中国是地震多发国家，大陆地震占全球陆地破坏性地震的1/3，是世界上大陆地震最多的国家。近几年电网建设速度加快，越来越多的变电站(换流站)尤其是特高压站不可避免地要建设于设防烈度高、场地条件弱的抗震不利地区。特高压换流变压器是换流站中的最核心和最关键设备，其一旦损坏，将造成整个变电站或换流站停运，威胁电网安全稳定运行。目前，针对特高压变压器的抗震研究主要偏重于抗震能力考核，缺乏对其地震响应规律、隔震技术及地震易损性等方面的研究。为此，本文以±800kV特高压换流变压器为研究对象，设计制作了1:3特高压换流变模型，针对模型开展了地震模拟振动台试验研究，结合仿真手段，开展了设备的地震响应规律、换流变本体动力放大系数、特高压换流变隔震技术及地震易损性分析等研究，为特高压换流变设备的抗震评估、抗震及隔震设计提供了依据。主要创新性研究及成果如下：
　　1、结合调研和试验，开展了特高压换流变压器设备在地震作用下的薄弱环节和部位研究，分析了套管的破坏模式。针对换流变压器结构中的陶瓷材料类套管和复合材料套管，分别提出了与其对应的破坏模式。
　　2、研究了振动台试验中忽略重力相似比对试验结果的影响，论证了1:3忽略重力模型试验方案的可行性及合理性，通过试验得到了换流变结构的自振特性、抗震性能与地震响应规律。研究结果表明，在水平与竖向组合地震作用下，换流变设备套管的响应总体上大于单水平向地震作用下套管的响应，对于此类型设备的抗震性能评估，应考虑水平与竖向地震的组合。
　　3、通过地震模拟振动台试验，研究了换流变本体应力地震动力放大系数和加速度放大系数分布规律，开展了特高压换流变本体地震动力放大系数定义研究。结合试验和仿真手段，研究了换流变本体对套管的地震动力放大作用，分析了换流变本体刚度对地震动力放大系数的影响，研究了减小换流变本体地震动力放大作用的技术措施。提出了特高压换流变本体地震动力放大系数在2.0~2.3之间的取值要求。
　　4、通过有限元仿真分析，研究了隔震装置性能指标参数对换流变压器地震响应及隔震效率的影响，结合地震模拟振动台试验验证，提出了用于特高压换流变压器的隔震装置参数选型和隔震设计原则，为高烈度地震区换流变设备的隔震设计提供了依据。
　　5、考虑地震动输入的不确定性，建立了特高压换流变结构概率地震需求模型，通过开展不同地震记录下换流变压器的抗震性能分析，得到了设备易损性分析所需的各套管应力，基于概率地震易损性分析理论，计算了换流变设备在不同地震强度下的失效概率，绘制了换流变设备各套管的地震易损性曲线和综合易损性曲线，从概率失效角度评判特高压换流变的抗震性能。
　　本文详细研究了特高压换流变设备的地震响应规律，分析了设备本体对换流变套管的地震动力放大作用，提出了本体地震动力放大系数取值，提出了特高压换流变设备隔震设计原则，建立了换流变设备的地震易损性曲线，从概率失效角度评判了特高压换流变设备的抗震性能。研究结果可有利提升特高压换流变设备的抗震设计水平。