地震作用下软母线连接的变电站设备建模与分析

由于软母线的牵拉作用,强地震作用下软母线连接的变电站设备将产生强烈的相互作用。将变电站设备简化为具有一定抗侧移刚度的单自由度体系,软母线简化为变刚度的弹簧,并根据悬索理论求得变刚度弹簧的等效刚度,建立了软母线连接电气设备耦联体系单跨结构的动力学模型,采用Newmark-β法结合牛顿迭代对其进行数值求解。通过对其结构特征以及设备参数的分析发现:软母线中张力刚度随水平跨度呈非线性增长,耦联体系的特征频率受单体设备的自振频率、质量比值及软母线等效刚度的影响。在地震作用下,存在一个关键垂跨比,当软母线的垂跨比小于此关键垂跨比时,母线中产生的水平拉力较大,且设备的地震响应受设备的频率比影响较大。在进行软母线连接的变电站设备的抗震设计时,必须考虑关键垂跨比的影响。