地震試驗報告zf報告9度

1、：2012-002抗震分析驗證抗震水平：GB/T 13540-2009 的AG5(0.5g)產(chǎn)品名稱：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備額定電壓：1100kV產(chǎn)品制造：西安西電開關(guān)電氣結(jié)論：茲證明 ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備已經(jīng)根據(jù)GB/T 13540-2009 通過了抗震計算分析，在零周期加速度為 0.5g 時具有下列安全系數(shù)：使用破壞應(yīng)力最小安全系數(shù) 3.06（ZL101A），使用許用應(yīng)力最小安全系數(shù) 1.53（高強(qiáng)瓷）。編制：校核：簽發(fā)：鄭州機(jī)械目錄概述1產(chǎn)品的類型11.1.11.1.21.1.3結(jié)構(gòu)信息1負(fù)載1使用的響

2、應(yīng)譜22產(chǎn)品數(shù)據(jù)22.12.22.32.42.5總尺寸及重量2固有頻率2阻尼比2固定處情況2材料特性43分析方法43.13.23.3分析方法4使用的. 4對產(chǎn)品和支撐結(jié)構(gòu)建模型時所做的假設(shè)44結(jié)果54.14.2大風(fēng)靜力工況位移、應(yīng)力5響應(yīng)譜作用下位移、應(yīng)力分析54.2.14.2.2安全系數(shù)X+Z 向 Y+Z 向響應(yīng)譜5響應(yīng)譜74.34.4. 8基礎(chǔ)負(fù)載. 9-I-1概述1.1 產(chǎn)品的類型1.1.1結(jié)構(gòu)信息ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備由斷路器、開關(guān)、支架、母線筒、互感器、套管、三通等主要組成。表 1：抗震敏感幾何特征尺寸1.1.2負(fù)載22載荷風(fēng)速 V=10m/

3、s 的風(fēng)壓載荷，基本風(fēng)壓w0 =V /1600=0.0625kN/m 。大風(fēng)工22況風(fēng)速 V=34m/s，基本風(fēng)壓w0 =V /1600=0.7225kN/m地面水平方向加速度 0.5g，豎直 Z 方向 0.25g，結(jié)構(gòu)阻尼比 2%。根據(jù) GB5009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范算出敏感的風(fēng)荷載、靜態(tài)端子負(fù)荷，見下表。靜載荷還包括自重。表 2-1：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備風(fēng)載荷表 2-2：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備導(dǎo)線拉力圖 1：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備大風(fēng)靜載荷矢量圖-1-方向

4、FxFyFz靜負(fù)載力額定值 N500050004000靜負(fù)載力使用值（0.7*額定值）N350035002800靜負(fù)載力作用點10374、1248工況10m/s載荷34m/s 大風(fēng)載荷風(fēng)載荷值623N7205N風(fēng)載荷作用點1245、10371扭轉(zhuǎn)慣性矩 m4抗彎慣性矩 m4截面面積 m2直徑 mm厚度 mm套管.29680E-01.14840E-01.14290E501.1.3使用的響應(yīng)譜水平方向地面加速度：AG5:ZPA=5m/s2(0.5g)，阻尼比取 2%。DASAPW 計算響應(yīng)譜時的輸出如下：表 3：阻尼比 2%使用的響應(yīng)譜圖 2：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封

5、閉開關(guān)設(shè)備有限元網(wǎng)格2產(chǎn)品數(shù)據(jù)2.1總尺寸及重量尺寸：26.2m 3.15m 16.85m，總重量 48.9kg，重心高度 4.95m。2.2固有頻率計算出最高階固有頻率為 35.09Hz，大于 GB/T 13540-2009 規(guī)定的 35Hz 要求。2.3阻尼比取 GB/T 13540-2009 中的最小值 2%，偏保守。固定處情況2.4鋼支架與地基固定。-2-頻率 Hz0.00.51.02.49.020.025.0加速度幅值 g0.00.430.851.41.40.750.5阻尼比X 方向地面加速度Y 方向地面加速度Z 方向地面加速度2%0.5g0.5g0.25g表 4：ZF17A-110

6、0/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備固有頻率（Hz）圖 3：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備第一階振型圖 4：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備第二階振型圖 5：ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備第五階振型-3-4.134.134.374.379.1012.0312.0412.0812.1321.2822.2822.4723.2824.8225.8526.8026.8029.0729.2430.1430.4831.8532.4232.4634.1935.0935.092.5材料特性表 5：ZF

7、17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備各種材料機(jī)械性能常數(shù)注 1:套管的質(zhì)量密度等效為 5811.9kg/ m3 ，5083 質(zhì)量密度等效為 1830.0kg/ m3等，1Cr18Ni9Ti 質(zhì)量密度等效為 10918.0kg/ m3 ，以保證計算質(zhì)量與實際質(zhì)量相等。注 2：按照 GB/T 13540-2009 的要求，許用應(yīng)力一般情況采用屈服強(qiáng)度的 90%，支架采用屈服強(qiáng)度的 100%，套管采用破壞強(qiáng)度的 50%。3分析方法3.1分析方法按照 GB/T 13540-2009 要求的響應(yīng)譜（RRS），水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s2(0.5g)，分別使用 X

8、+Z 向和 Y+Z 向兩種情況進(jìn)行響應(yīng)譜分析，各階振型響應(yīng)的疊加按平方求和的平方根，應(yīng)力）按絕對值組合。應(yīng)力與靜載荷應(yīng)力（包括截尾高階振型的3.2使用的抗震分析DASAPW。3.3對產(chǎn)品和支撐結(jié)構(gòu)建模型時所做的假設(shè)斷路器、開關(guān)、三通、母線筒等絕大多數(shù)都使用了位移三次插值的度的“DKT”三角形殼單元進(jìn)行實體模擬，套管、支架等使用了六度的三維元模擬。套管元與殼單元的連接使用了剛平面假設(shè)的位移約束方程方法模擬實際情況。支架與基礎(chǔ)接觸的結(jié)點按固定處理。-4-材料彈性模量 (N/ m2 )泊松比質(zhì)量密度 (kg/ m3 )破壞應(yīng)力 (MPa)屈服應(yīng)力 (MPa)許用應(yīng)力 (MPa)AlSi7Mg0.71

9、0110.32700.0275215193.5ZL101A0.710110.32700.0295215193.5高強(qiáng)瓷0.93 10 110.35811.960-3050830.710110.31830.0275125112.5Q2352.0610110.37860.04602352351Cr18Ni9Ti2.0610110.310918.0520205184.54結(jié)果4.1大風(fēng)靜力工況位移、應(yīng)力套管頂部最大位移：X=6.7mm，Y=3.7mm，Z=0.3mm。表 6：大風(fēng)靜載荷作用下最大應(yīng)力（MPa）4.24.2.1響應(yīng)譜作用下位移、應(yīng)力分析X+Z 向響應(yīng)譜套管頂部最大位移：X=41.5mm

10、，Y=2.49mm，Z=0.045mm。表 7：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷共同作用下最大應(yīng)力（MPa）圖 6：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下三通應(yīng)力云圖-5-材料破壞應(yīng)力 (MPa)許用應(yīng)力 (MPa)計算應(yīng)力 (MPa)安全系數(shù)破壞應(yīng)力許用應(yīng)力AlSi7Mg275193.568.534.012.82ZL101A295193.596.413.062.01高強(qiáng)瓷603019.573.071.535083275112.547.525.792.37Q235460235116.63.952.021Cr18Ni9Ti520184.5103.55.021.78材料破壞應(yīng)力 (MPa)許用應(yīng)力 (MPa)計算

11、應(yīng)力 (MPa)安全系數(shù)破壞應(yīng)力許用應(yīng)力AlSi7Mg275193.59.5628.7720.24ZL101A295193.524.412.097.93高強(qiáng)瓷60303.2218.639.325083275112.512.1222.699.28Q23546023515.4829.7215.181Cr18Ni9Ti520184.530.3917.116.07圖 7：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下瓷套法蘭應(yīng)力云圖圖 8：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下過渡筒應(yīng)力云圖圖 9：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下支架應(yīng)力云圖圖 10：X+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下開關(guān)應(yīng)力云圖-6-圖 11：X+Z 向響應(yīng)譜+

12、靜載荷作用下斷路器應(yīng)力云圖4.2.2Y+Z 向響應(yīng)譜套管頂部最大位移：X=2.19mm，Y=42.92mm，Z=0.005mm。表 8：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷共同作用下最大應(yīng)力（MPa）圖 12：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下三通應(yīng)力云圖圖 13：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下瓷套法蘭應(yīng)力云圖-7-材料破壞應(yīng)力 (MPa)許用應(yīng)力 (MPa)計算應(yīng)力 (MPa)安全系數(shù)破壞應(yīng)力許用應(yīng)力AlSi7Mg275193.532.498.465.96ZL101A295193.579.983.692.42高強(qiáng)瓷603017.893.351.685083275112.571.413.851.58Q2354

13、6023584.055.472.801Cr18Ni9Ti520184.5106.54.881.73圖 14：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下斷路器應(yīng)力云圖圖 15：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下支架應(yīng)力云圖圖 16：Y+Z 向響應(yīng)譜+靜載荷作用下開關(guān)應(yīng)力云圖4.3安全系數(shù)對 ZF17A-1100/Y6300-63 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備按照 GB/T 13540-2009 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的抗震標(biāo)準(zhǔn)，使用 X+Z 向和 Y+Z 向響應(yīng)譜，進(jìn)行 AG5 抗震水平校核。地面水平方向加速度取 0.5g，豎直方向加速度取 0.25g,結(jié)構(gòu)阻尼按 2%計算。計算結(jié)果表明，無論使用哪種校核，結(jié)構(gòu)各破壞應(yīng)力安全系數(shù)都大于 1.67，結(jié)構(gòu)各許用應(yīng)力安全系數(shù)都大于 1，各種材料的最小安全系數(shù)見表 9。-8-表 9：各種材料的最小安全系數(shù)4.4基礎(chǔ)負(fù)載A：X+Z 向+X載荷：結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的合力(絕對加速度引起的力)：FX=480.22kN ,FZ=124.3kN,FX 作用點坐標(biāo) Z=6.84m彎矩MY = FX Z=3284.7kNmB：Y+Z 向+Y載荷結(jié)構(gòu)傳給基礎(chǔ)的合力(絕對加速度引起的力)：FY=501.947kN ,FZ=124.3kN,FY 作用點坐標(biāo) Z=6.44m彎矩M X