GB50994-2014 工业企业电气设备抗震鉴定标准
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2.1.4抗震设防烈度
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地 度。一般情况,取50年内超越概率为10%的地震烈度。
seismic appraisal
通过检查既有工程的设计、施工质量和现状管接头标准,按规定的抗震设 防要求,对其在地震作用下的安全性进行评估。 2.1.6抗震加固 seismic retrofit for engineering; seismic
strengthening for engineering
由地震动引起的结构动态作用,包括水平地震作用和竖 震作用
在地震作用下结构产生的内力(剪力、弯矩、轴向力、扭矩等)
或变形(线位移、角位移)等。
2.1.9设计基本地震加速度
ground motion
50年设计基准期超越概率10%的地震
2. 2.1地震作用和作用效应
电气设备(结构)的地震作用; m 电气设备的质量; m 集中在质点i的操作状态下的质量 M 弯矩; 结构自振周期; T 特征周期; 6 拉(压)应力; T 剪应力; g 重力加速度。
design basic acceleration of
2. 2. 4 计算系数
1重要电气设备:电压等级为110kV和220kV或向企业的 级用电负荷供电的电气设备,以及其他在地震时必需保障供电 的电气设备; 2 一般电气设备:除1款外的电气设备。 3.0.2 电气设备在抗震鉴定时,其外观检查应符合下列要求: 1 设备本身应无损坏,电瓷部件应无裂纹; 2 电气连接应可靠,固定螺栓应完好,螺母应无松动; 3 设备与基础或支承结构的连接应牢固; 4 焊缝应无裂纹,金属部件应无严重锈蚀; 设备的支承构架和附件应无变形或损坏。 3.0.3 电气设备所在地区遭受的地震影响可采用下列地震动参 数表征: 1设计基本地震加速度或抗震设防烈度; 2 特征周期。 3.0.41 设计基本地震加速度值和抗震设防烈度的对应关系应符 合表3.0.4的规定。
设计基本地震加速度值和抗震设防
注:g为重力加速度,9.8m/s。
3.0.5电力变压器类、三相垂直布置电抗器和避雷器、断路器及 瓷套管等电气设备当具有下列情况之一时,均应进行抗震验算: 1设计基本地震加速度值为0.20g及以上地区;
2设计基本地震加速度值为0.10g及0.15g地区,且电压 等级为110kV和220kV; 3设计基本地震加速度值为0.15g地区,且放置电气设备 的楼层或支架高度大于2.0m。 3.0.6下列电气设备可不进行抗震验算,但应对固定方式和本体 结构进行抗震鉴定并采取抗震措施: 1电力电容器组(柜)、蓄电池组(柜)、开关柜、变流柜、控制 (保护)屏、直流屏、应急电源装置和组合电器及其他电气设备; 2放置电气设备的柜架等; 3本标准第3.0.5条规定以外的电气设备。 3.0.7重要电气设备应按本地区设计基本地震加速度值提高 级进行地震作用计算,并应按抗震设防烈度提高一度采取抗震播 施;当抗震设防烈度为9度时,地震作用计算所采用的设计基本地 震加速度值可不再提高,抗震措施的要求可适当提高。 3.0.8电气设备不满足抗震鉴定要求时,应采取抗震措施或按本 标准附录A采取减震措施。 3.0.9除本标准另有规定外,电气设备抗震验算所采用的许用应 力设计值应接按下列规定选用: 1弹性材料可取材料设计温度下许用应力的1.4倍,但不应 大于材料在设计温度下屈服强度的0.9倍; 2脆性材料可取材料受拉强度设计值的1.2倍或材料设计 温度下破坏应力值的0.6倍。 3.0.10各类电气设备应可靠地固定在基础、支座或柜架上,设备 的地脚螺栓或焊接强度应满足抗囊设防要求。 3.0.11设计基本地震加速度值为0.20g及以上地区,高位布置 或多层布置的配电设备宜改为低位布置或采取抗震措施,管形母 线宜采用悬挂形式。 3.0.12电气设备弓引线和设备之间的连接宜采用软导线,其长度 应留有余量。当采用硬母线连接时,应加设伸缩接头过渡。
,0.9除本标准另有规定外,电气设备抗震验算所采用的许用
4.1.1电力变压器类应包括变压器和消弧线圈。 4.1.2电力变压器类抗震鉴定时,应重点检查安装方式、引线与 外部连接的方式、油枕支架以及散热器悬臂的强度。 4.1.3抗震设防烈度7度及以上时,应按本标第5章的有关 规定进行抗震验算。
4.1.4变压器和消弧线圈的抗震金定应满足下列规定: 1 变压器和消弧线圈应与基础固定; 2变压器与外部连接的母线应设置软连接; 3变压器的油枕支架应无明显变形,支架与变压器本体和油 枕的连接应牢固; 4变压器的悬臂式散热器及连接应完好。 4.1.5单独设置的油冷却器与变压器本体之间的连接管,在靠近 变压器处应设有切断阀和柔性接头。 4.1.6电杆上变压器应有固定措施。 Ⅲ抗震措施
4.1.7变压器和消弧线圈不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列 规定采取抗震措施: 1变压器和消弧孤线圈,应采用地脚螺栓或焊接等方法直接固 定在基础上,不应仅采用限位措施; 2当变压器套管采用软导线连接时,应适当放松;当绝缘间 距不满足要求时,可采用弹簧线夹;当采用硬母线连接且截面尺寸
大于50mm×5mm时,应加设软连接;10kV及以下配电变压器, 抗震设防烈度为6度或7度时,宜加设软连接;抗震设防烈度为8 度或9度时,应加设软连接; 3变压器的悬臂式散热器,可采用固定在变压器本体上的角 钢支架支撑或用扁钢沿散热器环形连接。
4.1.9电杆上变压器的下部,应设有螺栓与下横梁固定;
4.2三相垂直布置电抗器
4.2.1三相垂直布置电抗器应包括三相垂直布置水泥电抗器和 三相垂直布置十式空心电抗器。 4.2.2三相垂直布置电抗器抗震鉴定时,应重点检查电抗器类型 和安装方式。
4.2.3抗震设防烈度7度及以上时三相垂直布置水泥电抗器和 抗震设防烈度8度及以上时三相垂直布置于式空心电抗器,应按 本标准第5章进行抗震验算:
4.2.3抗震设防烈度7度及以上时三相垂直布置水泥电抗器和
2.4三相垂直布置电抗器的抗震鉴定应满足下列规定: 三相垂直布置电抗器宜为十式空心电抗器; 2 三相电抗器宜水平布置。
4.2.5三相垂直布置电抗器不满足本节抗震鉴定要求时,应按下 列规定采取抗震措施:
1抗震设防烈度为6度或7度时,三相垂直布置水泥 宜更换为干式空心电抗器:抗震设防烈度为8度或9度时
换为干式空心电抗器; 2三相垂直布置电抗器在场地条件允许时,宜改为三相水平 布置。 4.2.6三相垂直布置水泥电抗器和抗震设防烈度8度及以上地 区的三相垂直布置十式空心电抗器,经抗震验算不满足抗震要求 时,可采用本标准附录B的方法进行抗震加固
4. 2. 7 抗需设防烈度 7 度及以下地区的三相垂直布置于式
空心电抗器或三相水平布置水泥电抗器的支承瓷瓶,经抗震 验算不满足抗震要求时,应将支撑瓷瓶更换为强度更高的 瓷瓶。
4.3.1断路器和避雷器应包括独立安装的断路器、自立式避雷器 和拉杆式避雷器。 4.3.2断路器和避雷器抗震鉴定时,应重点检查瓷瓶、瓷瓶与法 兰连接、外接导线和拉杆各方向拉力。 4.3.3抗震设防烈度7度及以上时,断路器和避雷器应按本标 准第5章进行抗震验算。
4.3.4断路器和避雷器的抗震鉴定应满足下列规定: 1断路器和避雷器的瓷瓶应完好; 2瓷瓶与法兰连接应牢固; 3断路器和避雷器的底座与中间法兰应完好,螺母不应 松动; 4断路器和避雷器的外接导线应为软连接或有伸缩接头。 4.3.5有绝缘拉杆的避雷器,拉杆的各方向拉力应均匀。
4.3.6断路器和避雷器不满足本节抗震鉴定要求时,
断路器和避雷器不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规
定采取抗震措施或按本标准附录A采取减震措施: 1断路器和避雷器的瓷瓶有损坏或裂纹时,应更换为完好的 瓷瓶; 2瓷瓶与法兰的连接螺母应拧紧; 3断路器和避雷器的底座与中间法兰有锈蚀时,应除锈,螺 母应紧; 4断路器和避雷器的外接导线当采用硬母线或管形母线连 接时,应加设软连接或伸缩接头。 4.3.7有绝缘拉杆的避雷器,拉杆的各方向拉力应均匀;不满足
接时,应加设软连接或伸缩接头。 4.3.7有绝缘拉杆的避雷器,拉杆的各方向拉力应均匀;不满足 强度要求或有损伤时,应更换拉杆
4.4电力电容器组(柜)
4.4.1电力电容器组(柜)应包括架上、架下、柜内、柜外、单体或 群体多种安装形式的电容器。 4.4.2电力电容器组(柜)抗震鉴定时,应重点检查安装方式和与外 接导线连接。 4.4.3 电力电容器组(柜)可不进行抗震验算。 Ⅱ抗震鉴定 4.4.4 电力电容器组(柜)的抗震鉴定应满足下列规定: 电力电容器组(柜)应与基础固定: 2电力电容器引线应为软导线。 Ⅲ抗震措施 4.4.5电力电容器组(柜)不满足本节抗震鉴定要求时,应按下 列规定采取抗震措施: 1电力电容器组(柜)底座应通过地脚螺栓固定在支承结构 上; 2电力电容器引线不宜采用硬导线,抗震设防烈度为7度~9 度时,硬导线应装设伸缩接头或更换为软导线,
4.5.1电瓷设备应包括断路器和避雷器以外的以电瓷件为主要 部件的各类电气设备。 4.5.2电瓷设备抗震鉴定时,应重点检查安装方式、瓷件连接和 瓷件类型。 4.5.3电瓷设备可不进行抗震验算。 Ⅱ抗震鉴定 4.5.4电瓷设备的抗震鉴定应满足下列规定: 1抗震设防烈度7度及以上地区的电瓷件宜为高强度电瓷 件; 2高压电瓷设备的引线应为软导线连接; 3抗震设防烈度为8度或9度时,电压等级为110kV及以 上高压电瓷设备,应为低位或单层布置; 4电流(压)互感器的底座应与基础固定。 Ⅲ抗震措施 4.5.5电瓷设备不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规定采取 抗震措施: 1抗震设防烈度为7度~9度时,普通电瓷件宜更换为高强 度电瓷件; 2抗震设防烈度为7度~9度时,高压电瓷设备的引线宜采 用软导线连接。当采用硬导线连接时,应装设伸缩接头或更换为 软导线; 3抗震设防烈度为8度或9度时,电压等级为110kV 及以上高位或重叠式高压电瓷设备,宜采用低位或单层布 置; 4电流(压)互感器的底座,应通过地脚螺栓固定在支承结构
4.5.5电瓷设备不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规定采取 抗震措施: 1抗震设防烈度为7度~9度时,普通电瓷件宜更换为高强 度电瓷件; 2抗震设防烈度为7度~9度时,高压电瓷设备的引线宜采 用软导线连接。当采用硬导线连接时,应装设伸缩接头或更换为 软导线; 3抗震设防烈度为8度或9度时,电压等级为110kV 及以上高位或重叠式高压电瓷设备,宜采用低位或单层布 置; 4电流(压)互感器的底座,应通过地脚螺栓固定在支承结构
4.6.1蓄电池类设备应包括玻璃缸式蓄电池组和浮放的免维护 蓄电池。
4.6.4蓄电池的抗震鉴定应满足下列规定: 1蓄电池应有防止位移、倾倒或跌落的措施; 2抗震设防烈度为8度或9度时,玻璃缸式蓄电池组的单体 之间应有防碰撞措施; 3玻璃缸式蓄电池的加固支架不应妨碍蓄电池的维护和检查; 4蓄电池之间应为软导线或电缆连接。 Ⅲ抗震措施 4.6.5蓄电池不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规定采取抗 震措施: 1蓄电池应有防止位移、倾倒或跌落的措施,可采取支架固 定方式,支架应固定在支承结构上; 2抗震设防烈度为8度或9度时,玻璃缸式蓄电池组的单体 之间应设有隔板或垫块; 3玻璃缸式蓄电池的加固支架高度应大于蓄电池重心高度: 但不应妨碍蓄电池的维护和检查; 4蓄电池之间宜采用软导线或电缆连接,端电池应采用电缆 作为引线,
7屏、柜、箱类设备和组合电器
屏、柜、箱类设备和组合电器应包括各类开关柜、控制屏、
保护屏、配电箱、应急电源或组合电器等。 4.7.2屏、柜、箱类设备抗震鉴定时,应重点检查箱体结构及其安 装方式。 4.7.3屏、柜、箱类设备可不进行抗震验算。 Ⅱ抗震鉴定 4.7.4屏、柜、箱类设备的抗震鉴定应满足下列规定: 1 各类屏、柜、箱的底部应与基础固定; 2 开关柜内移出式电气装置应有锁住机构; 开关柜和抽屉柜的二次电缆插头不应松动; 开关柜和控制(保护)屏等上的继电器和表计均应固定; 固定式开关柜中的油浸式电压互感器应固定; 控制(保护)屏中的印刷电路插件与插板不应松动; 7抗震设防烈度为8度或9度时,成排的开关柜、配电屏和 控制(保护)屏之间,应联结成整体。在通过建筑物沉降缝或伸缩 缝处,柜(屏)间连接的硬母线应有软连接 4.7.5组合电器的抗震鉴定应满足下列规定: 1组合电器应与基础固定; 2抗震设防烈度为8度或9度时,组合电器不宜安装在建筑 物沉降缝、伸缩缝或抗震缝处。 血抗震措施 4.7.6各类屏、柜、箱不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规定 采取抗震措施: 1开关柜、变流柜、控制(保护)屏、直流屏及其他应急电源装 置等的底部,应采用地脚螺栓固定在支承结构上,地脚螺栓数量不 应少于4个,应每角设置不少于1个。每台设备长度大于1.0m时, 应增加螺栓数量或按电气设备制造商的要求做,也可采用柜体底部 与支承结构焊接固定方式,焊点位置及数量应同螺栓固定方式,每 条焊缝长度不应小于40mm,焊脚高度不应小于焊接件的厚度;
3关柜和抽柜的二次电缆插头,应采用防松措施; 4开关柜和控制(保护)屏等上的继电器和表计均应采用螺 栓或夹具固定; 5固定式开关柜中的油浸式电压互感器,应采用螺栓与底盘 固定; 6控制(保护)屏中的印刷电路插件与插板,应有防止松动的 锁住设施; 7抗震设防烈度为8度或9度时,成排的开关柜、配电屏和 控制(保护)屏之间,应用螺栓在设备重心以上联结成整体。在通 过建筑物沉降缝或伸缩缝处,柜(屏)间连接的硬母线应采用软连 接。 4.7.7:组合电器不满足本节抗震鉴定要求时,应按下列规定采取 抗震措施: 1组合电器底座应通过地脚螺栓固定在基础上; 2抗震设防烈度为8度或9度时,组合电器不宜安装在建筑 物沉降缝、伸缩缝或抗震缝处。
5.1.1电气设备的地震作用计算方法选用宜符合下列要求:
图5.1.2地震影响系数曲线 α一地震影响系数;αmax一地震影响系数最大值; n一直线下降段的下降斜率调整系数;一衰减指数; T,一特征周期;n2阻尼调整系数;T一结构自振周期
图5.1.2地震影响系数曲线 α一地震影响系数;αmax一地震影响系数最大值;
3)阻尼调整系数应按下式确定:
中:n2—阻尼调整系数,当小于0.55时,应取 0.55。 1.4电气设备(或结构)的阻尼比可按表5.1.4的规定取值
5.1.4电气设备(或结构)的阻尼比可按表5.1.4的规定取值
5.1.4电气设备(或结构的阻尼
5.1.5采用底部剪力法时,电气设备(或结构)的水平地震作用标 准值(图5.1.5)可按下列公式计算:
电气设备(或结构)的总水平地震作用标准值(N); 重力加速度(m/s),取9.8; α1 对应于电气设备(或结构)基本自振周期的水平地 震影响系数; me 电气设备(或结构)在操作状态下的等效总质量(kg); 入m 等效质量系数,单质点体系取1,多质点体系取0.85; F;一 作用于质点i的水平地震作用标准值(N); m; 集中在质点i的操作状态下的质量(kg); H一 质点i的计算高度(m); n 质点数; 8一 电气设备(或结构)的弯曲变形影响指数,应按表 5. 1. 5 选取。
Ff mi H H FH
5.1.5水平地震作用标准值示意图
表5.1.5变曲变形影响指数
注:T:为设备基本自振周期(s)
注:T:为设备基本自振周期(s)。
5.1.6采用振型分解反应谱法时,电气设备(或结构)的地震作用 标准值作用效应计算应符合下列规定: 1电气设备j振型i质点的水平地震作用标准值应按下列 公式计算:
式中:FHji 第i振型i质点的水平地震作用标准值(N): 电气设备(或结构)第i振型自振周期的地震影响 系数; Y;一 第j振型的振型参与系数; Xi一一第i振型第i质点的水平相对位移; 振型数,一般情况下,可取前3阶振型。
2水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力)应按下式计算
式中:SH一一水平地震作用效应; SHi一一电气设备(或结构)第i振型水平地震作用产生的效应。 5.1.7设计基本地震加速度不小于0.20g时,应计人竖向地震 作用影响。
5.1.8垂直于地面的电气设备,坚竖向地震作用标准值可
地震作用标准值的60%;非垂直于地面的电气设备,竖向地震作 用标准值可取该设备垂直于地面时水平地震作用标准值的70%。
5.2楼层动力反应放大系数
5.2.1当电气设备有支承结构时,应充分考虑支承结构的动力放 大作用,地震影响系数应乘以支承结构的动力反应放大系数。 5.2.2可将支承结构与电气设备作为一个整体进行抗震鉴定。 5.2.3对安装在室外低矮支架、室内底层或洞内的电气设备,其 支承结构的动力反应放大系数的取值不宜小于1.2。 5.2.4室内二、三层楼板上的电气设备,建筑物的动力反应放大 系数应取2.0。安装在更高楼层上的电气设备,建筑物的动力反 应放大系数取值应大于2.0,也可按本标准附录C的规定计算建 筑物的动力反应放大系数和电气设备地震作用。 5.2.5电力变压器本体上的部件(油枕、散热器和瓷套管等),动 力反应放大系数应取1.5。
管等质量; 2设置在楼层上的电力变压器本体的水平地震作用计 算,应符合本标准第5.2节的规定,变压器基本自振周期可 取0.1s; 3在水平和竖向地震作用下地脚螺栓的应力计算应符合下 列规定: 1)地脚螺栓的拉应力,可按下列公式计算: 抗震设防烈度为7度时:
抗震设防烈度大于7度时
中:6。 在地脚螺栓上产生的拉应力(Pa); FH 变压器本体的水平地震作用(N); F 变压器本体的竖向地震作用(N); n 地脚螺栓个数; Ab 每个地脚螺栓的有效截面积(m); 地脚螺栓的最小间距(m); H.一 变压器本体高度二分之一处至基础面的距离(m); meq 设备的总质量(包括变压器的本体、油枕、散热器、绝 缘套管等)(kg)。 2)地脚螺栓的剪应力,可按下列公式计算: 抗震设防烈度为7度时:
抗震设防烈度大于7度时:
在地脚螺栓上产生的剪应
4电力变压器的地脚螺栓抗震验算,应满足下列公式要 求:
≤La]a To Ltld
[a]a 地脚螺栓常温下拉伸许用应力设计值(Pa),对低 碳钢可取180×10°Pa; Lld一 地脚螺栓常温下许用剪应力设计值(Pa),对低碳 钢可取150×10°Pa。 变压器悬臂式散热器的抗震验算,应符合下列规定:
钢可取150×10°Pa, 3.2变压器悬臂式散热器的抗震验算,应符合下列规定: 1散热器的水平地震作用,可按下式计算:
1散热器的水平地震作用,可按下式计算:
式中:Ff 散热器的水平地震作用(N); mr 散热器的质量(kg)。
图5.3.2变压器简图
器本体;2一油枕;3一绝缘套管;4一散热
2抗震设防烈度为7度及以上时,散热器与变压器本体连接 钢管,在水平地震作用下的弯曲应力,可按下式计算:
FID 01 = 2ml
D一一散热器与变压器连接管的外径(m); n一一散热器与变压器本体连接管的根数; I一一一根连接钢管的截面惯性矩(m*)。 3抗震设防烈度为8度或9度时,散热器与变压器本体连接 钢管,在水平地震作用下的剪应力纸箱标准,可按下式计算:
式中:t1一散热器与变压器本体连接钢管在水平地震作用下的 剪应力(Pa); A一一一根连接钢管的截面积(m)。 4抗震设防烈度为8度或9度时,散热器与变压器本体连接 钢管在竖向地震作用下的弯曲应力,可按下式计算:
(Ffy+mg)ID 02 2ml
式中:F 散热器的竖向地震作用(N); 02 散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的 弯曲应力(Pa)。 5抗震设防烈度为8度或9度时,散热器与变压器本体连接 钢管在竖向地震作用下的剪应力,可按下式计算:
Ffv +mtg nA
式中:t2 一散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的 剪应力(Pa)。 6散热器与变压器连接钢管的组合应力,可按下式计算:
a = Vo+3ta
式中:o连接钢管的组合应力(Pa); o—取 α1 与 2 的较大值(Pa); To一取 ti 与 T2 的较大值(Pa)。 7 散热器与变压器本体连接钢管的抗震验算楼梯标准规范范本,应满足下式要 求:
....- 工业标准 设备标准
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