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美標開關柜采購要求開關設備“適用于地震帶 X”(Zone 0~4) 的規范,其中 X 可以是 0 到 4 之間的任意數字,具體取決于開關設備的最終安裝位置。不幸的是,沒有 ANSI 標準定義“適用于地震帶 X”。標準中確實存在核電站設備的抗震要求,但并未針對地震帶進行說明,而是針對特定地點。
ANSI標準A58.1-1982,建筑物和其他結構的最小設計載荷,使用基本公式為各種項目必須承受的地震載荷提供了一些指導:
Fp=Z*I*Cp*Wp
設計的側向力Fp;
Z是地震帶系數,從 0 區的 0.125 變化到 4 區的 1;
I 是占用系數,從 I 類的 1 到 III 類的 1.5 變化;
Cp是水平力系數,對于建筑物中的所有機械是0.3;
Wp是設備的重量。
從基本力學來看,力 = 質量 x 加速度。上式中,F p 為力。W p 是重量,它是質量和重力加速度或 g 的乘積。由此可見,Z、I 和 C p 的乘積是 g 的無量綱系數。對于最壞的情況,即開關設備安裝在 4 區的關鍵位置,該系數的值為 1 x 1.5 x 0.3 或 0.45。由于地震測試是根據加速度而不是施加的力進行的,因此最壞情況下的測試水平應為 0.45 g。適用性的另一個方面是設備在指定條件下的性能。在這里,根據過去的經驗和來自不同用戶的意見,使用以下是適用性的
合理判斷標準
:
1) 地震試驗后不得有妨礙設備正常運行的結構性損壞。
2) 地震期間不得打開門或蓋板。
3) 斷路器在事件異常命令期間不得分閘或合閘。
4) 斷路器在地震期間不得從完全接通位置移動。
5) 地震結束后,應能分合斷路器,并能將其推入和移出連接位置。
6) 主保險絲和控制保險絲應保留在其保險絲夾中。
7) 地震試驗期間不得打開變壓器滑出抽屜。
8) 試驗后,一次電路應經受 27 kV 工頻耐壓試驗(高壓)。選擇27 kV值是因為它是15 kV金屬封閉開關設備現場試驗規定的工頻耐受電壓。
大約四年前,Powell 對 PowlVac ® 金屬封閉開關設備樣品進行了測試,以測試其承受 4 區地震力的能力。這些樣品是單機設備,以盡可能提供最窄的結構,并且將最重的斷路器安裝在它們曾經使用過的最高位置。因此,它們是最壞情況下的地震樣本。
根據 ANSI A58.1-1982 的要求,我們選擇使用 0.45 g 作為這些測試的零周期加速度 (ZPA) 值。圣安東尼奧西南研究所地震專家采用該值并開發了所需響應譜 (RRS),其峰值在 3.5 Hz 時垂直加速度約為 1.8 g,水平加速度在 2.5 Hz 時約為 1.9 g,最小值為 0.45 g (ZPA) 頻率高于 32-33 Hz。西南研究所在這些加速度值下進行了全面的地震測試。
以上八項標準用于判斷設備在抗震試驗中的性能。此外,在地震試驗期間,斷路器成功合閘并按指令分閘。除了變壓器抽屜輪子出現小問題外,該設備按要求運行。對抽出式抽屜緊固系統進行了加固,設備在復試中表現良好。
根據這些測試,標準 PowlVac ® 金屬封閉開關設備適用于地震區 0、1 和 2。通過在變壓器抽屜輪處添加固定