طراحی ترانسفورماتور مقاوم در برابر لرزه ای ژاپن: استانداردها و مطالعات موردی
I. چارچوب نظارتی و اصول طراحی
استانداردهای لرزه ای ترانسفورماتور ژاپن طی چند دهه درس زلزله تکامل یافته است. مقررات کلیدی عبارتند از:
- قانون استانداردهای ساختمان ترانسفورماتورها را در برابر Shindo {1}} قوی (معادل شدت میلی متر IX) در برابر SHINDO قرار می دهد.
-دستورالعمل های JEAG 5003 یک سیستم اعتبار سنجی با موج دوگانه را اجرا می کند: نوع I (پالس های با فرکانس بالا تقلید می کنند که از زمین لرزه های نزدیک به میدان مانند Kobe 1995) و نوع II (چرخش طولانی مدت برای رویدادهای Megathrust مانند سناریوس های Nankai Trough) استفاده می کنند.
استراتژی های طراحی انتقادی فیزیک و عملی را ادغام می کنند:
1. توزیع بار پویا: سیم پیچ ها به صورت نامتقارن ترتیب داده می شوند تا مرکز جرم را پایین بیاورند و در هنگام لرزش مورب ، لحظات واژگون را مقابله می کنند.
2. اجزای سازگار با شکست: به عنوان مثال ، بوش های سیلیکون-رواب دار NGK تا 15 ٪ تحت فشار بدون ترک خوردگی دراز می شوند ، ویژگی ای که در طول پس لرزه های Kumamoto 2016 آزمایش شده است.
ii. نوآوری های فن آوری در مقاومت در برابر زمین لرزه
سه ستون رویکرد سخت شدن ترانسفورماتور ژاپن را تعریف می کند:
1. سیستم های جداسازی پایه
سکوهای جداسازی سه بعدی میتسوبیشی ، ترکیب میراگرهای مایع برشی و یاطاقان لاستیکی ، انتقال انرژی لرزه ای را 58 ٪ در آزمایشات هوکایدو 2020 کاهش می دهد. این سیستم ها در حالی که تداوم الکتریکی را از طریق اتوبوس های نورد تماس می گیرند ، 30 سانتی متر از لغزش افقی اجازه می دهند.
2. تقویت ساختاری
پست -1995 اصلاحات KOBE اتصالات جوش داده شده را به نفع قاب های پیچ خورده با فشار بالا از بین برد. براکت های فولادی روکش شده با اپوکسی در حال حاضر در برابر خستگی چرخه ای معادل 50 سال لرزش جزئی ، طبق پروتکل های پیری شتاب jeag 5003 مقاومت می کنند.
3. ادغام نگهداری پیش بینی
مجموعه مانیتورینگ AI محور توشیبا ، الگوهای لرزش در زمان واقعی را تجزیه و تحلیل می کند و رزونانس خطرناک (به عنوان مثال ، هارمونیک های 2-5 هرتز در طول زمین لرزه های نوع II) را از نوسانات خوش خیم متمایز می کند. این سیستم باعث خاموش شدن پیشگیرانه برای 12 ترانسفورماتور در طول زمین لرزه دریایی فوکوشیما در سال 2021 شد و از خرابی آبشار جلوگیری کرد.
iii اعتبارسنجی مبتنی بر مورد از استانداردها
مورد 1: زمین لرزه Tōhoku 2011
- چالش: {1}}}. 7 گرم شتاب عمودی در زیر ایستگاه Onagawa از حد طراحی فراتر رفته است.
- راه حل: میراگرهای سه گانه به صورت متوالی فشرده شده و انرژی را از طریق تغییر شکل ویسکوالاستیک جذب می کنند. بازرسی های پس از رویداد با وجود جابجایی زمین 40 سانتی متر ، نشت بوشینگ صفر را تأیید کرد.
مورد 2: 2016 دنباله کوماموتو
-درس: بزرگی برگشت به عقب 7 زمین لرزه ناشی از نیروهای چند جهته که پیچ های لنگر معمولی را بریده می کنند.
- نوآوری: لنگرگاه های آلیاژ شکل-حافظه هیتاچی (SMA) پس از 8 ٪ فشار ، موقعیت اصلی خود را به یاد آوردند و بدون مداخله دستی ، تراز را بازیابی کردند.
IV معیار جهانی و سازگاری
در حالی که تست دوام چرخه 20-} (در مقابل تست های چرخه GB/T در مقابل چین {1}}} 18 ٪ ~ ، داده های میدانی میزان بقا 92 ٪ برای ترانسفورماتورهای ژاپنی را در بیشتر یا مساوی از رویدادهای Shindo 6 در مقابل 67 ٪ برای معادل بین المللی نشان می دهد. غذاهای قابل انطباق شامل موارد زیر است:
- برای مناطق کوهستانی: یاتاقان های آونگ کشویی که تا 10 درجه تنظیم می شوند ، اثبات شده در پست های تپه ای ناگانو.
- مناطق ساحلی: طرح های غوطه وری با استفاده از عایق هوایی ، حفظ عملکرد حتی در طول غوطه وری آب نمکی {1} ساعت (آزمایش شده در مرکز شبیه سازی Tsunami Yokohama).