展猛 王社良 赵云

摘要：基于压电陶瓷驱动器的工作原理以及形状记忆合金（shape memory alloy，SMA）丝的力学性能特点，研发一种SMA压电混合减震装置，对其进行电一力学试验，并在试验数据的基础上建立以速率符号、电压和位移为神经元输入的混合装置BP网络预测模型。最后将其安装到一个相似比1：2的10kV干式空心电抗器结构模型中，其中压电驱动器的激励电压采用T-S模糊逻辑输出，对其进行无控、被动控制和混合控制时的模拟地震振动台试验和数值模拟，进而分析模型结构的动力特性变化规律和不同地震波时的地震响应抑制效果。结果表明：文中研制的SMA-压电摩擦混合减震装置性能稳定、构造合理，可以有效地降低电抗器结构的动力反应。一般地，被动控制时位移和加速度的减震率可达40%，混合控制时可达50%，且震后未见电抗器结构薄弱部位发生地震破坏，说明智能材料减震系统提高了电抗器结构的抗震可靠性，为电气设备系统的减震控制保护提供了新途径。另外，试验与数值模拟结果吻合较好，表明BP神经网络可以较好地跟踪压电SMA混合减震装置的输出力。

关键词：减震;振动台试验;压电陶瓷;形状记忆合金;电抗器

中图分类号：TU317⁺.1;TM47 文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2020）01-0179-09

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2020.01.020

1概述

空心电抗器作为电力运输设备中的一员，由于自身重心高、长细比大，头部质量大等结构特点，非常不利于抗震，常发生支柱绝缘子与电抗器组件被震坏的现象，如图1所示。而随着中国电网容量的大幅度增加以及电压等级的不断提高，电抗器设备的电压等级及容量也不断提升，使得设备整体高度大幅度增高，更易带来抗震强度方面的安全隐患。……