一種用于電氣設(shè)備的減震裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變電站設(shè)備減震裝置，具體涉及一種用于電氣設(shè)備的減震裝置及 其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是多地震國家，地震區(qū)的電力設(shè)施不僅需要良好的工藝布置，而且需要具有 良好的抗震性能。近年來，鉛阻尼器減震控制技術(shù)在變電站中得到了應(yīng)用。一般鉛阻尼器 安裝在法蘭與設(shè)備的連接處，由于長期暴露在外界環(huán)境中，容易受環(huán)境的侵蝕而使其耐久 性能下降，進而導(dǎo)致其減震能力的下降，當遇到大地震時，鉛阻尼器減震控制能力達不到要 求，從而導(dǎo)致電力設(shè)備發(fā)生損壞。
[0003] 如何設(shè)計一種新的減震裝置，具有優(yōu)異的減震控制能力，而且能夠避免外界有害 介質(zhì)的侵蝕，具有良好的耐久性能，能夠有效的降低變電站高聳電氣設(shè)備的地震反應(yīng)，防止 變電站高聳電氣設(shè)備在大震作用下發(fā)生損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種用于電氣設(shè)備的減震裝置及其使用方法。該裝置中的減 震組件具有阻尼器和柔性混凝土兩種減震控制結(jié)構(gòu)，具有較高的減震控制能力。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：
[0006] -種用于電氣設(shè)備的減震裝置，所述裝置包括由下至上依次設(shè)置的支撐臺（20)、 減震組件（21)和電氣設(shè)備（22);所述減震組件（21)由固定框（4)、設(shè)于所述固定框（4)內(nèi) 的其豎直方向設(shè)有支撐件（5)的柔性混凝土柱（6)、阻尼器（2)和蓋板（1)組成；所述支撐 件（5)為設(shè)有凸臺的圓柱體。
[0007] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第一優(yōu)選方案，所述支撐件（5)與所述阻尼器 (2)設(shè)于同一豎直軸向上，所述阻尼器（2)頂部與所述蓋板（1)間有縫隙。
[0008] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第二優(yōu)選方案，所述固定框（4)為方鋼管，所 述設(shè)有凸臺的圓柱體（5)為帶齒圓鋼，所述柔性混凝土（6)為EPS高聚物柔性混凝土，所述 阻尼器（2)為鉛阻尼器。
[0009] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第三優(yōu)選方案，所述EPS高聚物柔性混凝土由 按質(zhì)量分數(shù)計的下組份制成：水泥80-120份、羧基丁苯膠乳10-20份、砂30-40份、水40-50 份、EPS顆粒1-5份、UNF-5高效減水劑1-3份。
[0010] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第四優(yōu)選方案，所述EPS高聚物柔性混凝土由 按質(zhì)量分數(shù)計的下組分制成：水泥100份、羧基丁苯膠乳15份、砂35份、水42份、EPS顆粒 2. 8份、UNF-5高效減水劑2份。
[0011] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第五優(yōu)選方案，所述水泥為標號P. 042. 5級的 硅酸鹽水泥。
[0012] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第六優(yōu)選方案，所述砂的堆積密度為1000~ 1300kg/m3〇
[0013] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的第七優(yōu)選方案，所述EPS顆粒為原生EPS顆粒， 其密度為18~20kg/m3。
[0014] -種所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的使用方法，所述方法包括如下步驟：
[0015] 1)配制柔性混凝土；
[0016] 2)將所述固定框水平設(shè)置于支撐臺上；
[0017] 3)于所述固定框內(nèi)豎直設(shè)置支撐件，并澆注柔性混凝土至與所述支撐件等高的高 度；
[0018] 4)將阻尼器水平設(shè)置于柔性混凝土柱上并與支撐件連接；
[0019] 5)將高壓電氣設(shè)備固定于阻尼器上方。
[0020] 所述的用于電氣設(shè)備的減震裝置的使用方法的第一優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法中所 用螺栓為高強螺栓。
[0021] 本發(fā)明減震組件的結(jié)構(gòu)如附圖1所示。該減震組件由固定框、阻尼器、支撐件、柔 性混凝土及蓋板組成。固定框的作用主要是約束柔性混凝土提高其變形能力，使阻尼器始 終處于堿性的環(huán)境中免受外界環(huán)境的侵蝕。固定框的頂部角焊縫焊接了加勁肋是對固定框 頂部空隙部位剛度的加強。
[0022] 鉛阻尼器的構(gòu)造如附圖2所示，鋼制凸軸置于鉛阻尼器內(nèi)部空腔中，鋼制凸軸的 中心軸位于限位支承上，限位支承起到鋼制凸軸的定位作用并使其只能上下移動?？涨恢?的填充物為鉛。當鋼制凸軸上下運動時鉛被擠壓，從而產(chǎn)生塑性擠壓變形耗散地震能量。
[0023] 附圖3所示為帶齒圓鋼的結(jié)構(gòu)，其通過內(nèi)螺栓與鉛阻尼器的下端相連，起到固定 鉛阻尼器的作用，另外由定位裝置固定于EPS高聚物柔性混凝土中。地震時，設(shè)備帶動鋼凸 軸在鉛阻尼器的限位裝置中運動，同時帶動鉛阻尼器在圓方鋼管空隙范圍內(nèi)運動。而鉛阻 尼器運動時又帶動帶齒圓鋼在EPS高聚物柔性混凝土中相對運動，帶齒圓鋼的齒在EPS高 阻尼柔性混凝土中產(chǎn)生擠壓作用，從而利用EPS聚合物柔性混凝土阻尼和大變形進一步耗 散地震能量。
[0024] 本發(fā)明減震裝置的使用方法及裝置主視圖如附圖4和附圖5所示：首先配制柔性 混凝土；將所述固定框水平設(shè)置于支撐臺上；于所述固定框內(nèi)豎直設(shè)置支撐件，并澆注柔 性混凝土至與所述支撐件等高的高度；將阻尼器水平設(shè)置于柔性混凝土柱上并與支撐件連 接；加勁肋與鋼管用角焊縫連接，頂板與鋼管四壁用角焊縫連接；最后用穿過設(shè)備法蘭盤 及鋼管連接頂板的高強螺栓連接于鉛阻尼器鋼凸軸的內(nèi)螺紋孔中。
[0025]EPS高聚物柔性混凝土具有各向同性緩沖吸能特性，其膠凝材料主要是普通硅酸 鹽水泥和羧基丁苯膠乳。該混凝土組成材料的特性及作用如下：
[0026] 1)普通硅酸鹽水泥
[0027] 本發(fā)明采用標號為P. 042. 5級的普通硅酸鹽水泥。
[0028] 2)羧基丁苯膠乳
[0029] 羧基丁苯膠乳為高分子聚合物。乳白色泛藍光，固體含量為40~50%，pH值在 7-9之間。技術(shù)指標如表1所示。該羧基丁苯膠乳由苯乙烯、丁二烯和丙烯酸三元共聚而成 的一種高分子羧基丁苯膠乳，具有較高的粘接強度，優(yōu)良的機械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及 優(yōu)異的流變性能，無毒、無腐蝕性、不揮發(fā)、不燃燒。本發(fā)明提供的技術(shù)方案中將水泥砂漿摻 入羧基丁苯膠乳，后提高了阻尼性能，因為羧基丁苯膠乳與水泥砂漿拌和時，在此拌合料內(nèi) 部凝聚成與水泥凝膠相互交織的絲狀薄膜層，，將砂粒牢固地粘結(jié)在一起，形成互穿的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)極大地增強了水泥砂漿的變形能力，在帶齒圓鋼與聚合物柔性混凝土產(chǎn)生 擠壓運動時，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變滯后于應(yīng)力，滯后的形變運動要克服較大的阻尼，這個過 程將機械能轉(zhuǎn)化為熱能而耗散掉。
[0030] 表1羧基丁苯膠乳液體
[0031]
[0032] 3)砂
[0033] 砂是構(gòu)成EPS輕集料混凝土彈性骨架最重要的材料，它和硅酸鹽水泥共同對對 EPS輕集料混凝土的力學(xué)性能起重要的作用。本發(fā)明所使用的砂是堆積密度為1000~ 1300kg/m3的潔凈圓形顆粒的天然河砂。
[0034] 4)水
[0035] 拌合混凝土和養(yǎng)護用的水為自來水和清潔的天然水。
[0036] 5)EPS顆粒
[0037] 泡沫聚苯乙烯（EPS)顆粒密度非常低，本發(fā)明技術(shù)方案中所用的EPS為密度18~ 20kg/m3的原生EPS顆粒，EPS材料具有很好的塑性變形能力。到混凝土中摻入EPS顆粒后， 極大的提高了混凝土的變形能力，成為一種柔性混凝土。利用EPS顆粒大的變形能力來吸 收地震能量。
[0038] 6)UNF-5非引氣型高效減水劑
[0039] 摻加EPS顆粒后，由于水泥漿對顆粒的包裹作用，顆粒間的摩擦顯著，從而降低 新拌混凝土的流動性。為此，應(yīng)加入一定量減水劑以提高新拌EPS多孔混凝土的流動性。 UNF-5高效減水劑能夠明顯提高混凝土拌合物的流動性，該高效減水劑提高混凝土拌和物 和易性的原因可以歸納為吸附-分散作用、潤滑作用。
[0040] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明技術(shù)方案具有如下優(yōu)點：
[0041] 1)本發(fā)明中鉛阻尼器封裝在方鋼管內(nèi)，周圍有堿性的EPS高聚物柔性混凝土的保 護，可以使鉛合金減震器免受外界環(huán)境的侵蝕，提高鉛阻尼器的耐久性