智利電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

官貞珍, 任建興, 朱全軍

(1.上海電力大學(xué), 上海 200090; 2.國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司, 北京 102209)

智利是世界上地震發(fā)生最頻繁和最強(qiáng)烈的國(guó)家。在智利,震級(jí)超過(guò)1.5級(jí)的地震,在剛過(guò)去的一周發(fā)生12次,在剛過(guò)去的一個(gè)月發(fā)生57次,在剛過(guò)去的一年(2021年7月～2022年7月)發(fā)生748次;震級(jí)超過(guò)6級(jí)的地震,在過(guò)去5年(2017年1月1日～2021年12月31日)發(fā)生33次,僅2022年1～7月發(fā)生4次[1]。全世界平均每年記錄到的9 000次地震中,有21%發(fā)生在智利,相當(dāng)于全世界地震能量的1/4在智利釋放。歷史上智利曾發(fā)生過(guò)數(shù)次特大地震,如1960年、2010年、2014年和2015年發(fā)生的里氏9.5級(jí)、8.8級(jí)、8.2級(jí)和8.3級(jí)的特大地震,2016年發(fā)生7.6級(jí)大地震,其中1960年智利大地震是世界上有記載的第一大地震。雖然智利特大地震的規(guī)模和釋放的能量史上罕見(jiàn),但歷次大地震均沒(méi)有造成重大人員傷亡,這得益于智利較完善的抗震防范措施。智利在經(jīng)歷1960年特大地震后,開(kāi)展了建筑抗震設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究,并于1972年制定發(fā)布了《建筑抗震設(shè)計(jì)》(Nch 433.Of 72),并先后3次修訂制定《建筑抗震設(shè)計(jì)》(NCh 433.Of 1996 Modificada en 2012)[2]。

電力系統(tǒng)是生命線工程的重要組成部分。在智利歷次大地震中,電力系統(tǒng)均遭到不同程度的破壞。如2010年智利大地震,造成智利SIC電力公司共1 643 MW機(jī)組停運(yùn);沿海地區(qū)分布式能源系統(tǒng)全網(wǎng)中斷,瞬間負(fù)荷損失達(dá)6 000 MW,負(fù)荷接近零;Transelec輸電公司12座變電站和1.6 km輸電線路遭到損壞,其中變電站損壞主要集中在500 kV主變套管、500 kV隔離開(kāi)關(guān)、220 kV罐式斷路器和154 kV壓縮空氣斷路器,輸電線路損壞主要是154 kV輸電線路的破壞[3]。與震級(jí)低的我國(guó)2008年汶川大地震(里氏8.0級(jí))、2013年雅安地震(里氏7.0級(jí))和2017年九寨溝地震(里氏7.0級(jí))對(duì)電力設(shè)施的震害情況相比[4-5],2010年智利大地震造成的電力系統(tǒng)損毀程度遠(yuǎn)低于我國(guó)。

智利在電力系統(tǒng)抗震減災(zāi)方面進(jìn)行了大量研究,是世界上最早提出電力設(shè)備抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家。智利國(guó)家電力股份公司(ENDESA)于1987年編制發(fā)布了《抗震設(shè)計(jì)》(ETG-1.015)[6],2005年和2007年又分別制定修訂了《變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》(ETG-A.0.21)[7]和《高壓電氣設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(ETG-A.0.20)[8],是發(fā)電廠、變電站和輸電線路的建(構(gòu))筑物及基礎(chǔ)設(shè)施抗震設(shè)計(jì)的主要參考文件。智利政府規(guī)定,高壓電力設(shè)施建設(shè)必須符合智利ETG-1.015抗震要求,或高抗震等級(jí)下需執(zhí)行美國(guó)《變電站抗震設(shè)計(jì)推薦規(guī)程》(IEEE Std 693)的抗震標(biāo)準(zhǔn)。

本文簡(jiǎn)要介紹智利電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的主要規(guī)定和抗震設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的基本情況,為我國(guó)電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提供借鑒,并推動(dòng)我國(guó)相關(guān)規(guī)范的修訂工作。

1 智利電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)基本規(guī)定

ETG-1.015中第02.07變電站電氣設(shè)備中的規(guī)定適用于變電站發(fā)電、輸電和配電設(shè)施,如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、避雷針、開(kāi)關(guān)柜、蓄電池支架等的抗震設(shè)計(jì),以及抗震強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)和評(píng)價(jià)。智利抗震規(guī)范中規(guī)定地震作用按設(shè)防烈度考慮。本地區(qū)的抗震設(shè)防烈度由水平向地震動(dòng)參數(shù)表征,即地表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度最大絕對(duì)值、速度和地面上的水平位移3個(gè)參數(shù)。根據(jù)地面運(yùn)動(dòng)的水平向地震動(dòng)參數(shù),將抗震設(shè)防烈度分為A,B,C 3類(lèi),分別對(duì)應(yīng)ETG-A.0.21中Ⅲ,Ⅱ,Ⅰ 3個(gè)抗震設(shè)防區(qū),具體如表1所示。在進(jìn)行豎向地震作用分析時(shí),地面運(yùn)動(dòng)最大豎向加速度取最大水平加速度的60%。

表1 智利抗震設(shè)防類(lèi)別

ETG-1.015中規(guī)定,抗震驗(yàn)算需在兩個(gè)水平軸方向分別計(jì)算水平地震作用,并取水平和垂直方向最不利的組合進(jìn)行抗震驗(yàn)證試驗(yàn)。

2 場(chǎng)地類(lèi)別

智利《建筑抗震設(shè)計(jì)》(NCh 433.Of 1996 Modificada en 2012)規(guī)定結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)采用“中震不壞、大震不倒”兩水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)[2],即能抵抗中等強(qiáng)度地震,允許非結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生輕微損壞;當(dāng)遭受特大地震時(shí),雖然損壞,但不倒塌。根據(jù)建筑物的重要程度、使用情況和故障風(fēng)險(xiǎn),將建筑結(jié)構(gòu)分成A,B,C,D 4個(gè)抗震等級(jí),其中電力設(shè)施劃分為A類(lèi)。根據(jù)有關(guān)場(chǎng)地分類(lèi)規(guī)定,以地表以下30 m范圍內(nèi)的土層平均剪切波速為主要參數(shù),將場(chǎng)地劃分為A,B,C,D,E,F 6類(lèi),即硬質(zhì)巖石、軟巖石或堅(jiān)硬土、硬土、中密土或中硬土、中硬黏土或中軟土、特殊土壤(如液化土、敏感土、高塑性黏土、有機(jī)土、飽和細(xì)粒土),其中F類(lèi)場(chǎng)地需要專(zhuān)門(mén)研究。智利以B類(lèi)作為標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地。不同于智利的單參數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo),我國(guó)采用雙參數(shù)分類(lèi)方法,即根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度,將場(chǎng)地劃分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ4類(lèi),即硬場(chǎng)地、中硬場(chǎng)地、中軟場(chǎng)地和軟場(chǎng)地4類(lèi),其中以Ⅱ類(lèi)為標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地[9]。針對(duì)硬質(zhì)巖石的波速,智利抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為900 m/s,美國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為760 m/s,我國(guó)和歐洲抗震規(guī)范為800 m/s。智利的軟弱土指標(biāo)為180 m/s,與美國(guó)和歐洲相同,我國(guó)為150 m/s,我國(guó)軟弱土的指標(biāo)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相比略偏低。智利場(chǎng)地類(lèi)別劃分如圖1所示。圖1中,h為場(chǎng)地覆蓋層厚度;v30為地表以下30 m范圍內(nèi)的土層平均剪切波速。

圖1 智利抗震規(guī)范中場(chǎng)地類(lèi)別劃分示意

3 抗震設(shè)計(jì)方法

智利電氣設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)方法分為靜力設(shè)計(jì)法和動(dòng)力設(shè)計(jì)法,并根據(jù)電氣設(shè)施結(jié)構(gòu)型式的不同,對(duì)不同的電氣設(shè)施規(guī)定了不同的設(shè)計(jì)方法[7-8]。

3.1 靜力設(shè)計(jì)法

對(duì)于固有頻率高于30 Hz的剛性電氣設(shè)備,可采用靜力設(shè)計(jì)法。當(dāng)采用靜力設(shè)計(jì)法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),地震作用產(chǎn)生的水平和垂直分量的計(jì)算公式分別為

(1)

(2)

式中:H,V——地震作用產(chǎn)生的水平分量和垂直分量,N;

a——地面水平最大加速度值;

g——重力加速度;

W——電氣設(shè)備的總重量(當(dāng)為液體時(shí),經(jīng)申請(qǐng)批準(zhǔn)后可取部分質(zhì)量進(jìn)行考慮),N。

ETG-A.0.20中規(guī)定,對(duì)于245 kV及以上的高壓剛性電氣設(shè)備,當(dāng)固有頻率高于25 Hz時(shí),亦可采用靜力設(shè)計(jì)法[8]。其水平和垂直地震作用可分別表示為

H=0.6W

(3)

V=0.36W

(4)

其中:H和V可按抗震設(shè)計(jì)力根據(jù)系統(tǒng)各自的權(quán)重進(jìn)行分配。

如果沒(méi)有試驗(yàn)驗(yàn)證高壓電氣設(shè)備的固定頻率高于25 Hz,或設(shè)備固定頻率不足25 Hz,采用靜力設(shè)計(jì)法時(shí),地震作用設(shè)計(jì)值的水平和垂直分量分別為

(5)

V=0.5W

(6)

如果安裝在支撐結(jié)構(gòu)上的待測(cè)高壓設(shè)備的剛度未知或未驗(yàn)證其固有頻率高于25 Hz,則設(shè)計(jì)地震作用的水平和垂直分量應(yīng)在上述值上增大1.5倍。

3.2 動(dòng)力設(shè)計(jì)法

對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)、繼電器、支柱類(lèi)絕緣子、套管、電力變壓器、箱式變電站、SF6絕緣變壓器等高壓電氣和電瓷產(chǎn)品必須采用動(dòng)力設(shè)計(jì)法,其自振頻率為0.5～30 Hz。對(duì)于245 kV及以上的高壓電氣設(shè)施,其自振頻率等于或低于35 Hz時(shí),也應(yīng)考慮采用動(dòng)力設(shè)計(jì)法。電氣設(shè)備本體或電氣設(shè)備(裝置)的部件進(jìn)行抗震強(qiáng)度驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí),要在行政主管批準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。智利《抗震設(shè)計(jì)》(ETG-1.015)中規(guī)定電氣設(shè)備的振動(dòng)臺(tái)地震試驗(yàn)需經(jīng)歷A,B,C,D 4個(gè)步驟,其中步驟C和步驟D地震試驗(yàn)之前需分別進(jìn)行步驟A和步驟B的自由振動(dòng)和靜態(tài)試驗(yàn)的探索性測(cè)試[6]。

在步驟A中,因電氣設(shè)備各部件的頻率和阻尼值有所差異,為了確定各部件的頻率和阻尼比,應(yīng)對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行探索性的自由振動(dòng)試驗(yàn)。方法是將待測(cè)部件固定在符合規(guī)定的剛性基座上,對(duì)其提供能量使其自由振動(dòng),即在其平衡位置施加一逐漸增大的、直到不小于設(shè)備重力1/3的外力,并記錄下使裝置突然斷裂的施加外力作用下的各部件自由振動(dòng)情況。在主管部門(mén)認(rèn)為有必要的情況下,可以在多個(gè)施力方向上分別獨(dú)立進(jìn)行探索性自由振動(dòng)測(cè)試,并最好選擇外力對(duì)應(yīng)的最脆弱的軸向進(jìn)行試驗(yàn);如果最脆弱的軸向未知,可以選擇任意兩個(gè)正交水平方向,所有的測(cè)試方向都應(yīng)得到主管部門(mén)的批準(zhǔn)。根據(jù)ETG-1.015和ETG-A.0.20中自由振動(dòng)Abaco阻尼曲線中出現(xiàn)明顯的振動(dòng)衰減來(lái)確定各部件的阻尼比。阻尼計(jì)算公式為

(7)

式中:ξ——結(jié)構(gòu)阻尼比;

Y1——采取計(jì)算的第1個(gè)自由振動(dòng)的振幅;

Yn+1——計(jì)算的第1個(gè)振動(dòng)后第N個(gè)振動(dòng)周期的振幅;

n——自由振動(dòng)周期數(shù)。

Abaco阻尼曲線如圖2所示。

圖2 Abaco阻尼曲線

當(dāng)設(shè)備包含兩個(gè)或兩個(gè)以上相同自振頻率的部件時(shí),振動(dòng)時(shí)可能會(huì)受到干擾產(chǎn)生共振拍波,即為圖2左上所示的過(guò)程。測(cè)試部件的頻率由前3個(gè)周期的自由振動(dòng)情況得到。

步驟B為靜力試驗(yàn)。方法是在測(cè)試部件的重心位置施加一水平方向的力,在準(zhǔn)靜態(tài)條件下逐漸增大外力,直至最大值。該最大值等于測(cè)試部件的質(zhì)量與重心處加速度的乘積。一旦外力達(dá)到最大值,再逐漸減小到零,重復(fù)此步驟,直到完成3個(gè)周期的外力的加載和卸載,再通過(guò)計(jì)算得到反應(yīng)譜。完成步驟B有5個(gè)方面的目的:一是校準(zhǔn)應(yīng)變計(jì)(或變形探測(cè)器);二是確定準(zhǔn)靜態(tài)條件下的應(yīng)力和應(yīng)變臨界值;三是檢測(cè)測(cè)試件的永久位移是否發(fā)生在外力加載和卸載的周期結(jié)束;四是確定測(cè)試件的橫向剛度;五是在裝有減震器的情況下,在設(shè)備發(fā)生損壞之前進(jìn)行更嚴(yán)格的動(dòng)態(tài)測(cè)試。為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)1和目標(biāo)2,應(yīng)變計(jì)應(yīng)安裝在測(cè)試件的至少兩點(diǎn)位置,并得到外力加載和卸載的標(biāo)準(zhǔn)曲線,即外力-變形曲線和外力-彈性應(yīng)變曲線。為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)3和目標(biāo)4,應(yīng)測(cè)量測(cè)試點(diǎn)的橫向位移,如測(cè)試件的重心、設(shè)備最高點(diǎn)或終端設(shè)備的連接點(diǎn)。測(cè)得的位移對(duì)外力的加載和卸載階段作圖,可用于檢測(cè)線性彈性行為的偏離情況。步驟B的靜力試驗(yàn)要按照固定件和測(cè)試件的自由振動(dòng)測(cè)試規(guī)范進(jìn)行。在靜力試驗(yàn)中,特別需要確定墊片、連接部分和減震阻尼裝置的抗震性能,要重復(fù)外力的加載和卸載。其力學(xué)特性取決于所施加作用力的方向。

步驟C為掃頻測(cè)試。一是用于測(cè)試設(shè)備的諧振頻率作為整體,確定地震響應(yīng)頻率范圍(0.5～30 Hz);二是對(duì)裝設(shè)有減震器的設(shè)備,確定自振頻率不超過(guò)30 Hz的阻尼比;三是確定步驟D測(cè)試的恒定頻率;四是確定非線性效應(yīng)對(duì)檢測(cè)設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng);五是用于自由振動(dòng)和靜態(tài)試驗(yàn)的探索性測(cè)試,為開(kāi)發(fā)數(shù)學(xué)模型提供信息。頻率掃描測(cè)試按條款G-04規(guī)定,將設(shè)備固定在振動(dòng)臺(tái)上,在恒定的振幅和頻率可變的基座上進(jìn)行自由擺動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)。頻率在0.5～30 Hz范圍內(nèi)變化,變化速度每分鐘不超過(guò)1/8,每一個(gè)頻率值測(cè)試要持續(xù)一段時(shí)間以得到最大響應(yīng)。對(duì)于245 kV及以上的高壓電氣設(shè)施,在正弦振動(dòng)掃頻試驗(yàn)中,掃頻范圍為0.1～35 Hz,掃描率為0.6 oct/min(otc為倍頻程)。在該頻率值,重復(fù)不同的振幅,測(cè)試并記錄至少5個(gè)完整周期的自由振動(dòng)情況。根據(jù)指定的地震響應(yīng)譜,測(cè)試的激勵(lì)頻率不超過(guò)反應(yīng)譜的60%。通過(guò)步驟C可以得到不同恒定振幅(共振曲線)下測(cè)試件的激發(fā)頻率和振幅的函數(shù)。根據(jù)這些共振曲線可以估計(jì)諧振頻率和阻尼值,也可用于檢測(cè)非線性動(dòng)態(tài)效果。

步驟D為定頻測(cè)試。方法是在步驟C檢測(cè)出的基本恒定的共振頻率下進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)地震試驗(yàn),在振動(dòng)臺(tái)調(diào)整振幅大小,正弦加速度峰值a1為

a1=KA(T1)

(8)

式中:K——放大系數(shù),根據(jù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行取值,若未指定,則K=1;

A(T1)——對(duì)應(yīng)基本周期T1和步驟C頻率掃描確定阻尼測(cè)試的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的縱坐標(biāo)值。

上述試驗(yàn)持續(xù)激勵(lì)的響應(yīng)必須保持20～30 s的時(shí)間。在掃描測(cè)試中,對(duì)于每一個(gè)確定的共振頻率,正弦共振拍波應(yīng)包括5個(gè)完整周期的自由振動(dòng),可忽略激勵(lì)期間脈動(dòng)干擾的影響,如圖3所示[6]。圖3中,f為測(cè)試頻率。

圖3 5個(gè)周期的外力加載卸載波動(dòng)情況

加速度峰值(最大加速度)等于振動(dòng)臺(tái)共振拍波加速度的60%,如沒(méi)有特殊規(guī)定,振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中共振拍波加速度峰值等于0.3g。主管部門(mén)可要求對(duì)不同的拍波頻率進(jìn)行額外測(cè)試,額外測(cè)試的目的是使設(shè)計(jì)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)得到的響應(yīng)譜覆蓋整個(gè)頻率范圍(0.5～30 Hz)的頻譜。測(cè)試過(guò)程中,如果設(shè)備重心處的正弦加速度峰值a1超過(guò)式(8)得到的數(shù)值,應(yīng)對(duì)應(yīng)力最大值進(jìn)行修正,并與所允許的應(yīng)力值進(jìn)行比較,修正的加速度值等于修正系數(shù)與上述正弦加速度峰值a1的乘積。測(cè)試和試驗(yàn)詳細(xì)步驟均須得到主管部門(mén)的批準(zhǔn)。

對(duì)于存在兩個(gè)及以上的共振頻率的電力設(shè)備(如地理信息系統(tǒng)、變電站電容器組)或有特殊規(guī)定時(shí),可代替定頻測(cè)試,進(jìn)行基于多頻的三軸試驗(yàn)。除非另有說(shuō)明,3個(gè)方向指2個(gè)水平軸方向和1個(gè)垂直方向,各方向相互獨(dú)立。測(cè)試峰值加速度值,水平方向至少取0.5g,垂直方向至少取0.3g,進(jìn)行0.5～35 Hz范圍內(nèi)的所有頻譜掃描,試驗(yàn)時(shí)間至少持續(xù)45 s,試驗(yàn)過(guò)程中記錄探索性掃頻測(cè)試的自由振動(dòng)情況。試驗(yàn)方法按照步驟D的單軸定頻測(cè)試,一次正弦掃頻激勵(lì)時(shí)間不少于10 s。

當(dāng)設(shè)備的固有頻率低于25 Hz或指定進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí),要進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)地震試驗(yàn)。在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中應(yīng)記錄如下變量隨時(shí)間的瞬時(shí)變化情況,即測(cè)試件重心處水平加速度-時(shí)間變化曲線、彈性應(yīng)力-時(shí)間變化曲線、各部件相對(duì)位移-時(shí)間曲線、測(cè)試件底座與振動(dòng)臺(tái)相對(duì)位移-時(shí)間曲線、振動(dòng)臺(tái)的加速度或位移-時(shí)間曲線、測(cè)試件(如繼電器、接觸器、斷路器和隔離開(kāi)關(guān)等)狀態(tài)變化(關(guān)閉/打開(kāi))-時(shí)間曲線。智利規(guī)定振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)應(yīng)在ENDESA(Empresa Nacional de Electricdad SA)授權(quán)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,該實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有所需的測(cè)試設(shè)備、專(zhuān)業(yè)知識(shí)和獨(dú)立承包商或設(shè)備供應(yīng)商等專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)出具的校準(zhǔn)證書(shū)。振動(dòng)臺(tái)應(yīng)有足夠的尺寸和質(zhì)量,可以得到主要的正弦振動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)條件下,測(cè)試件安裝在振動(dòng)臺(tái)上,諧波的振幅不超過(guò)基波振幅的15%。

4 抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜

《變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》(ETG-A.0.21,2005)[7]是智利現(xiàn)行的變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。智利將變電站劃分成Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ3個(gè)抗震設(shè)防區(qū),每個(gè)設(shè)防區(qū)采用的最大有效加速度分別為0.3g,0.4g,0.5g。當(dāng)?shù)匦挝粗獣r(shí),按最高Ⅲ類(lèi)設(shè)防,即將反應(yīng)譜的加速度a設(shè)為0.5g,速度v為50 cm/s,水平位移d為25 cm。智利將變電站歸為A類(lèi)抗震結(jié)構(gòu)。智利《抗震設(shè)計(jì)》(ETG-1.015)中規(guī)定,對(duì)于水工閘門(mén)和1～23 kV隔離開(kāi)關(guān)等B類(lèi)建筑結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜加速度譜值為A類(lèi)結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜譜值的0.8倍,C類(lèi)抗震設(shè)計(jì)譜值為A類(lèi)譜值的0.6倍。智利《建筑抗震設(shè)計(jì)》(NCh 433)建議采用重現(xiàn)期為475年或50年超越概率為10%所對(duì)應(yīng)的地震動(dòng)加速度來(lái)確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜。圖4為智力變電站(A類(lèi)抗震結(jié)構(gòu))抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中不同結(jié)構(gòu)阻尼比下的線性反應(yīng)譜。圖4中:δ為結(jié)構(gòu)阻尼比;T為反應(yīng)譜周期;Sa為加速度譜值。

圖4 智利變電站抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中不同結(jié)構(gòu)阻尼比下線性反應(yīng)譜(a=0.5g,v=50 cm/s)

由圖4可以看出,阻尼比為2%的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜,平臺(tái)段的結(jié)構(gòu)自振周期為0.119～0.474 s,特征周期為0.474 s;阻尼比為5%的設(shè)計(jì)反應(yīng)譜,平臺(tái)段的結(jié)構(gòu)自振周期為0.125～0.499 s,特征周期為0.499 s。智利在抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜中結(jié)構(gòu)阻尼比一般取5%。

5 結(jié) 語(yǔ)

智利在歷次高震級(jí)的地震中創(chuàng)造了抗震奇跡,在電氣設(shè)備抗震防震方面亦做了大量的研究工作,并制定了嚴(yán)格和完善的抗震設(shè)防規(guī)范。由ENDESA編制的《抗震設(shè)計(jì)》(ETG-1.015)、《變電站結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)》(ETG-A.0.21)和《高壓電氣設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(ETG-A.0.20)是智利現(xiàn)行的變電站電氣設(shè)備抗震設(shè)計(jì)和抗震性能測(cè)試的主要文件。它對(duì)不同的電氣設(shè)備或電氣裝置主體或部件規(guī)定了不同的抗震設(shè)防烈度區(qū)和抗震設(shè)防等級(jí)、設(shè)計(jì)方法和抗震驗(yàn)證試驗(yàn)。這些規(guī)范很多都是強(qiáng)制性的。在汶川地震中,我國(guó)電力設(shè)施損失慘重,因此引進(jìn)和吸收智利先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)提高我國(guó)電氣設(shè)備的抗震能力具有重要意義。為推動(dòng)我國(guó)電氣設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的制定和改進(jìn)工作,對(duì)先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)技術(shù)的引進(jìn),應(yīng)引起足夠的重視。