不同连接刚度二次设备柜振动台试验与数值模拟研究

摘 要：为了提高变电站二次设备柜抗震性能和韧性，探究了二次设备柜底部连接刚度对其动力响应的影响，对6个不同连接形式的二次设备柜进行了振动台试验。采用ABAQUS软件对试验进行了数值模拟，并对底部连接刚度进行了参数化分析。结果表明：底部螺丝数量显著影响设备柜基本频率，螺丝数量增加2倍后，设备柜的基本频率增大了61.8%；试验后拼柜基本频率最大下降了17.2%，在所有设备柜中下降幅度最大，应加强拼柜的底部连接刚度；地震作用下设备柜发生强度破坏的可能性较小，随着底部螺丝竖向刚度的增大，设备柜的峰值加速度先增大后减小，设备柜顶部峰值加速度增大了16.6%～74.2%；随着底部螺丝水平刚度的增大，设备柜顶部峰值加速度减小了3.28%～29.6%。研究可为变电站二次设备柜的抗震设计以及地震韧性变电站的建造提供重要参考。

关键词：金属结构；二次设备柜；连接刚度；振动台试验；动力响应

中图分类号：TU375" 文献标识码：A""文章编号：1008-1534（2024）06-0450-11

Shaking table test and numerical simulation study of secondary equipment cabinet with different connection stiffness

CHENG Zhiyu¹， ZHANG Tianzhong²， HU Guangrun³， WANG Kaiku³， HE Yuchen⁴， FENG Yulong⁵，

YU Fei⁵， ZENG Zhihao⁵

（1.State Grid Anhui Electric Power Company Limited， Hefei， Anhui 230022， China; 2.Construction Branch of State Grid Anhui Electric Power Company Limited， Hefei， Anhui" 230071， China; 3.Anhui Power Transmission and Transformation Engineering Company Limited， Hefei， Anhui" 230071， China; 4.Economic and Technology Research Institute of State Grid Anhui Electric Power Company Limited， Hefei， Anhui 230022; 5.College of Civil Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009， China）

Abstract：

In order to improve the seismic performance and resilience of substation′s secondary equipment cabinets， the influence of the bottom connection stiffness of the secondary equipment cabinets（SEC） on its dynamic response was investigated. Shaking table test was carried out on six SECs with different connection forms， numerical simulation of the tests was carried out using ABAQUS software， and parametric analysis of the bottom connection stiffness was carried out. The results show that the number of screws at the bottom significantly affects the basic frequency of the equipment cabinet， and the basic frequency of the equipment cabinet increased 61.8% after the number of screws increased two times. After the test， the basic frequency of the spliced equipment cabinet decreased by 17.2%， which was the largest decrease among all the equipment cabinets， and the bottom connection stiffness of the spliced equipment cabinet should be strengthened. The possibility of strength damage of the equipment cabinet under seismic action was small， and more attention should be paid to the effect of the acceleration response on the working performance of the equipment. As the vertical stiffness of the bottom screw increased， the peak acceleration of the equipment cabinet first increased and then decreased. Peak acceleration at the top of the equipment cabinet increased by 16.6% to 74.2%. As the horizontal stiffness of the bottom screw increased， the peak acceleration of the equipment cabinets decreased. Peak acceleration at the top of the equipment cabinet decreased by 3.28%～29.6%. This study can provide important reference for the seismic design of substation’s secondary equipment cabinets and the construction of seismic resilient substations.

Keywords：

metal structure; secondary equipment cabinet; connection stiffness; shaking table test; dynamic response

变电站是送变电工程中的重要组成部分，其设备的稳定运行是电网稳定的关键。历次地震灾害调研发现，设备抵御震害能力较差，出现了屏柜倾倒、电缆松脱等损坏现象，影响生命线系统的安全性^[1]。

电气一次设备在变电站中起到直接生产、转换和输配电能的作用，学者对其抗震性能进行了大量研究^[2-3]。针对设备破坏集中发生于套管根部的情况^[4]，学者们通过振动台试验得到了套管在地震作用下的破坏模式和响应规律^[5-6]。此外，梁黄彬等^[7]对比分析了不同国家关于套管抗震性能的现行标准，并提出了改进中国相应试验规定的修订建议。郑福成^[8]验证了220 kV高压气体绝缘开关设备在0.5g地震激励下依旧带电运行，安全系数最小值为28.71。赵明帅等^[9]验证了高压开关设备的薄弱环节在断路器与母线连接部位。程永锋等^[10]研究发现，在互连耦合体系中的避雷器设备的易损程度高于互感器设备，应着重关注避雷器设备的安全。谢强等^[11]证明了T型旁路开关受高阶振型影响，加速度响应在中上部较大。

电气二次设备对电气一次设备起到监控和保护作用，二次设备的损坏会导致一次设备处于无保护运行状态。陈向东等^[12]通过振动台试验探究了二次设备柜的强度、刚度和安全性能。LATIF等^[13]指出主体螺栓连接的设备柜不能理想化为刚性底座，应考虑螺栓的剪切性能。GALLO等^[14]提出了锚固于混凝土的受剪螺栓滞回模型并用于评估其连接设备的响应。然而，目前对于二次设备保护柜的抗震性能评估较少，尤其是连接刚度对设备的影响。

同时设备底部连接和设备间拼接方式的合理设计对保障设备性能是至关重要的。徐卫锋等^[15]证明了设备的不同固定条件会影响设备多维地震响应的加速度峰值和反应谱特性。在支架设备的抗震性能研究中，姜斌等^[16]分析了设备绕法兰转动刚度和支架刚度比对设备动力特性的影响，并提出了二者与体系基频的拟合公式。JAIMES等^[17]研究发现，设备的倾倒风险受支撑条件影响显著。LI等^[18]研究了支架与设备刚性连接对地震作用下设备加速度响应的放大效应。LIM等^[19]指出主-次结构间的相互作用对二次结构的动力响应更加明显。FILIATRAULT等^[20] 研究表明，设备间相互拼接会放大单个设备的动力响应。因此，应考虑设备与主体之间的连接形式以及设备与设备间的拼接形式对设备性能的影响。

针对设备柜连接形式和底部连接刚度对二次设备柜抗震性能影响研究不充分的问题，本文开展了振动台试验，对比分析底部不同连接形式下二次设备柜的动力响应，并对底部连接刚度进行数值参数化分析。

1 试验概况

1.1 二次设备柜及其连接形式

图1为某变电站预制设备舱及其二次设备柜的结构示意图。如图1 a）所示，预制舱底部檩条上焊接有钢板，二次设备柜被连接于预制舱底板上。如图1 b）所示，二次设备柜尺寸为2 260 mm×800 mm×600 mm，柜内2个设备元件距离地面高度分别为1 400 mm和1 600 mm。二次设备柜所用设备元件包括断路器及辅助保护装置和超高压输线路电流差动保护装置等。二次设备元件对电力系统工况进行监测、控制、调节和保护，确保电力系统的安全生产、经济运行和可靠供电。图2为二次设备柜连接图。通过自攻螺丝连接设备柜底部骨架梁和预制舱底部钢板，以完成设备柜与预制舱间的连接。此外，部分柜体还在底部连接的基础上通过自攻螺丝进行了侧向拼接。

1.2 试验模型

本研究设计了一种二次设备柜安装底座，用于将设备柜连接、固定在振动台台面，如图3所示。设备柜安装底座由2根钢条和1块钢板焊接而成。钢条尺寸为850 mm×100 mm×20 mm，同时每根钢条两端均设有螺栓孔，钢条与底座钢板焊接。钢板尺寸为820 mm×620 mm×2 mm（或820 mm×620 mm×4 mm），其厚度与预制舱底板厚度相同，近似等效预制舱底板。在进行设备柜底部与台面连接时，首先通过高强螺栓连接底座钢条和振动台台面，完成底座与台面的固接，底座与台面的加速度变化近似一样；再通过自攻螺丝连接设备柜底部骨架梁和底座钢板，进而完成试验模型的安装。为探究底部连接刚度对二次设备柜地震响应的影响，对被固定于振动台台面的6个二次设备柜（以下简称X号设备柜）进行对比试验，形成4个试验对比组，试验参数包括底部自攻螺丝连接数量、底板厚度和柜体间是否拼接，具体参数如表1所示，试验现场图如图4所示。其中，1号设备柜作为标准组，通过2×5个螺丝与2 mm厚底板实现了底部连接。在1号设备柜基础上，2号设备柜将螺丝数量增加至2×10个，3号设备柜将底板厚度增加至4 mm。4—6号设备柜在1号设备柜底部连接的基础上通过自攻螺丝进行了拼接，侧向拼接的相邻柜体间共设有6个自攻螺丝，在柜体两侧的蒙皮上各设置3个自攻螺丝。

1.3 测量方案

使用加速度计测量二次设备柜及内部辅助设备元件的加速度响应。以1号设备柜为例，测量了设备柜中线顶点（AT）、设备柜边线中点（AM）、内部设备元件（AI）的加速度。采用顶杆式位移计（以下简称位移计）（D）测量设备柜边线中点与台面的相对位移，其中1—3号设备柜各布置1个位移计，拼柜在5号设备柜布置1个位移计。二次设备柜的测点示意图如图5所示。图中数字表示加速度计和位移计的编号。

1.4 地震波激励试验工况

根据中国标准《建筑结构抗倒塌设计标准》（T/CECS 392）^[21]选取地震波。本研究从规范推荐的7条地震波中选取Northridge波（N波，1994年Northridge-01地震，站台：LA-Sepulveda VA Hospital）和Parkfield波（P波，2004年Parkfield-02，CA地震，站台：Parkfield Fault Zone 7）进行试验。

考虑不同激励类别和目标加速度峰值，共进行10组工况振动台试验，试验工况见表2。

加载时仅加载地震波过程的强震部分，2条波均截取了16 s的时长。2组地震波的峰值加速度调整为0.4g后的加速度时程曲线如图6所示。

2条地震波与GB 50011—2010（2016年版）《建筑抗震设计规范》^[22]中相应的加速度反应谱对比图见图7 a）。通过傅里叶变换将地震波的加速度时域函数转换为加速度频域函数，从而得到地震波的加速度傅里叶谱，如图7 b）所示。傅里叶变换公式如式（1）所示。由图7 b）可知，相比于N波，P波包含更大的高频（频率gt;8 Hz）。

Fw=∫^+∞_{-∞fte-iωtdt，}（1）

式中：F（w）是频域中的复数函数；f（t）是时域中的函数；w表示频率，e^-iwt是一个复数指数函数。

在地震波激励工况下，对设备柜进行单向地震输入，对比不同连接刚度和形式下设备柜的抗震性能。

2 试验结果与分析

2.1 基本频率

在地震波工况激励前后分别输入白噪声，测得各设备柜在目标加速度峰值激励前后的基本频率变化。图8为试验前和试验后各设备柜的基本频率变化。

由图8可知，1—3号设备柜试验前基本频率分别是3.85，6.23，4.76 Hz，试验后的基本频率分别为3.67，5.98，4.57 Hz。4—6号设备柜的基本频率相同，试验前和试验后分别是6.04 Hz和5.01 Hz。按照试验前和试验后的基本频率由大到小排序，依次均是2号、4号（代替描述4—6号）、3号和1号。这表明增加底部连接螺丝数量、底板厚度和设置拼柜的方式均能增大设备柜的刚度，从而使设备柜具有更大的基本频率。其中，增加底部连接螺丝数量对基本频率的提升最明显，提升了61.8%。同时，试验后设备柜的基本频率相较于试验前均出现下降，1—4号设备柜分别下降了4.7%，4.1%，4.0%和17.1%。因此，各设备柜与底座钢板之间的连接螺丝在试验后均出现损伤，其中4号设备柜的连接损伤最为严重。出现此现象的原因是，4号设备柜作为拼接设备柜，其质量高于1—3号单个设备柜。因此，地震作用下4号设备柜的惯性力同样高于1—3号设备柜。通过对试验后设备柜的检查，各设备柜底部均出现螺丝松动现象，拼接设备柜松动尤为明显。由此可知，相比于单独设备柜（1—3号），质量更大的拼接设备柜（4号）应加强底部连接以避免底部螺栓的松动。

2.2 加速度响应

在不同工况下所测得设备柜中线顶点（AT）、设备柜边线中点（AM）以及内部设备元件（AI）的2个测点峰值加速度相较于台面加速度的放大系数分别记为KAT，KAM，KAI1和KAI2。加速度放大系数反映了设备结构对于地面加速度的放大作用。图9展示了各设备柜KAT的对比。由图9可知，4—6号设备柜的KAT在1.9～3.5范围内，3个设备柜的KAT在各试验工况下数据吻合较好，同时具有相同的变化规律。这表明拼柜在受到单向水平地震作用时，各设备柜可以共同工作。

1号设备柜的底部连接刚度小于2号设备柜，通过同一工况下1号和2号设备柜的比较可以发现，在N波下1号设备柜的KAT均值大于2号设备柜；而在P波下1号设备柜的KAT均值小于2号设备柜。通过试验前测得的设备柜基本频率，换算得到各设备柜的一阶周期为0.16～0.26 s，均位于反应谱的平台端（0.10～0.45 s）。N波和P波作用下设备柜反应谱平台段（截取0.10～0.30 s）如图10所示。

由图10可知，在N波作用下，设备柜结构反应谱加速度基本上

随自振周期的增大而增大，而在P波作用下设备柜反应谱加速度则表现出相反的规律。因此，1号和2号设备柜在N波和P波下KAT的变化规律与反应谱加速度变化规律一致。类似的结果可以在小震和中震下1号和3号、1号和4号设备柜的KAT对比中发现。加速度反应谱反映了地震波作用下单质点弹性体系的加速度随周期变化的响应情况。随着结构自振周期的增大，结构的加速度基本呈现出先增大后减小的趋势。本研究中，各设备的基本周期都位于反应谱的平台段。在平台段，设备加速度在不同地震波作用下呈现出不同的响应规律，这表明设备柜的加速度响应不仅与设备柜底部连接刚度大小相关，还受到地震波特性的影响。

图11为不同工况下各设备柜的KAM和KAI的对比，不包含已损坏的AM3数据。由图11可知，各工况下同一设备柜的KAM和KAI与前述KAT的变化趋势基本一致。因此，试验结果进一步验证了由KAT分析所得到的结论。此外，由图11 b）可知，同一设备柜内2个辅助设备元件加速度放大系数KAI1和KAI2，其中KAI1是上侧设备元件的加速度放大系数。由图11 b）可知，同一设备柜内2个辅助设备元件的KAI变化规律基本一致，且同一设备柜内较高设备元件的KAI1均大于KAI2。

加速度放大系数（Ki）的计算公式见式（2）。

K_i=AiAPGA，（2）

式中：i表示加速度测点位置；Ai为设备对应位置i 的绝对加速度最大值；APGA为设备底部输入绝对加速度峰值；Ki为设备对应位置i处的加速度放大系数。

2.3 位移响应

不同工况下各设备柜中线的峰值位移变化结果见图12，其中D2位移计在工况9损坏，D4位移计在工况8和9损坏。

由图12可知，在所有设备柜中2号设备柜取得了最好的位移控制效果，而1号设备柜的位移最大。

这表明，相较于标准模型，增加底部螺丝数量、加厚钢板、设置拼柜的形式都可以增大设备柜的刚度。其中，增加底部螺丝数量对设备柜刚度影响最显著。设备刚度提高的原因是，螺丝数量和钢板厚度的增加提高了设备柜与底板间的连接程度。其中增加钢板厚度增大了螺丝与钢板间的粘结滑移长度，而增加螺丝数量直接增大了设备与钢板间

的连接面积。因此，增加螺丝数量对于设备刚度的影响要大于增加钢板厚度。此外，侧向拼柜方式使得3个设备柜共同受力，提高了设备柜的平面内抗侧刚度。然而，由于拼柜质量增大，却没有增强底部连接，因此在地震作用下拼柜的刚度小于增加螺丝数量的设备柜的刚度。

各设备柜峰值位移随着地震峰值加速度的增加而不断增加，设备柜的最大位移获得于工况9下的D1设备柜。

3 数值模拟

3.1 数值模型建立

采用ABAQUS数值模拟软件建立试验设备的数值模型。如图13 a）所示，模型底部采用实体单元（C3D8R）建立了设备底座，包含2根钢条与1块钢板。模型内部采用实体单元（C3D8R）建立了3个设备元件。此外，模型中设备骨架均采用梁单元（B31）建立，蒙皮均采用壳单元（S4R）建立。模型中所有材料属性均一致，材料的弹性模量为210 GPa，泊松比为0.3。

如图13 b）所示，设备柜底部骨架梁（设备底梁）与底部钢板（薄钢板）之间采用连接器单元模拟自攻螺丝，连接单元类型为Cartesian，连接器位置和数量与自攻螺丝的实际布置情况一致，模型其余接触部分包括设备各部件之间、底座钢板与薄钢条之间采用“tie”进行绑定连接。本研究自攻螺丝刚度被简化设置，自攻螺丝仅设置竖向刚度，而水平方向被设置为刚性。自攻螺丝竖向行为选择“弹性”并不断改变竖向连接刚度使得数值模型与试验的固有频率接近。除连接器单元外，设备底部与底座钢板之间建立“接触”，定义接触的法向行为为“硬”接触，并允许接触后分离。2根钢条底面中心均建立一个参考点，参考点分别与相应的钢条底面耦合。

有限元模型共建立 2 个分析步：1）“静力通用”（Static， General），在该分析步中为模型施加重力荷载，并对参考点施加固定约束；2）“动力隐式”（Dynamic， Implicit），在该分析步中释放参考点加载方向的自由度，并在该方向施加地震动，所施加的地震动为试验中台面加速度实测加速度数据。

3.2 数值模型验证

以1号设备柜为例，通过调整模型底部自攻螺丝的竖向刚度使得模型与试验设备的基本频率接近。如表3所示，在刚度取值为200 N/mm时，模型的基本频率略高于试验基本频率（3.785 Hz），误差仅为1.6%。因此，底部螺丝的竖向刚度取值为200 N/mm。

图14给出了罕遇地震下加速度时程曲线对比。由图14可知，在AT1位置，试验与模拟的加速度时程曲线大致吻合，加速度误差平均值约为17.5%。由图15可知，固有频率在2.075～9.644 Hz（0.104～0.482 s）范围内，N波和P波下数值模拟模型AT1位置的加速度放大系数变化规律和试验变化规律基本一致，进一步验证了关于设备柜加速度响应受地震波特性影响这一结论。此外，图16绘制了不同高度各测点处的加速度放大系数对比，数值模拟在不同测点得到的加速度峰值略高于试验值。

数值模拟和试验之间存在的误差，分析认为这与所建立模型的接触关系有关。模型中除底部螺丝连接以外位置的螺栓和缝隙，均被设置为绑定，即认为连接处的变形一致。然而，二次设备柜在实际安装过程中的缝隙是不可避免的，因此模型与试验的动力响应存在差别。总体而言，所建立的模型能较好地模拟设备柜在地震作用下的动力响应。

3.3 设备柜应力与位移响应

由于振动台试验很难全面测量设备柜各个部位的应力与位移，通过已验证的数值模型，分析设备柜的应力与位移响应。地震波峰值加速度下设备柜的Mises应力如图17所示。由图17可知，较大的Mises应力多集中于设备柜骨架，而蒙皮部分的应力较小。在设备骨架中，支撑设备元件的内部骨架柱以及与其相连的斜撑表现出较大的Mises应力，其中斜撑端部的应力在整个模型中最大，为79 MPa。

这种应力分布现象出现的原因是模型质量多集中于设备元件，导致设备元件附近的抗侧力构件应力较大。此外，设备柜内部前侧骨架梁的应力大于内部后侧骨架梁，原因是前侧骨架梁之间连接有多道斜撑，前侧骨架梁的抗侧刚度被加强。同时，这也导致斜撑具有较大的应力。根据数值模拟的结果，整个模型在罕遇地震作用下应力偏小，最大应力仅为79 MPa。因此，地震作用下设备柜发生强度破坏的可能性较小，应该更关注加速度响应对设备元件正常工作的影响。

在设备骨架中，通过连接器与底部钢板相连接的后侧骨架梁应力要高于前侧底部骨架梁。同时，根据设备柜底部前后侧骨架梁端部竖向位移（见图18）进行对比。由图18可知，后侧骨架梁的位移要高于前侧骨架梁。出现此现象的原因是，设备元件偏于设备柜后侧布置，模型质量集中于设备柜后侧。尽管前后侧骨架梁与底部钢板的连接刚度相同，但惯性作用下后侧骨架梁的受力要高于前侧骨架梁。

4 数值参数化分析

4.1 参数化分析方案

在已验证的数值模型基础上进行参数化分析，参数化模型输入的地震波为N波（目标峰值加速度为0.4g）。探讨底部螺丝连接的竖向刚度和水平刚度对设备柜动力响应的影响。

原模型底部螺丝连接的竖向刚度为200 N/mm，水平刚度为∞。在改变竖向刚度的参数化模型中，水平刚度取值为∞，螺丝的竖向刚度分别调整为50，100 N/mm和∞。在改变水平刚度的参数化模型中，竖向刚度取值为200 N/mm，螺丝的水平刚度分别调整为50，100和200 N/mm。因此，本研究共对比了包含基准模型在内的7个模型。参数化模型的设计参数见表4和表5。

4.2 竖向刚度变化下加速度响应结果

图19汇总了基准模型和M1—M3模型的加速度时程曲线。由图19可知，基准模型、M1模型、M2模型和M3模型的设备元件峰值加速度分别为0.91g，0.73g，0.95g和0.62g，设备柜顶部峰值加速度分别为1.13g，0.77g，1.15g和0.66g。相较于M3模型，基准模型、M1模型和M2模型的设备元件峰值加速度分别增大了46.8%，17.7%和53.2%，设备柜顶部峰值加速度分别增大了71.2%，16.7%和74.2%。相较于M2和基准模型峰值加速度的增大程度，M1模型的加速度增大程度较小。随着底部竖向连接刚度的增大设备柜峰值加速度先增大后减小。

图20对比了不同竖向刚度模型的峰值加速度放大系数。由图20可知，设备柜顶的峰值加速度均高于设备元件的峰值加速度，这种现象在共振的模型中表现尤为明显。出现此现象的原因是模型中设备元件被完全固接于设备柜内部，同时设备柜顶的高度高于设备元件，设备柜顶峰值加速度值比设备元件峰值加速度平均增大了14.9%。在实际工程中，建议内部设备元件在保证与设备柜骨架稳定连接的前提下尽量降低高度，以保障设备元件的安全性能。

4.3 水平刚度变化下加速度响应结果

图21汇总了基准模型和M4—M6模型的加速度时程曲线。根据图21，基准模型、M4模型、M5模型和M6模型的设备元件峰值加速度分别为0.91g，1.26g，0.98g和0.96g，设备柜顶部峰值加速度分别为1.13g，1.61g，1.46g和1.17g。相较于基准模型，M4—M6模型的设备元件峰值加速度分别增大了38.5%，7.7%和5.5%，设备柜顶部峰值加速度分别增大了42.5%，29.2%和3.5%。因此，底部螺丝水平刚度影响设备元件及设备柜的加速度响应，设备元件及设备柜加速度基本随水平刚度的增大而减小。

图22为不同水平刚度模型的峰值加速度放大系数对比图。由图22可知，在刚度达到200 N/mm后，结构加速度响应基本不变，因此水平刚度对加速度的影响是有限的。此外，除了峰值加速度存在明显差异，时程曲线其余位置的加速度基本相同。地震峰值加速度下，底部螺丝水平刚度变化对结构峰值加速度响应的影响显著，而其他区域的结构峰值加速度基本没有区别。

5 结 语

本研究通过振动台试验研究了设备柜底部连接刚度对二次设备柜动力响应的影响，建立了二次设备柜数值模拟模型，采用ABAQUS软件对振动台试验进行了数值模拟分析，并对底部连接刚度进行了参数化分析，得到如下结论。

1）增加底部连接螺丝数量、预制舱底板厚度和设置拼柜都会增加设备的刚度，从而增加基本频率。增加底部螺丝数量2倍后，设备的基本频率提升最为显著，提升约61.8%。侧向拼接的设备柜在受到单向水平地震作用时，各设备柜可以共同作用，各拼柜的基本频率均为6.04 Hz；试验后各设备柜的基本频率最大下降了17.2%，其中拼柜下降幅度最大，相比于单独设备柜，应加强拼柜的底部连接。

2）设备加速度的变化不仅与连接刚度有关，同时还与地震波的特性有关。

3）地震作用下设备柜发生强度破坏的可能性较小，更应关注加速度响应对设备元件工作性能的影响。

4）随着底部螺丝竖向刚度由50 N/mm增大到∞过程中，设备柜峰值加速度先增大后减小，设备柜顶部峰值加速度增大了16.6%～74.2%；随着设备柜底部螺丝水平连接刚度的增大，加速度不断减小。

综上所述，本研究证明了底部连接刚度显著影响设备柜的动力响应和安全性能。然而，本研究主要针对螺丝强连接形式开展研究，强连接可以满足承载力和变形要求，但也会导致设备柜结构的耗能能力变差，从而使得设备柜在地震作用下耗能能力有限。后续研究可以针对设备柜的高延性和耗能能力的弱连接形式开展研究，进一步提高变电站设备柜抗震性能与韧性。

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责任编辑：王淑霞

基金项目：国网安徽省电力有限公司科技项目（521209220006）;安徽省自然科学基金（2208085ME150）

第一作者简介：程智余（1966—），男，安徽宣城人，高级工程师，硕士，主要从事变电站技术方面的研究。

通信作者：冯玉龙副教授。 E-mail： fylhfut@hfut.edu.cn

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