Q GDW 11677-2017 特高压直流设备抗震技术规范.pdf

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1、ICS 91.120.25 TM 51 Q/GDW 国 家 电 网 公 司 企 业 标 准 Q/GDW 11677 2017 特高压直流设备抗震技术规范 Technical code for seismic technology of ultra-high voltage direct-current equipment 2018 - 01 - 18 发布 2018 - 01 - 18 实施 国家电网公司 发布 Q/GDW 11677 2017 I 目 次 前 言 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 符号 2 5 基本规定 4 5.1 抗震性能评定方法的适用性 . 4

2、 5.2 抗震设防目标 . 4 5.3 抗震设计加速度取值 . 4 5.4 地震作用 . 4 5.5 荷载效应组合 . 6 5.6 设备抗震性能判定 . 7 5.7 支承动力放大系数 . 7 6 设备弯曲试验 7 6.1 试件及安装 . 7 6.2 整柱试件弯曲试验 . 8 6.3 单柱试件弯曲试验 . 9 7 地震模拟振动台试验 10 7.1 试件 . 10 7.2 测点布置 11 7.3 输入地震波 11 7.4 现场安全措施 11 8 抗震计算 .11 8.1 一般规定 11 8.2 抗震计算要点 . 12 8.3 数值模拟计算 . 12 附录 A（规范性附录） 底部剪力法 14 附录

3、B（规范性附录） 振型分解反应谱法 16 附录 C（规范性附录） 基准参照的需求反应谱 . 17 编制说明 18 Q/GDW 11677 2017 II 前 言 为 规范特高压直流设备抗震性能 判定准则、弯曲试验方法、抗震性能的试验考核方法和抗震分析评估方法 ,制定本标准。 本标准由国家电网公司 基建部和国家电网公司 直流 建设 部提出并解释。 本标准由国家电网公司科技部归口。 本标准起草单位：中国电力科学研究院、 中国 地震局工程力学研究所 、 中国地震灾害防御中心 、 中国建筑科学研究院、中国水利水电科学研究院 、 国核电力规划设计研究院 、中国电力工程顾问集团华北电力设计院有 限公司 。

4、 本标准主要起草人： 程永锋、 王 绍 武 、 林森、 卢智成、 黄浩华、赵凤新、张自平、张伯艳、肖冰、卢理成、郭贤珊、张进、孔 玮 、 付颖、 李圣、 孙宇晗、张谦、刘振林、 朱祝兵、 钟珉、 孟宪政、 高坡、朱照清、 王海菠、刘海龙、 张春蕾 、冯自霞 。 本标准首次发布。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至国家电网公司科技部。 Q/GDW 11677 2017 1 特高压直流设备抗震技术规范 1 范围 本标准规定了 支柱类 、换流变类 特高压 （电压等级为 800kV和 1100kV） 直流设备 （以下简称设备）抗震性能判定准则、抗震性能的试验考核方法 、 抗震分析评估方法 和支柱类特

5、高 压 直流 复合材料设备弯曲试验方法 ，包括地震模拟振动台试验、 抗震计算分析 和 抗弯性能试验 的要点和原则 。 其他设备可参照本标准 。 本标准适用于抗震设防烈度为 6度 8度中位于 I0III类场地区域的特高压直流电气设备， 9度及以上地区或 IV类场地区域中该类型电气设备需要进行专门抗震研究。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 18306 中国地震动参数区划图 GB/T 21429 2008 户外和户内电气设备用空心复合绝缘子定义、试

6、验方法、接收准则和设计推荐 GB 50260 2013 电力设施抗震设计规范 Q/GDW 11132 2013 特高压瓷绝缘电气设备抗震设计及减震装置安装与维护技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 地震作用 earthquake action 由 地震动 引起的结构 动态作用，包括水平 地震作用 和竖向地震作用。 3.2 抗震设防烈度 seismic precautionary intensity 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地 震烈度 。 3.3 设计基本地震加速度 design basic acceleration of ground motio

7、n 50年内设计基准期超越概率为 10%的地震加速度的设计取值。 3.4 地震影响系数 seismic influence coefficient Q/GDW 11677 2017 2 单质点弹性体系在地震作用下的最大绝对加速度反应与重力加速度的比值。 3.5 特征周期 design characteristic period of ground motion 抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。 3.6 反应谱 response spectrum 在相同激励作用下，一定阻尼比 不同频率 的 单自 由度弹性系统的最大响应曲线 。 3.

8、7 支承动力 放大系数 dynamic amplification factor of pedestal 在 相同地震作用下 ， 安装在 支承结构 上的设备与直接安装在地面上的该设备 的 最大应力幅值 绝对值之比。 3.8 最大机械负荷 maximum mechanical load, MML 套管在运行条件下和在使用它的设备上预期施加的最大机械负荷，此负荷由设备制造者规定。 4 符号 下列符号适用于本文件。 ： 地震影响系数 max： 地震影响系 数最大值 T： 结构自振周期 ： 曲线下降段的衰减指数 1： 直线下降段的下降斜率调整系数 2： 阻尼调整系数 ： 结构阻尼比 Tg： 特征 周期

9、 s：不同类场地的地震影响系数 3： 地震影响系数最大值场地调整系数 S： 地震作用效应和其他荷载效应的组合 SGk： 设备自重 荷载效应 值 SEk： 地震作用 效应 值 SWk： 风荷载 效应 值 SDk： 端子拉力 荷载效应 值 SPk： 设备内部压力 荷载效应 值 tot： 地震作用和其他荷载产生的总应力 v： 设备或材料的破坏 应力值 Q/GDW 11677 2017 3 Mtot： 地震作用和其他荷载产生的总弯矩 Mv：设备或材料的破坏弯矩 Ei： 应变测点 i处套管的弹性模量 F：试件 顶部作用力 Li： 试件顶部至应变测点 i处的距离 Wi： 应变测点 i处的截面抵抗矩 i：

10、应变测点 i处的应变测试值 E： 套管的弹性模量 Ei： 应变测点 i处套管的弹性模量 n： 测点数 v： 套管弯曲破坏前套管根部处的应变测试值 Lv： 试件 顶部至破坏套管根部处的距离 Wv： 破坏套管的根部截面抵抗矩 d： 试 件顶部位移 Lti： 单柱 试件长度 Lfi： 单柱 试件 法兰长度 Iti： 套管截面惯性矩 Efi： 法 兰弹性模量 Ifi： 法兰截面惯性矩 Kc： 弯曲刚度 dc： 瓷套管胶装部位外径 hc： 瓷套管与法兰胶装高度 te： 法兰与瓷套管之间的间隙距离 ： 瓷套与法兰连接部位弯曲刚度系数 Ic： 截面惯性矩 Lc： 等效 梁单元长度 Ec： 瓷套管的弹性模量

11、FEk： 设备总水平地震作用标准值 1： 对应于设备基本自振周期的水平地震影响系数 GEq： 设备等效总重力荷载 代表值 Fi： i 质点的水平地震作用标准值 Gi、 Gj： 分别为集中于质点 i、 j 的重力荷载代表值 Hi、 Hj： 分别为 i、 j 质点的计算高度 n： 顶部附加地震作用系数 Fn： 顶部附加水平地震作用 标准值 Fji： j 振型 i 质点的水平地震作用标准值 j： 相应于 j 振型自振周期的水平地震影响系数 j： j 振型的参与系数 Xji： j 振型 i 质点的水平相对位移 Gi： i 质点的重力荷载代表值 Sj、 Sk： 分别为 j、 k 振型地震作用效应 j、

12、k： 分别为 j、 k 振型的阻尼比 jk： j 振型与 k 振型的耦联系数 T： k 振型与 j 振型的自振周期比 Q/GDW 11677 2017 4 5 基本规定 5.1 抗震性能评定方法的适用性 采用试验或数值分析方法验证设备抗震能力时，应注意 ： a) 对新型设备或改型较大的设备，应采用振动台试验验证其抗震能力； b) 对不具备整体试验条件的设备及通过试验且改型不大的设备，可采用部分试验、数值分析或试验与分析相结合的方法进行抗震检验 ； c) 对于刚度特性、 套管破坏应力等不明确的 复合材料支柱类 设备，宜 在振动台试验或数值分析之前 采用弯曲试验获取相关参数 ； d) 对于瓷 质设

13、备 ， 一般情况可采用设备制造者提供的参数进行抗震性能评定 。 5.2 抗震 设防 目标 按照本标准进行抗震设防的设备， 应按当地抗震设防烈度提高 1度进行抗震设防，当抗震设防烈度为 9度及以上时不再提高 。 当遭受到 提高 1度的 设防烈度及以下地震影响时，设备不应发生损坏，能继续使用。 5.3 抗震设 计加速度 取值 抗震设防烈度 与 设计基本地震加速度值 、 设备设计加速度值 的对应关系，应符合 表 1的规定。 表 1 抗震设防烈度与设计 基本 地震加速度值 、设备 设计加速度 值 的对应关系 当地 抗震设防烈度 6 7 8 设计基本地震加速度 值 0.05g 0.10(0.15) g

14、0.20(0.30) g 设备 抗震设防烈度 7 8 9 设备设计加速度值 0.10g 0.20 (0.30) g 0.40 (0.50) g 注： 重力 加速度取 g=9.81m/s2。 5.4 地震作用 5.4.1 水平地震影响系数最大值 与 设备 抗震设防烈度 相对应的水平地震影响系数最 大值应按表 2 采用。 表 2 水平地震影响系数最大值 设备 抗震设防烈度 7 8 9 水平 地震影响系数最大值 0.25 0.50（ 0.75） 1.00（ 1.25） 注： 括号内数值分别对应于设计基本地震加速度为 0.15g和 0.30g的地区。 5.4.2 地震影响系数 地震影响系数 可以分工程

15、所在地的场地条件 已明确和场地条件 不明确或不充分两种情况进行确定。 当场地条件明确时： 场地条件 可依据 GB 18306确定 ， 对于 类场地 ， 计算地震作用的地震 影响系数曲线如图 1所示 ， 地震影响系数特征周期，应 按 GB 50260 2013中 5.0.3的规 定执行，参见 表 3。 Q/GDW 11677 2017 5 表 3 特征周期值 单位： s 设计地震分组 场地类别 0 1 第一组 0.25 0.30 0.40 0.50 第 二 组 0.30 0.35 0.45 0.60 第三组 0.35 0.40 0.50 0.70 图 1 场地条件 明确时地震影响系数曲线 图 1

16、中形状参数应符合下列规定： a) 水平段 1，周期小于 0.03s的区段 ； b) 直线上升段，自 0.03s至 0.1s的区段 ； c) 水平段 2，自 0.1s至 特征周期 Tg的区段 ； d) 曲线下降段，自 Tg至 5Tg的区段 ； e) 直线下降段，自 5Tg至 6s区段 ； f) 周期大于 6s的结构所采用的地震影响系数应专门研究 。 地震影响系数曲线按公式（ 1）公式（ 4）计 算 ： 0.6552.051.01.003.003.007.04.04.003.004.0gm a xg12ggm a x2ggm a x2m a x2m a xTTTTTTTTTTTTTT（ 1） 63

17、.0 -05.09.0 （ 2） 324 -05.002.01 （ 3） 6.108.0 -05.012 （ 4）式中： 地震影响系数； max 地震影响系数最大值； Q/GDW 11677 2017 6 T 结构自振周期； Tg 特征 周期 ； 曲线下降段的衰减指数； 1 直线下降段的下降斜率调整系数，小于 0时取 0； 2 阻尼调整系数，当小于 0.55时，应取 0.55； 结构阻尼比。 对于其他类型场地，计算地震作用的地震影响系数曲线形状参数按 式 （ 5） 确定： 3s （ 5） 式中： s 不同类场地的地震影响系数 ； 3 地震影响系数最大值场地调整系数 ，应按照 表 4执行 。 按

18、式 （ 1）计算的地震影响系数值； 表 4 地震影响系数最大值场地调整系数 设计基本地震加速度 （ g） 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.72 0.74 0.75 0.76 0.85 0.90 0.80 0.82 0.83 0.85 0.95 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.30 1.25 1.15 1.00 1.00 1.00 当场地条件不明确或不充分时 ： 场地特征周期 Tg取包络值 0.9s， 地震影响系数曲线按公式（ 1）公式（ 4）计 算 ， 不考虑不同 类 场地的地震影响系数。 5.4.3 地震 作用方向 地

19、震作用方向如下： a) 一般情况下，应至少在设备两个主轴方向分别施加水平地震作用，但对于对称结构的设备，可只在一个方向上施加 ； b) 质量与刚度分布明显不对称的设备，应考 虑双向水平地震作用下的扭转影响 ； c) 当需进行双水平向地震作用时程分析 时 ， 地震动 的两个水平 方向的 加速度 峰值 相同 ， 但宜取两条 相位独立 的地震动时程 ； d) 大 跨度 和长悬臂设备应考虑竖向地震作用， 地面运动最大竖向加速度峰值可取最大水平加速度峰值的 80%。 5.5 荷载 效应 组合 设备的地震作用效应和其他荷载效应的组合 ，应按式 （ 6） 计算： PkDkWkEkGk 25.0 SSSSSS

20、 （ 6） 式中： S 地震作用效应和其他荷载效应的组合 ； SGk 设备自重 的荷载效应值 ； SEk 地震作用 效应 值 ； SWk 风荷载 效应 值，按照设备应用所在当地百年一遇 10m高 10min平均最大设计风速 计算 ； Q/GDW 11677 2017 7 SDk 端子拉力 荷载效应 值，当与端子连接的是具有足够冗余度的 软导线， 计算时 端子拉力取 0；当与端子连接的为硬导体（包括弯曲刚度较大的四分裂导线、管型母线 等类型导体 ），端子拉力取 0.75倍的静态端子最大允许机械载荷值 ； SPk 设备内部压力 荷载 效应 值。 5.6 设备 抗震性能 判定 设备应综合考虑其力学性

21、能（强度、位移）和电气性能，来判定其是否满足抗震设防要求，即当且仅当强度、位移和电气性能均满足判定准则要求方可认为设备满足抗震设防要求，否则亦然，相应的判定准则如下 ： a) 强度判定准则 通过抗 震试验或 理论分析 对设备进行抗震性能 判定 ，所得设备根部或其他危险截面处产生的应力值应小于设备或材料的容许应力值 。 当采用破坏应力（破坏弯矩）进行判定时，对于设备套管和绝缘子，应满足公式（ 7）和公式（ 8）的规定： 67.1/vtot （ 7） 67.1/vtot MM （ 8） 式中： tot 地震作用和其他荷载产生的总应力； v 设备或材料的破坏应力值； Mtot 地震作用和其他荷载产生

22、的总弯矩； Mv 设备或材料的破坏弯矩 。 b) 位移控制准则 1） 对于瓷质设备，如无特殊要求，满足强度判定准则及电气性能判定准则即可 。 2） 对于复合材料设备，除满足 强度判定准则和电气性能判定准则外，还应满足位移控制准则。 通常情况下， 正常运行及 设防 地震作用下的设备变形造成的顶部偏移量应符合设备正常使用的需要，该限值一般由设备制造者提供。 c) 电气性能判定准则 设备经过力学性能计算或试验测试后，还需对其电气功能进行判定，如密封性、绝缘性、回路电气连续性等，不同类型设备的电气功能评定有所不同，可根据自身功能特点选择评定或测试项目，均需满足功能要求。 5.7 支 承 动力放大系数

23、当设备有支承结构时，应充分考虑支承结构 对设备 的动力放大作用；若仅 对 设备本体 进行 抗震 试验和 计算时，地震输入加速度应 乘以支承动力反应放大系数，并应符合下列规定： a) 当支架设计参数确定时，应建立支架模型，与设备作为一个整体进行抗震计算； b) 当支架设计参数缺乏时，支承 动力放大系数 应 取 1.4，且支架设计应保证其动力放大系数不大于 1.4； c) 安装在 换流变 、电抗器本体上的部件如出线套管等，地震动力反应放大系数宜根据设备本体的弯曲刚度等参数进行计算，缺乏计算资料时 其本体的支承动力放大系数 取值不应小于 2.0； d) 安装在室内二、三层楼板上的设备，建筑物的 支承

24、动力放大系数 应取 2.0，对于更高楼层上的电气设备，应专门研究。 6 设备 弯曲 试验 6.1 试件 及 安装 Q/GDW 11677 2017 8 6.1.1 本标准规定的弯曲试验主要针对复合材料支柱类设备 ，待测试件应包含所有承载部件，包括绝缘子或套管及其连接，整柱弯曲试验的试件为整柱设备，单柱弯曲试验的试件为 单节设备， 可不带护套、均压环等非承载部件。 6.1.2 试件一般应直立安装，将法兰固定在试验 台座 上，当试件 法兰有 2个或 2个以上的安装孔时， 安装时应使其中两个对称安装孔轴线所组成的面垂直于力的方向 （在特殊情况下，可按实际 使用时的受力方向）。应使 施加的负荷通过试件

25、轴线，且与其垂直。 6.2 整柱 试件 弯曲 试验 6.2.1 试验 布置 整柱 试件 弯 曲 试验 的布置 参照下图 2，顶部施加水平推力或拉力，试验 前应参见图 3布置传感器 ，包括 位移计和应变片。应变片 应在 试件 弯曲变形两侧各粘贴一片， 粘贴前，应将绝缘子套管表面打磨平整。位于每节绝缘子底部的应变片，应保证在试验过程中一直有效。 图 2 整柱弯曲试验布置 6.2.2 试验步骤 对同一试 件 进行弯曲试验，试验可分四个阶段进行 ： a) 第一阶段 ， 在 0.5 倍最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： 弯曲负荷应在 30s内从零平稳地增加到 目标 最大机械负荷。当达到 目标 最大

26、机械负荷时，应至少持续 30s。在此期间内测量偏移。将弯曲负荷完全地卸去并记录 残余偏移。 b) 第二阶段 ， 在 最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： 弯曲负荷应在 30s内从零平稳地 增加到最大机械负荷。当达到最大机械负荷时，应至少持续 30s。在此期间内测量偏移。将弯曲负荷完全地卸去并记录残余偏移。 c) 第三阶段 ， 在 1.5 倍 最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： Q/GDW 11677 2017 9 弯曲负荷应在 30s内从零平稳地增加到 1.5倍 MML，并在此负荷下持续至少 60s。在此期间内测量偏移。然后将负荷平稳地卸去并记录残余偏移。 d) 第四阶段 ， 弯曲破

27、坏试验 ： 弯曲负荷应从零平稳地增加 ， 直至 设备 的某个部位发生可见破坏， 或 加载力下降 至最大承载力的 80%以下 ， 或加载力虽未下降但位移 加载力 曲线斜率小于初始斜率的 50%。 6.2.3 试验结果 分析 6.2.3.1 套管弹性模量 各节套管的弹性模量按公式 （ 9） 确定： ii ii WFLE （ 9） 式中： Ei 应变测点 i处套管的弹性模量 ； F 顶部作用力 ； Li 试件 顶部至应变测点 i处的距离 ； Wi 应变测点 i处的 截面抵抗 矩 ； i 应变测点 i处的应变测试值，为 同位 置两侧应变片测试值的均值 。 取 0.5MML， 1.0MML和 1.5MM

28、L下的测试结果取均值得到 套管 弹性模量值。当同一节 套管 中三个测点结果 Ei中 有 某一 测点 测试值偏差 大于 另两个测试值的均值 的 20%时， 则应将 该测点测试值舍去。 以各 测试值的均值作为 试件 套管弹性模量 见公式（ 10） 。 ni iEnE 11 （ 10） 式中： E 套管的 弹性模量 ； Ei 应变测点 i处套管的弹性模量 ； n 测点数，同一 位置的两侧测点算作一个测点。 6.2.3.2 套管破坏应力 套管的破坏应力可按公式 （ 11）、（ 12） 计算 vv E （ 11） vvv WFL （ 12） 式 （ 11）（ 12） 中： v 套管弯曲破坏前套管根部处的

29、应变测试值 ； Lv 试件 顶部至破坏套管根部处的距离 ； Wv 破坏套管的 根部 截面抵抗 矩 。 6.3 单柱试件弯曲试验 6.3.1 试验布置 单柱 试件弯曲试验的布置参照 图 3，顶部施加水平推力或拉力， 试件顶部 应 布置位移计。 Q/GDW 11677 2017 10 图 3 单柱弯曲试验布置 6.3.2 试验步骤 对同一试 件 进行弯曲试验，试验可分 三 个阶段进行 ： a) 第一阶段 ， 在 0.5 倍最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： 按照本标准第 6.2.2节中 a)条款执行。 b) 第二阶段 ， 在最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： 按照本标准第 6.2.2节

30、中 b)条款执行。 c) 第三阶段 ， 在 1.5 倍最大机械负荷 （ MML） 下的试验 ： 按照本标准第 6.2.2节中 c)条款 执行。 6.3.3 试验结果 分析 单柱试件 套管与法兰胶装部位的 弹 性模量 由 式 （ 13） 求解 ： 3fitifitifi3ftifitifititif 33 LLFIIE d I LEFILLLFLEIE ii （ 13） 式中： d 试件顶部位移 ； Lti 单柱 试件长度 ； Lfi 法兰长度 ； Iti 套管截面惯性矩 ； Efi 法兰 弹性模量 ； Ifi 法兰截面惯性矩 。 取 0.5MML， 1.0MML和 1.5MML下的 试验结果

31、均值得到 套管 胶装 部位 弹性模量值。 7 地震模拟振动台试验 7.1 试 件 7.1.1 试验要求 已经进行了第 6章弯曲试验的试件或已经进行其他破坏试验但没有发生损坏的试件不能再次用于振动台试验 。 试件应考虑顶部连接件的 附加 质量，以最大跨度 内 管母或导线和金具总质量的 50%施加配重 。 7.1.2 试件安装 Q/GDW 11677 2017 11 试件安装要求如下： a) 试件应按照运行条件进行安装，试件与地震模拟振动台之间应通过螺栓可靠连接 ， 任何用于固定或连接 的 设施不应影响试件的动力性能 ； b) 对试件地震反应具有明 显影响的支架等附属结构应作为试件的一部分参与试验

32、，当不具备试验条件时，台面输入加速度应考虑 支承 动力放大 系数 ， 支承 动力放大 系数 参 见本标 准第 5.7 节相关规定。 7.1.3 试件状态 试验前应对试件进行外观检查，确认试件完好。试件应在运行条件下所 处状态进行抗震 检验 ， 其中隔离开关类产品应分别考虑合闸状态和分闸状态。 7.2 测点布置 7.2.1 测点布置应能全面反映试件的动态响应和关键部位的应变、加速度、位移等响应，宜在试件的底部、顶部和结构特性有明显变化的位置布置传感器。 7.2.2 试件底部应变片为 抗 震 检验 结 果判断所用的 重要传感装置 ，需保证所有底部应变片在试验过程中完好，若有测量值异常的情况，应进行

33、补贴。 7.2.3 可采用 拉线位移计、激光位移计、加速度 或速度积分式位移测量方式或摄像位移测量方法进行试件位移测量，条件允许的情况下试件顶部和底部的位移应尽量 直接测量 。 7.3 输入地震波 7.3.1 对于 原型设备带支架体系的抗 震 检验 ，应至少选取一条 人工 时程波作为振动台的输入， 人工 时程波的强震段持续时间不应少于 20s，台面实际输出时 程波对应的 反 应谱 （ TRS） 应 包络 需求反应 谱（ RRS） ，两者之差应在 0-50%之 内 。 两个反应谱必须采用相同阻尼比 ， 且计算反应谱每倍频程分析线数 （ LPO）应大于等于 15，以保证谱频率间隔。 7.3.2 为

34、了便于试验操作和控制，对于不同的抗震水 平可采用相应的 需求反应 谱，附录 C是零周期加速度值为 1g的一条基准参照的 需求反应 谱，具体到某一抗震水平时将该参照的需求反应谱数值成比例放大，不同阻尼比值下的 需求反应 谱的调整 见第 5.4.2条。 7.4 现场安全措施 应采取必要的措施避免试件在搬运、吊装过程中受到冲击或剧烈振动造成不可预期的损伤。 试验场地 内应划分出危险区，所有人员 应 撤离危险区。 试验时应利用起重行车 或吊车， 通过吊钩和柔性 吊具 连接试件 ，吊具 应有足够的松弛度保证试验时不影响试件自由运动 ， 以防止试件破坏后倒塌 。 试验时应采取保护措施，防止试件破坏 而影响

35、 振动台 性能 。 8 抗震计算 8.1 一般规定 8.1.1 在对设备进行抗震 计算 之前应搜集设备的相关资料，包括设 计图纸、 材料 参数 、安装条件、运行条件 等。 8.1.2 当 设备支承结构及 设备间连接导体、金具设计参数确定时，应将 设备支承结构及 设备间连接导体、金具与设备作为一个整体进行抗震计算。 当 因 支承结构参数不明确而仅对设备本体进行计算时，应按照第 5.7条 中的相关规定考虑 支承动力放大系数。 Q/GDW 11677 2017 12 8.1.3 对设备进行抗震分析，通常可以采用底部剪力法、振型分解反应谱法、动力时程分析法。 具体情况如下： a) 对于以剪切变形为主或

36、近似于单质点 体系的设备，可采用底部剪力法，见附录 A； b) 对于其它类型设备，宜采用振型分解反应谱法，见附录 B； c) 对于特别不规则或有特殊要求的设备，应采用时程分析法进行补充抗震计算， 通常需采用 3组 地震波，其中 至少选用 1 组 人工合成波，该合成波相对应的地震影 响系数曲线应包络 第 5.4.2条 中的地震影响系数曲线，两者之差应在 0 10%之间。 计算结果宜取时程分析法和振型分解反应谱法中的较大值。 8.2 抗震计算要点 采用 底部剪力法、振型分解反应谱法 和 动力时程分析法进行设备抗震计算 应包含 一定 的 步骤及 要点 ： a) 设备按底部剪力法进 行抗震计算时，应包

37、括下列内容： 1） 地震作用计算； 2） 设备根部和其他危险断面处， 按 本 标准第 5.5 节 计算的 地震作用 效应 与其它荷载 效应的组合 ； 3） 抗震强 度 和 变形 验算。 b) 设备按振型分解反应谱法或时程分析法进行抗震计算时，应包括下列内容： 1） 体系自振频率和振型计算 ； 2） 地震作用计算 ； 3） 在地震作用下，各质点或关键部位的位移、加速度和各断面的弯矩、应力等计算 ； 4） 设备根部和其他危险断面处， 按 本 标准第 5.5 节计算的 地震作用效应与其它荷载效应的组合 ； 5） 抗震强度 和 变形 验算 。 8.3 数值 模拟计 算 8.3.1 套管法兰连接处模拟

38、8.3.1.1 瓷质套管 8.3.1.1.1 法兰与瓷套管胶装 部位 等效梁单元 模拟方式 可 参照 Q/GDW 11132 2013中第 6.1.1条 的方法。 8.3.1.1.2 法兰与瓷套管胶装 部位 弯曲刚度 Kc 可按 公式 （ 14） 计算： e2ccc / thdK （ 14） 式中： Kc 弯曲刚度 ； dc 瓷套管胶装部位外径； hc 瓷套管与法兰胶装高 度； te 法兰与瓷套管之间的间隙距离； 瓷套与法兰连接部位弯曲刚度系数， 设备 当胶装部位瓷套管外径 275mm取 6.54107；当瓷套外径 375mm取 5.0107，当瓷套外径在 275375mm 可线性插值获得。

39、8.3.1.1.3 设备法兰与瓷套管连接部位采用梁单元 等效 时，该梁单元的截面惯性矩 Ic可按 公式（ 15）确定： Q/GDW 11677 2017 13 cccc ELKI （ 15） 式中： Ic 截面惯性矩； Lc 梁单元长度取单根瓷套管长度的 1/20； Ec 瓷套管的弹性模量。 8.3.1.2 复合材料套管 设备各节套管的 法兰胶装 部位等 效梁单元的弹性模量可 按 6.3条 中 各节单柱 试验 的 结果 取值 ， 法兰截面按照实际情况建模 。 8.3.2 阻尼比取值 原则 上 ， 设备阻尼比 应 通过 动力特性试验测定 。若实际阻尼比未知，其取值不应超过 2%。 Q/GDW 1

40、1677 2017 14 A A 附 录 A （规范性附录） 底部剪力法 A.1 场地条件不明确或不充分 设备 总水平地震作用及各质点水平地震作用 的 标准值应按公式 （ A.1） 公式（ A.3）确定 ， 见图 A.1。 Eq1Ek GF （ A.1） nnjjiii FHGHGF -1Ek1j （ i=1， 2， n） （ A.2） EkFF nn （ A.3） 式 （ A.1）（ A.3） 中： FEk 设备总水平地震作用标准 值； 1 对应于设备基本自振周期的水平地震影响系数，应按 本标准第 5.4.2 条 的规定采用； GEq 等效总重力荷载，单质点取总重力荷载代表值，多质点可取总重

41、力荷载代表值的 85%； Fi i 质点的水平地震作用标准值； Gi、 Gj 分别为集中于质点 i、 j 的重力荷载代表值； Hi、 Hj 分别为 i、 j 质点的计算高度； n 顶部附加地震作用系数，可按表 A.1 采用； Fn 顶部附加水平地震作用。 F EK F i F n + F n G j G i G n Hj Hi 图 A.1 设备 水平地震 作 用计算 表 A.1 顶部附加地震作用系数 T1 0.49(s) T10.49(s) 0.081T1 0.07 0 注： T1 为设备的基本自振周期。 Q/GDW 11677 2017 15 A.2 场地条件明确 采用该分析方法，应按照 G

42、B 50260 2013中的 5.0.6执行 。 Q/GDW 11677 2017 16 B B 附 录 B （规范性附录） 振型分解反应谱法 B.1 场地条件不明确或不充分 B.1.1 采用振型分解反应谱法进行设备结构的抗震计算分析时，所取振型数应能保证参与质量至少达到总质量的 90%，可按下列规定计算地震作用和作用效应 。 B.1.2 结构 j 振型 i 质点的水平地震作用标准值，应按公式 （ B.1）、公式（ B.2） 确定： ijijjji GXF （ i=1， 2， n； j=1， 2， m） （ B.1） ni ijini ijij GXGX 1 21 （ B.2） 式中： Fji

43、 j振型 i质点的水平地震作用标准值； j 相应于 j 振型自振周期的水平地震影响系数，应按第 5.2.2.1 条采用； j j 振型的参与系数； Xji j 振型 i 质点的水平相对位移； Gi i 质点的重力荷载代表值，包括全部恒荷载、固定设备重力荷载和附加在质点上的其它重力荷 载。 B.1.3 当相邻振型周期比小于 0.9 时，各振型的水平地震作用效应 (弯矩、剪力、轴向力和变形 )，应按公式 （ B.3） 进行组合： 2Ek jSS （ B.3） 式中： SEk 水平 地震 作用效应； Sj j 振型水平地震作用效应。 B.1.4 当相邻振型周期比大于 0.9 时，各振型的水平地震作用

44、效应 (弯矩、剪力、轴向力和变形 )，应按公式 （ B.4）、公式（ B.5） 进行组合： mj mk kjjk SSS 1 1Ek （ B.4） 2T22T2T22T5.1TT414-18kjkjkjkjjk （ B.5） 式中： SEk 水平地震作用效应； Sj、 Sk 分别为 j、 k 振型地震作用效应； j、 k 分别为 j、 k 振型的阻尼比； jk j 振型与 k 振型的耦联系数； T k 振型与 j 振型的自振周期比。 B.2 场地条件明确 按照 GB 50260 2013中的 5.0.7执行。 Q/GDW 11677 2017 17 C C 附 录 C （规范性附录） 基准 参

45、照的 需求反应 谱 C.1 场地条件不明确或不充分 作为一个基准参照的 需求 反应谱见图 C.1，当采用不同抗震水平时反应谱数值成比例放大，使零周期加速度数值等于该抗震水平下的设计加速度数值即可，图中参数含义见 第 5.4.2条 。 图 C.1 基准参照的 需求反应 谱（零周期加速度为 1.0g） C.2 场地条件明确 作为一个基准参照的需求反应谱见图 C.2，具体到某一抗震水平时使用方式同 C.1，图中参数含义见第 5.4.2条 。 图 C.2 基准参照的 需求反应 谱（零周期加速度为 1.0g） Q/GDW 11677 2017 18 特高压直流设备抗震技术规 范 编 制 说 明 Q/GD

46、W 11677 2017 19 目 次 1 编制背景 20 2 编制主要原则 20 3 与其他标准文件的关系 20 4 主要工作过程 20 5 标准结构和内容 21 6 条文说明 21 Q/GDW 11677 2017 20 1 编制背景 本 标准依据 国家电网公司关于下达 2016年度公司第 2批技术标准制修订计划的通知（ 国家电网科 2016 598号 ）文件的要求编写 。 本标准编制背景： 我国尚未形成统一的 支柱类 、换流变类 特高压直流设备抗震性能判定准则、抗震性能的试验考核方法 、 抗震分析评估方法和支柱类特高压直流复合材料设备弯曲试验方法 ， 缺乏对特高压直流电气设备 进行 抗震

47、性能检验的 标准和方法 。 本 标准编制主要目的 ： 保障特高压直流电气设备的抗震安全 ， 为 800kV和 1100kV支柱类设备提供 抗震分析评估方法和抗震性能的试验考核方法 ， 便于指导该类型电气设备的抗震设计 、 生产和科研 。 2 编制主要原则 本标准根据以下原则编制 ： a) 以理论分析 、 数值模拟和试验研究成果为依据 ； b) 以现行规范、标准为参考、体现先进性、创新性。 3 与其他标准文件的关系 本 标准 与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致， 与电力行业标准相协调。 本标准在 地震影响系数特征周期 方面与同类国家标准 GB 50260电力设施抗震设计规范一致，在 抗震设防烈度方面严于国标，并在地震影响系数曲线的计算方面进行了调整。 本标准在设备弯曲试验步骤方面与同类国家标准 GB/T 21429