针对地震中气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)的潜在故障问题,基于海南昌江某项目220 kV GIL物理结构,建立了三相输电管道水平敷设下的3维有限元模型,并提出依据现行设计规范模拟GIL地震响应的分析方法。首先通过模态分析获得了GIL结构的振型特性,利用反应谱分析方法研究了不同地震反应谱激励下GIL地震响应的薄弱部位;然后对不同地震激励下GIL的抗震性能进行了具体评估,并进一步对GIL薄弱部位的地震响应规律进行分析总结。结果表明:建模所依据的220 kV GIL输电管道结构能够耐受6度的地震烈度,但对于7度及以上的地震烈度,其有损坏的可能;绝缘子和导体是GIL结构地震响应的薄弱部位;合理选取绝缘子和导体的机械参数能有效提高GIL的抗震能力。kα为地震系数，表示地面运动加速度的最大值与重力加速度g的比值。则作用于质量为m的质点上的总惯性力F(t)可表示为F(t)=mSa=βkαgm，可得aEKGmgkFGααβ===(10)式中：FEK即F(t)；G为重力荷载代表值；α称作地震影响系数，是以重力加速度g为单位的单质点弹性体系的质点运动最大加速度。式(10)即为我国现行抗震规范中对单质点体系的水平地震作用计算式。地震影响系数α与结构自振周期T的关系曲线，即通常所说的我国抗震设计用反应谱，如图4所示[27]。图4中αmax为地震影响系数最大值，η1为直线下降段的下降斜率调整系数，η2为阻尼调整系数，γ为衰减指数，Tg为特征周期，T为结构自振周期。利用模态分析中求得的GIL各阶模态数据，根据设计地震要求，查地震影响系数曲线即可获得GIL直线单元段设计地震反应谱激励。本文拟采用II类场地、设计地震分组第3组，对应的特征周期Tg=0.45s，部位及其响应规律-数控滚圆机电动滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机地震加速度峰值取值如表3所示 缘金属封闭输电线路地震响应的薄弱部位及其响应规律14414不同地震反应谱激励下GIL地震响应的薄弱部位4.1地震激励输入方向地震波中含有横波分量和纵波分量，实际地震中，竖向激励约为水平激励的50%~75%。本文为模拟最恶劣情况下GIL输电管道的地震响应，选取竖向激励与水平激励幅值相同[16]。地震激励输入方向的组合如表4所示。其中，0表示该方向没有激励输入，本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  1表示该方向有激励输入；X为垂直于轴向的水平方向，Y为竖向，Z为水平轴向。不同地震激励输入方向下，GIL地震响应结果的位移响应和应力响应的最大值如图5所示。参照文献[16]研究结论并分析仿真数据，结果表明竖向和水平径向地震激励引起的GIL地震响应较大，水平轴向地震响应基本不受地震激励输入方向影响。因此，选取XY方向作为地震激励的输入方向能够模拟地震时GIL可能出现的最大响应值。此外，地震激励输入方向主要影响GIL的位移响应，对应力响应影响较小；同时发现各个方向地震激励引起的振动响应中，振动响应最大值主要集中在导体中部和绝缘子与导体、外壳的接触处，而环氧树脂的机械强度又比钢、铝的小1个数量级，因而可以判定绝缘子和导体是GIL结构地震响应中的薄弱部位。4.2地震烈度地震烈度表示地震对地表及工程建筑物影响的强弱程度，是结构地震响应的重要影响因素。我国抗震设计规范GB50260—2013《电力设施抗震设计规范》中规定的各级地震烈度设计加速度值如表3所示。XY方向地震激励输入下，6–9度地震烈度时的GIL地震响应最大值如图6所示。各地震烈度下，位移响应最大值d为6.5~22.8mm。仅9度地震烈度时，d=22.8mm略大于10m管道设计位移耐受值20mm，其余情况下位移响应均在GIL机械设计耐受值的范围内。绝缘子为环氧树脂材料，导体为铝合金材?部位及其响应规律-数控滚圆机电动滚弧机折弯机张家港数控滚圆机滚弧机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com