5 5 断路器.避雷器等细长电瓷类设备 5，5、1，断路器及避雷器都为悬臂结构、根据震害调查和实型试验分析，危险断面大多发生在根部，所以需对瓷件根部截面进行验算 断路器 避雷器属于细长高型电瓷世备 在历次地震中。其震害都比较严重.甚至在地震烈度为六.七度时,也有震害发生、所以、各国对其抗震性能的研究都比较重视、我国从海城,唐山地震后.有关单位也陆续地开展了大量的研究工作 1 断路器,避雷器抗震研究的主耍内容有以下几个方面、现场测试其动力特性参数.利用大型振动台.进行实物的动力特性参数和抗震性能试验 断路器减震器和避雷器阻尼装置的研制,高强度电瓷材料的研制、断路器、避雷器,安装减震器。阻尼装置、前 后的计算模型和方法，2,通过上述研究 得到了以下几点有价值的结论、断路器的自振频率一般在3Hz左右.临界阻尼比在3,左右.避雷器的自振频率一般在5Hz以下。临界阻尼比在2 左右，由普通电气陶瓷制造的瓷套或瓷捧 其弹性模量和破坏强度的离散性很大.破坏强度较低,一般在12MPa。20MPa、而高强度瓷件的破坏强度可达到70MPa以上，这将大幅度提高了设备的抗震能力.安装减 隔、震器，经试验可以大幅度地减小设备所受到的地震作用 使设备所验算部位的最大组合应力折减50.左右 具有很好的抗震效果.当设备的引线采用硬母线连接时。对设备的抗震性能有不利的影响 加设软连接后、则提高了设备的抗震性能。断路器一般是安装在支架上的.而支架对断路器的抗震性能有较大的影响。选择合适的支架刚度和质量、降低支架的高度.可以使整体结构的自振频率避开所安装场地的卓越频率.减小设备的地震反应.3,鉴于上述研究成果,本规范做出了以下几项规定 本规范中断路器和无绝缘拉杆避雷器自振周期计算公式的计算模型是按质量和刚度均匀分布的连续杆 并根据能量法推导得到的。因断路器和避雷器为多节瓷瓶由螺栓连接而成 节点间为弹性连接 所以.实测刚度比计算刚度要小,根据试验结果和计算结果的比较分析.本规范选用了刚度折减系数来反映这一差异、并规定断路器的刚度折减系数取0 2，无绝缘拉杆避雷器的刚度折减系数取0、22。有绝缘拉杆避雷器自振周期计算公式的计算模型是按质量和刚度均匀分布的连续杆，且在杆的5。8处有一限制水平位移的铰支座,并根据瑞雷，利兹法推导得到的。其刚度折减系数0,051隐含在公式内 随着科学进步。电气陶瓷的制造工艺也在不断提高，断路器和避雷器等由原来强度较低的普通电气陶瓷制造.到目前陶瓷的强度越来越高、所以本规范要求电瓷件应选用高强度抗震型陶瓷，另外本规范还规定该类设备为减小设备的地震反应可安装减震器。并以规范性附录形式给出了具体规定与要求.因断路器和避雷器的瓷瓶横截面面积是不规则变化的、所以本规范为保证安全.对所验算部位的应力应乘以不均衡系数。取1,67.有绝缘拉杆避雷器。如部分220kV避雷器、根据震害分析和内力计算发现.在绝缘拉杆上面一节瓷瓶根部的内力较大、所以需对该截面进行抗震验算、参照有关单位对500kV避雷器的振动台试验报告、当瓷件最产生破坏，所以此条只要求对瓷件的应力进行抗震验算。参照有关单位对500kV避雷器的振动台试验报告.当瓷件最大应力达到14。106Pa时、底部瓷瓶的法兰连接螺栓的最大应力只达到56，105Pa，远小于螺栓的许用应力 地震时一般不会在此产生破坏,所以此条只要求对瓷件的应力进行抗震验算。5 5、2,根据某公司生产的66kV。126kV.252kV棍形支柱绝缘子。126kV 252kV出线瓷套和110kV，220kV避雷器等高压电瓷产品的抗震验算表明，其自振周期大多在0.1s左右.个别小于0、1s,所以，建议这类产品的自振周期可取0,1s，本条给出的断路器及无绝缘拉杆的避雷器的自振周期计算公式、是按质量均匀分布的连续杆计算模型推导的、因为断路器及避雷器基奉上为一连续介质且无明显突加质量的悬臂结构.由于断路器.避雷器为多节瓷瓶由螺栓连接而成、节点间为弱性连接.使实测刚度比计算刚度小。根据设备在振动台的试验结果、选用了侧移刚度折减系数来反映这一因素、根据试验结果、分析结果。对断路器选用0 2.对避雷器选用0。22。有绝缘拉杆的避雷器由于其精确解求解困难，可利用瑞雷利兹法求其上限解。频率偏高。周期偏低、故安全、