一種500kV變壓器隔震結構的製作方法

2023-06-05 21:07:36

一種500kV變壓器隔震結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種500kV變壓器隔震結構，包括變壓器、基礎和若干個隔震器，隔震器上下兩端分別與變壓器的底座、基礎連接固定。優選地，隔震器由下連接板、抗震阻尼元件以及抗震彈性元件和上連接板組成，抗震彈性元件貫穿抗震阻尼元件，抗震彈性元件兩端分別與上連接板、下連接板連接，上連接板與變壓器底座連接，下連接板與基礎連接。採用本實用新型可以將變壓器本體與基礎隔離開來，使得變壓器與可能引起破壞的地震地面運動分離開，隔斷地震能量的傳播途徑，儘量減少傳遞到變壓器頂部易損部件如高壓套管、油枕、低壓套管等上的地震能量，極大地提高了變壓器的抗震能力，保證變壓器即使在8度到9度高地震烈度地區也能夠安全運行。
【專利說明】一種500kV變壓器隔震結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電力行業500kV變壓器隔震【技術領域】，尤其是涉及適用於8度到9度高地震烈度地區的一種500kV變壓器隔震結構。

【背景技術】
[0002]對於安裝在如8度到9度高地震烈度地區的變壓器而言，突發的地震對變壓器等電力設施造成的破壞是災難性的，除了高昂的災後恢復、重建費用以及停電造成的巨額損失之外，作為生命線工程的重要組成部分，電力系統一旦失效或者遭到破壞，由此導致的電力中斷，不僅嚴重影響正常的抗震救災工作，而且有可能引發火災等次生災害。
[0003]目前常見的500kV變壓器主要由油箱、鐵芯、繞組線圈、散熱器、油枕、高壓套管、低壓套管等組成，其中的鐵芯、繞組線圈安裝在油箱內，散熱器安裝在油箱側壁，高壓套管、低壓套管和油枕往往安裝在油箱頂部。大型變壓器的油箱往往高約4米左右，變壓器傳統的抗震方法是將變壓器本體與基礎焊接或者通過螺栓連接，即變壓器底座通常採用與預埋地腳螺栓連接的固定安裝方式，或者變壓器底座採用與預埋鋼板焊接的固定方式。這種安裝方式雖然能夠在一定程度上限制變壓器在地震時的位移和振動幅度，但卻使得地震能量順暢地由下向上、由基礎向設備本體輸入，大大增加了變壓器本體承受的地震能量和地震作用力，增大了變壓器本體內元件破壞的可能性，從而降低了變壓器結構體系的安全性。
[0004]變壓器因其結構尺寸大、重心低、質量大，在地震作用下以剪切變形為主，屬於重矮型設備。經過仿真計算，當地震發生時，變壓器的油箱會對地震波有較大的放大作用，一般放大係數取2倍，例如，8度地震下的水平加速度為0.2g(其中的g為重力加速度，下同)，則在油箱頂部產生的水平加速度可達0.4g。但是，目前的500kV變壓器上的高壓、低壓套管在直立情況下的抗震水平約為0.3g，油枕的抗震能力也約為0.3g。
[0005]因此，現有的500kV變壓器及其安裝方式在應對諸如8度到9度高地震烈度等劇烈震動時，無疑對安裝在變壓器油箱頂部的高壓、低壓套管和油枕造成較為嚴峻的安全考驗，例如在中國的汶川地震、雅安地震時，突發的劇烈震動導致了很多變壓器上的高壓、低壓套管和油枕發生破裂、損壞、漏油等問題，導致變壓器不得不長時間停電檢修，由此所造成的各方面損失更是無法準確計算。經過調研，針對當前變壓器地震易損性高的難題，國內外的各大變壓器生產公司已經無法通過改變高壓、低壓套管和油枕自身結構來繼續提高變壓器的整體抗震水平。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題是:針對現有技術存在的問題，提供一種500kV變壓器隔震結構，大幅提高變壓器的抗震性能，降低變壓器這類重要電力設施的地震易損性，保證變壓器結構體系的安全性。
[0007]本實用新型要解決的技術問題採用以下技術方案來實現:一種500kV變壓器隔震結構，包括變壓器、基礎和若干個隔震器，所述隔震器上下兩端分別與變壓器的底座、基礎連接固定。
[0008]優選地，所述隔震器下端通過連接構件、地腳螺栓與基礎連接固定，所述連接構件由預埋在基礎上的預埋平板構件和長螺母固定連接成一體，在預埋平板構件上開設若干個通孔，長螺母與通孔貫通且位於基礎內部，所述地腳螺栓螺紋部分與長螺母組成螺紋活動連接。
[0009]優選地，所述隔震器下端通過地腳螺栓、螺母與基礎連接固定，所述地腳螺栓預埋在基礎上，其螺紋部分與螺母組成螺紋活動連接且均外露於基礎。
[0010]優選地，所述隔震器由下連接板、抗震阻尼元件以及抗震彈性元件和上連接板組成，所述抗震彈性元件貫穿抗震阻尼元件，且抗震彈性元件上下兩端分別與上連接板、下連接板相互連接，所述上連接板與變壓器的底座連接，所述下連接板與基礎連接。
[0011 ] 優選地，所述抗震阻尼元件呈波紋狀疊層結構。
[0012]優選地，所述抗震阻尼元件是由橡膠和鋼板組成的夾層結構，內層是鋼板，外層是橡膠。
[0013]優選地，所述抗震彈性元件呈圓柱狀。
[0014]優選地，所述抗震彈性元件是彈簧或者鉛芯。
[0015]優選地，所述隔震器設置6-12個，且環變壓器的底座分布。
[0016]優選地，所述隔震器是以變壓器的底座的中心為對稱中心均勻分布。
[0017]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:通過在變壓器與基礎之間安裝若干隔震器，將變壓器本體與基礎隔離開來，當變壓器遭遇地震等強烈震動時，可以使變壓器與可能引起破壞的地震地面運動分離開，隔斷地震能量的傳播途徑，儘量減少傳遞到變壓器頂部易損部件如高壓套管、油枕、低壓套管等上的地震能量，抵消油箱本身的放大作用，因此，極大地提高了變壓器的抗震能力，保證變壓器即使在8度到9度高地震烈度地區也能夠安全運行，並且，在正常情況下的風荷載等外界荷載作用下，變壓器也可以保持正常使用功會泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種500kV變壓器隔震結構的正視圖。
[0019]圖2為本實用新型一種500kV變壓器隔震結構的側視圖。
[0020]圖3為圖1中隔震器的具體結構圖及安裝方式示意圖。
[0021]圖4為圖1中隔震器的安裝布局示意圖。
[0022]圖5為圖3中預埋平板構件的主視圖。
[0023]圖6為圖5中B-B向剖視圖。
[0024]圖7為圖3中下連接板的主視圖。
[0025]圖8為圖7中A-A向剖視圖。
[0026]圖9為圖3中上連接板的主視圖。
[0027]圖10為圖3中上連接板的俯視圖。
[0028]圖中標記:1_變壓器，2-基礎，3-隔震器，4-油池，5-連接螺栓，6-預埋平板構件，7-地腳螺栓，8-長螺母，9-通孔，11-底座，12-油箱，13-升高座，14-高壓套管，15-油枕，16-散熱器，17-低壓套管，31-下連接板，32-抗震阻尼元件，33-上連接板，34-抗震彈性元件。

【具體實施方式】
[0029]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0030]如圖1、圖2所示的一種500kV變壓器隔震結構，包括變壓器1、基礎2和隔震器3，其中的變壓器1主要由底座11、油箱12、鐵芯、繞組線圈、升高座13、高壓套管14以及油枕
15、散熱器16和低壓套管17組成，所述升高座13、高壓套管14、油枕15和低壓套管17均位於油箱12頂部，所述鐵芯、繞組線圈安裝在油箱12內，散熱器16安裝在油箱12側壁。所述底座11位於油箱12底部、隔震器3頂部。在基礎2四周設置油池4，當變壓器1發生火災或者停電檢修時，可以將油箱12中的油料排出到油池4中，再從油池4排放至指定地方。所述隔震器3的上下兩端分別與變壓器1的底座11、基礎2連接固定，隔震器3的數量設置在6-12個之間，通常設置偶數個，例如6個、8個、10個、12個，本實施例中的隔震器3的數量為10個，且以底座11的中心為對稱中心環底座11均勻分布，如圖4所示。這樣有利於變壓器1在劇烈震動過程中減輕變壓器1本體所承受的地震能量和地震作用力，降低變壓器1本體內部元件破壞的可能性，從而提高變壓器隔震結構體系的安全性。
[0031]所述隔震器3的構造如圖3所示，主要由下連接板31、抗震阻尼元件32以及抗震彈性元件34和上連接板33組成，所述下連接板31為方形平板，其上開設有若干個通孔9，如圖7、圖8所示。所述抗震阻尼元件32呈波紋狀疊層結構，並位於上連接板33與下連接板31之間，抗震阻尼元件32通常是由橡膠和鋼板組成的夾層結構，內層是鋼板，外層是橡膠。所述抗震彈性元件34呈圓柱狀，位於隔震器3的中心並貫穿抗震阻尼元件32，其上下兩端分別與上連接板33、下連接板31相互連接；通常，所述抗震彈性元件34採用彈簧或者鉛芯。所述上連接板33為方形平板，其上開設若干個通孔9，如圖9、圖10所示。
[0032]本實用新型的500kV變壓器隔震結構的安裝方法，具體包括如下內容:
[0033]首先，在基礎2上安裝連接構件。如圖5、圖6所示，所述連接構件由預埋平板構件6和長螺母8固定連接成一體，在預埋平板構件6上開設若干個通孔9，所述長螺母8固定連接在預埋平板構件6底部且與通孔9貫通。如圖3所示，預埋平板構件6需要預埋在基礎2內，其上表面通常與基礎2上表面平齊，以便下連接板31與預埋平板構件6的對齊安裝，同時，預埋平板構件6還可以增加隔震器3底部與基礎2之間的接觸面積，從而提高變壓器1的安裝穩定性。所述長螺母8則位於基礎2內部，這裡之所以使用長螺母8，是因為考慮到500kV變壓器屬於重矮型設備，其結構尺寸大、重心低、質量大，在地震作用下以剪切變形為主，採用長螺母8可以增加其與地腳螺栓7之間的螺紋連接部分，從而對變壓器1起到加固作用，有利於增強500kV變壓器隔震結構的抗震能力。
[0034]接下來，將隔震器3底部的下連接板31與預埋平板構件6通過地腳螺栓7連接固定，地腳螺栓7的螺紋部分與長螺母8之間組成螺紋活動連接，這樣即將隔震器3固定連接在基礎2上。
[0035]然後，將變壓器1放置在隔震器3頂部，其底座11與隔震器3的上連接板33之間通過連接螺栓5連接固定，這樣就將變壓器1、隔震器3、基礎2連接成為一體。
[0036]需要指出的是，在基礎2上安裝連接構件時，所述連接構件也可以是地腳螺栓7。將地腳螺栓7預埋在基礎2上，並使地腳螺栓7的螺紋部分外露於基礎2。在安裝隔震器3時，隔震器3下端的下連接板31通過地腳螺栓7、螺母與基礎2連接固定，此時，地腳螺栓7的螺紋部分與螺母組成螺紋活動連接，兩者均外露於基礎2。這種連接方式雖然拆卸方便，但是，由於螺紋活動連接部分外露於基礎2，在變壓器1工作過程中，因變壓器1自身的持續振動，容易造成螺紋連接部分鬆動。
[0037]本實用新型通過在500kV變壓器1的底座11與基礎2之間設置若干隔震器3來將變壓器1本體與基礎2隔離開來，以改變或者調整變壓器1的動力特性或動力作用，使變壓器1在地震作用下的動力反應(加速度、位移)能夠得到合理控制，其本質上是使變壓器1與可能引起破壞的地震地面運動分離開，隔斷地震能量的傳播途徑，儘量減少傳遞到變壓器1上部的地震能量，從而減小傳遞給變壓器1的作用力。在正常情況下的風荷載等外界荷載作用下，變壓器1可以保持正常使用功能。當發生如8度以上地震時，通過隔震器3的減震，可以使得變壓器1頂部易損的高壓套管14、油枕15、低壓套管17的水平加速度減小約50%，抵消油箱12本身2倍的放大作用，故可以將變壓器1的抗震能力提高約1倍，保證應用於8度到9度高地震烈度地區500kV變壓器的安全運行。
[0038]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，應當指出的是，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種500kV變壓器隔震結構，包括變壓器(I)和基礎(2)，其特徵在於:還包括若干個隔震器(3)，所述隔震器(3)上下兩端分別與變壓器⑴的底座(11)、基礎(2)連接固定。
2.根據權利要求1所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述隔震器(3)下端通過連接構件、地腳螺栓(7)與基礎(2)連接固定，所述連接構件由預埋在基礎(2)上的預埋平板構件(6)和長螺母(8)固定連接成一體，在預埋平板構件(6)上開設若干個通孔(9)，長螺母(8)與通孔(9)貫通且位於基礎(2)內部，所述地腳螺栓(7)螺紋部分與長螺母(8)組成螺紋活動連接。
3.根據權利要求1所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述隔震器(3)下端通過地腳螺栓(7)、螺母與基礎(2)連接固定，所述地腳螺栓(7)預埋在基礎(2)上，其螺紋部分與螺母組成螺紋活動連接且均外露於基礎(2)。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述隔震器(3)由下連接板(31)、抗震阻尼元件(32)以及抗震彈性元件(34)和上連接板(33)組成，所述抗震彈性元件(34)貫穿抗震阻尼元件(32)，且抗震彈性元件(34)上下兩端分別與上連接板(33)、下連接板(31)相互連接，所述上連接板(33)與變壓器(I)的底座(11)連接，所述下連接板(31)與基礎(2)連接。
5.根據權利要求4所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述抗震阻尼元件(32)呈波紋狀疊層結構。
6.根據權利要求4所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述抗震阻尼元件(32)是由橡膠和鋼板組成的夾層結構，內層是鋼板，外層是橡膠。
7.根據權利要求4所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述抗震彈性元件(34)呈圓柱狀。
8.根據權利要求4所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述抗震彈性元件(34)是彈簧或者鉛芯。
9.根據權利要求1-3任一項所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述隔震器⑶設置6-12個，且環變壓器⑴的底座(11)分布。
10.根據權利要求9所述的一種500kV變壓器隔震結構，其特徵在於:所述隔震器(3)是以變壓器⑴的底座(11)的中心為對稱中心均勻分布。
【文檔編號】F16F15/02GK204257330SQ201420712991
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】李龍才, 吳怡敏, 餘波, 馮小明, 張映楨, 曹尹, 樊豔, 蔡德江, 鐘山, 周德才, 隋權, 鄒家勇, 朱大鵬, 尹大千, 邢毅, 馮千秀, 駱玲, 馮川, 龔琳珺, 餘露月, 李珊珊, 劉燾, 王振華, 包維瀚 申請人:中國電力工程顧問集團西南電力設計院有限公司