中国处于环太平洋地震带和欧亚地震带之间,是一个地震多发国家,历次地震都给变电站带来严重的损害,造成巨大的经济损失,也给救灾和重建工作带来困难。因此,本文开展变电站架构和设备体系抗震性能的研究工作,研究了变电站内主要架构与设备系统的地震响应特征和导线影响规律,建立了架构和设备体系的地震失效判据,建立了导线作用力的计算途径,提出了考虑导线作用的电气设备抗震设计方法。针对变电站内的架构和设备体系中的易损部位,提出了减震技术方案,提高了变电站在地震中的生存能力,具有重要的社会意义和经济效益。本文进行了支柱绝缘子的伪静力试验,研究了支柱绝缘子在动荷载作用下的变形特性。根据试验结果,计算了阻尼比、横向刚度等材料参数。提出了复合悬臂梁模型来描述支柱绝缘子的动力特性,建立了动力平衡方程,并且给出方程内各参数的计算公式和取值方法。进行了220kV变电站支持式管型母线结构常用温度节的伪静力试验,获得了温度节在周期荷载下的动力特征。开展了管母线连接支柱绝缘子的振动台试验,得到了管母线对支柱绝缘子地震响应的影响规律。试验结果显示,与独立状态相比,连接管母线后,支柱绝缘子的加速度峰值和位移峰值减小,但是底部应变增大。同时连接方式也对支柱绝缘子的动力特性有影响,通过温度节与母线连接的绝缘子,其加速度峰值大于固定扣连接的绝缘子,但位移响应比固定连接的绝缘子小。建立了220kV变电站支持式管型母线结构的有限元计算模型,分析了不同地震波作用下结构的抗震性能。计算结果表明,当受到母线轴向方向的地震作用时,绝缘子处于双向受弯或弯扭组合受力状态。提出了采用支柱绝缘子根部应力作为支持式管型母线结构地震失效的判据,明确了不同烈度下支持式管型母线结构的安全性及可能的破坏位置。采用伪静力试验方法,进行了220kV变电站出线间隔体系所用温度节的周期加载试验,获取了温度节的本构关系。研制了弯曲刚度试验装置,获取了不同轴向力作用下软导线的弯曲特性,根据试验结果,计算出软导线的弯曲刚度在1 kN.m2至1.7kN.m2之间。建立了220kV变电站典型出线间隔体系的有限元计算模型,分析了结构在不同烈度地震波作用下的动力响应规律。研究结果表明,断路器的加速度响应和位移响应均超过其他电气设备,并且软导线对断路器的动力响应有放大效应。根据计算结果,提出以断路器绝缘子根部弯矩作为出线间隔体系的失效判据。定义弧垂率表征软导线的松弛程度,通过计算发现增大软导线松弛程度可以减小导线对断路器的作用力。根据计算结果,建议将220kV变电站软导线的弧垂率设置为10%。建立了包含导线作用的电气设备动力平衡方程,提出采用Bouce-wen模型描述导线对电气设备的作用,给出了导线作用力的计算方法。证明了动力平衡方程在增加导线作用后仍然具有振型正交性,对规范中使用的电气设备抗震设计理论—底部剪力法进行了改进,增加了导线的影响因素。进行了多种减震措施的有限元分析,研究了不同减震措施对支持式管型母线结构和出线间隔体系抗震性能的影响规律。为提高变电站构架和设备体系在地震中的安全性,建议支持式管型母线结构使用“卅”型支架,并在支架底部加装隔振支座;将出线间隔中各电气设备支架刚度增大,并在硬母线与设备连接处安装柔性减震装置替换现有温度节。根据有限元分析结果,以上技术方案可以显著提高位于设防烈度9度地区变电站架构设备体系的地震生存能力。