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美标开关柜采购要求开关设备“适用于地震带 X”(Zone 0~4) 的规范,其中 X 可以是 0 到 4 之间的任意数字,具体取决于开关设备的最终安装位置。不幸的是,没有 ANSI 标准定义“适用于地震带 X”。标准中确实存在核电站设备的抗震要求,但并未针对地震带进行说明,而是针对特定地点。
ANSI标准A58.1-1982,建筑物和其他结构的最小设计载荷,使用基本公式为各种项目必须承受的地震载荷提供了一些指导:
Fp=Z*I*Cp*Wp
设计的侧向力Fp;
Z是地震带系数,从 0 区的 0.125 变化到 4 区的 1;
I 是占用系数,从 I 类的 1 到 III 类的 1.5 变化;
Cp是水平力系数,对于建筑物中的所有机械是0.3;
Wp是设备的重量。
从基本力学来看,力 = 质量 x 加速度。上式中,F p 为力。W p 是重量,它是质量和重力加速度或 g 的乘积。由此可见,Z、I 和 C p 的乘积是 g 的无量纲系数。对于最坏的情况,即开关设备安装在 4 区的关键位置,该系数的值为 1 x 1.5 x 0.3 或 0.45。由于地震测试是根据加速度而不是施加的力进行的,因此最坏情况下的测试水平应为 0.45 g。适用性的另一个方面是设备在指定条件下的性能。在这里,根据过去的经验和来自不同用户的意见,使用以下是适用性的
合理判断标准
:
1) 地震试验后不得有妨碍设备正常运行的结构性损坏。
2) 地震期间不得打开门或盖板。
3) 断路器在事件异常命令期间不得分闸或合闸。
4) 断路器在地震期间不得从完全接通位置移动。
5) 地震结束后,应能分合断路器,并能将其推入和移出连接位置。
6) 主保险丝和控制保险丝应保留在其保险丝夹中。
7) 地震试验期间不得打开变压器滑出抽屉。
8) 试验后,一次电路应经受 27 kV 工频耐压试验(高压)。选择27 kV值是因为它是15 kV金属封闭开关设备现场试验规定的工频耐受电压。
大约四年前,Powell 对 PowlVac ® 金属封闭开关设备样品进行了测试,以测试其承受 4 区地震力的能力。这些样品是单机设备,以尽可能提供最窄的结构,并且将最重的断路器安装在它们曾经使用过的最高位置。因此,它们是最坏情况下的地震样本。
根据 ANSI A58.1-1982 的要求,我们选择使用 0.45 g 作为这些测试的零周期加速度 (ZPA) 值。圣安东尼奥西南研究所地震专家采用该值并开发了所需响应谱 (RRS),其峰值在 3.5 Hz 时垂直加速度约为 1.8 g,水平加速度在 2.5 Hz 时约为 1.9 g,最小值为 0.45 g (ZPA) 频率高于 32-33 Hz。西南研究所在这些加速度值下进行了全面的地震测试。
以上八项标准用于判断设备在抗震试验中的性能。此外,在地震试验期间,断路器成功合闸并按指令分闸。除了变压器抽屉轮子出现小问题外,该设备按要求运行。对抽出式抽屉紧固系统进行了加固,设备在复试中表现良好。
根据这些测试,标准 PowlVac ® 金属封闭开关设备适用于地震区 0、1 和 2。通过在变压器抽屉轮处添加固定