5.3 电力变压器

5.3.1 电力变压器的地脚螺栓抗震验算，应符合下列规定：
    1 安装在地面上的电力变压器本体的水平地震作用计算，应符合本标准第5.1节的规定，地震影响系数可按本标准表5.1.2-1取最大值，变压器的总质量应包括本体、油、油枕、散热器和绝缘套管等质量；
    2 设置在楼层上的电力变压器本体的水平地震作用计算，应符合本标准第5.2节的规定，变压器基本自振周期可取0.1s；
    3 在水平和竖向地震作用下地脚螺栓的应力计算应符合下列规定：
        1)地脚螺栓的拉应力，可按下列公式计算：
        抗震设防烈度为7度时：

抗震设防烈度大于7度时：

  式中：σ₀——在地脚螺栓上产生的拉应力(Pa)；
          F_H——变压器本体的水平地震作用(N)；
          F_v——变压器本体的竖向地震作用(N)；
          n——地脚螺栓个数；
          A_b——每个地脚螺栓的有效截面积(m²)；
          l_b——地脚螺栓的最小间距(m)；
          H_v——变压器本体高度二分之一处至基础面的距离(m)；
          m_eq——设备的总质量(包括变压器的本体、油枕、散热器、绝缘套管等)(kg)。
        2)地脚螺栓的剪应力，可按下列公式计算：
        抗震设防烈度为7度时：

抗震设防烈度大于7度时：

式中：τ₀——在地脚螺栓上产生的剪应力(Pa)。
    4 电力变压器的地脚螺栓抗震验算，应满足下列公式要求：

 式中：[σ]_d——地脚螺栓常温下拉伸许用应力设计值(Pa)，对低碳钢可取180×10 ⁶Pa；
          [τ]_d——地脚螺栓常温下许用剪应力设计值(Pa)，对低碳钢可取150×10 ⁶Pa。
5.3.2 变压器悬臂式散热器的抗震验算，应符合下列规定：
    1 散热器的水平地震作用，可按下式计算：

 式中：F_f——散热器的水平地震作用(N)；
          m_f——散热器的质量(kg)。

图5.3.2 变压器简图
1-变压器本体；2-油枕； 3-绝缘套管；4-散热器

    2 抗震设防烈度为7度及以上时，散热器与变压器本体连接钢管，在水平地震作用下的弯曲应力，可按下式计算：

式中：σ₁——散热器与变压器本体连接钢管在水平地震作用下的弯曲应力(Pa)；
          l——散热器中心至变压器(图5.3.2)本体边缘的间距(m)；
          D——散热器与变压器连接管的外径(m)；
          n——散热器与变压器本体连接管的根数；
          I——一根连接钢管的截面惯性矩(m⁴)。
    3 抗震设防烈度为8度或9度时，散热器与变压器本体连接钢管，在水平地震作用下的剪应力，可按下式计算：

 式中：τ₁——散热器与变压器本体连接钢管在水平地震作用下的剪应力(Pa)；
          A——一根连接钢管的截面积(m²)。
    4 抗震设防烈度为8度或9度时，散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的弯曲应力，可按下式计算：

式中：F_fv——散热器的竖向地震作用(N)；
          σ₂——散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的弯曲应力(Pa)。
    5 抗震设防烈度为8度或9度时，散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的剪应力，可按下式计算：

式中：τ₂——散热器与变压器本体连接钢管在竖向地震作用下的剪应力(Pa)。
    6 散热器与变压器连接钢管的组合应力，可按下式计算：

式中：σ——连接钢管的组合应力(Pa)；
          σ₀——取σ₁与σ₂的较大值(Pa)；
          τ₀——取τ₁与τ₂的较大值(Pa)。
    7 散热器与变压器本体连接钢管的抗震验算，应满足下式要求：
 

式中：[σ]——散热器与变压器本体连接钢管常温下的许用应力设计值(Pa)；应按本标准第3.0.9条确定。
5.3.3 变压器油枕的抗震验算，应符合下列规定：
    1 水平地震作用，应按下式计算：

式中：F_o——变压器油枕的水平地震作用(N)；
          m₀——变压器油枕的质量(kg)；
          F_ov——变压器油枕竖向地震作用(N)。
    2 水平地震作用下弯曲应力，应按下式计算：

式中：σ₁——变压器油枕在水平地震作用下的弯曲应力(Pa)；
          h——油枕二分之一处至变压器(图5.3.2)所示与油枕支腿连接处的距离(m)；
          Z₁——油枕一个支腿沿油枕纵向的截面矩(m³)。
    3 水平地震作用下剪应力，应按下式计算：

 式中：τ₁——变压器油枕在水平地震作用下的剪应力(Pa)；
          A——油枕一个支腿的截面积(m²)。
    4 变压器油枕的压应力，可按下列规定计算：
        1)抗震设防烈度为7度时，可按下式计算：

 2)抗震设防烈度大于7度时，可按下式计算：

式中：F_o——变压器油枕的水平地震作用(N)；
          σ₂——变压器油枕的压应力(Pa)。
    5 变压器油枕支腿截面的组合应力应按本标准第5.3.2条中公式5.3.2-6计算。
    6 变压器油枕支腿的组合应力，应满足下式要求：

    式中：σ——变压器油枕支腿截面的组合应力值(Pa)；
          [σ]——变压器油枕支腿常温下的许用应力设计值(Pa)，应按本标准第3.0.9条确定。