓐走笋±衣z：星莠硕士学位论文摘要在近年来的强烈地震中，电力系统中的高压断路器都有不同程度的震坏，影响抗震救灾和震后生产恢复工作。为了减轻地震损失、提高高压断路器乃至整个电力系统的抗震能力，对高压断路器进行抗震性能的分析就显得非常必要。SW6-220型高压少油断路器是典型的支柱式高压电气设备，在地震中比较容易发生破坏。本文就以该型高压断路器为研究对象，主要作了以下工作：本文建立了高压断路器及其隔震体系的有限元计算模型，在建立高压断路器有限元模型时计入了法兰连接的弯曲

2、刚度；在建立隔震体系有限元模型时，将叠层橡胶隔震垫简化为线性模型。利用本文建立的有限元计算模型对高压断路器及其隔震体系进行了模态分析，给出了高压断路器及其隔震体系的自振频率和振型。本文考虑到地震动过程的随机性，给出了基于随机地震动模型的高压断路器抗震可靠性分析方法。计算得到了高压断路器的抗震可靠指标和失效概率，绘出了高压断路器震害率曲线，所得结果可用于电力系统的抗震可靠性分析。采用时程分析法计算高压断路器及其隔震体系在地震波输入时的地震反应，绘出高压断路器及其隔震体系底部瓷套管的根部应力时程曲线和顶部瓷套管的顶部位移时程曲线，比较了高压断路器、层间隔震体系以及基底隔震体系在各类场地土条件下的地

3、震反应。关键词：高压断路器；随机地震动；抗震可靠性；时程分析；隔震亡I鹾老笋±衣蜀醇磊硕士学位论文ABSTRACTHi曲·voltageCircuitBreakersweredcs打0yedmoleorlessunderEarthquakeduringresentyears．Itisessentialtoanalysistheseismicresp0IlseofHigh-VoltageCircuitBreakers，andfindwaystoimprovetheseismicperformanceofbreakersandthewholeelectricpowersystem．SW6-220h

4、ighvoltageLow-OCBisthetypicalhigh=voltageelectricequipmentwithbushings，itiseasytobedestroyedunderEarthquake．Inthispaper,SW6·220highvoltageLow-OCBisstudied．Inthepaper,effectiveFEMmodelofLow—OCBwithorwithoutisolationareestablished．Bendingrigidityofflangesjointingisconsidered，therubberinsertisolationis

5、usedlinearmodel．ThefrequenciesandmodeshapesareinvestigatedafterthemodalanalysisoftheLow-OCBwithorwithoutisolation,theymaybeusedtotheanalysisofearthquakeresistantfeatures．Consideredtherandomgroundmotionmodel，amethodusedtocalculateseismicreliabilityofLow·OCBbasedontheStochasticEarthquakeModelispropose

6、d．Theseismicreliabilityindexesandfi'agilityofLow-OCBalecalculatedinthispaper,andthefragilitycurvesofthebreakeralebuilt．Theresultsmaybeusedforseismicreliabilityofelectricpowersystem．Theresponsesofthehigh—voltageelectricalequipmenttotypicalseismicwavesinput戤calculatedbytimehistoryscheme,themaximaldisp

7、lacementsandthemaximalstressesoftheporcelaininsulatorsarecalculated．ThestructuraldynamicresponsesoftheOCBwitllstoreyisolationandbaseisolationfilecomparedtotheOCBwithoutisolationunderthedifferentsiteco