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    電氣設備抗震分析探討(二)

    2020-12-08

        屋外高壓電氣設備抗震設計屋外高壓電氣設備主要指屋外蔽開式布置的高壓電氣設備,它們通常由基礎、支架、絕緣瓷套管、母線連接處和其他元件組成,均屬于細高形電瓷式設備,存在“頭重腳輕”的問題。而由于瓷屬于脆性材料,抗彎性能差,設備的結構又細又長,且上部質量相對較大,地震時瓷套管根部會承受很大的彎矩,瓷套管因強度不足而發生斷裂。國產設備所標注的抗震水平往往只是設備本身的抗震能力,沒有考慮設備安裝在支架上時,因增加了設備本身的高度而附加了地震力及支架和基礎對地震作用力的放大作用,從而降低了設備的抗彎強度。在采用角鋼支架時,由于其具有一定的阻尼作用,抗震效果比鋼筋混凝土管和鋼管支架的要好。對于支柱式電氣設備的抗震要求、試驗和計算,我國標準雖有要求但不具體,對廠家的抗震要求也未嚴格進行控制。由于規范中的計算公式相對復雜,不太適合于工程設計中應用和復核,所以,很少有設計人員對此進行關注和復核,而生產廠家不管你提出什么樣的抗震要求,在投標書中均予以滿足,在產品生產和交付時仍是原有的產品,無人檢查和復核。在這一點上,特別是對7度以上的地震區域應加強重視、提高意識。從汶川地震對電力設備的破壞來看,國產屋外高壓瓷套設備損壞率明顯高于國外產的損壞率,說明國產設備在抗震性能方面有待進一步提高。

      造成屋外電氣設備損壞的另一個原因,是由設備之間的連接線所造成。當地震發生時,如果兩個設備不同時向同一方向擺動(也很難做到),如果導線拉得過緊,由于導線的拉力作用而將設備拉倒損壞,如果導線拉得過松也會導致大幅擺度增大拉力或造成相間短路。對于在地震力作用下,設備之間的連線需要多長,目前規范沒有規定。設計人員憑自己的認識設計,隨手畫弧線,安裝人員憑經驗安裝。在GB50260-2013電力設施抗震設計規范6.7.2中有余量?!耙矝]有給十分明確的規定。但在IEEE693中就有明確的規定。因此,在沒有國家規定之前,對于7度及以上地震烈度地區,可IEEE693的做法確定設備之間連線的長度。

      由此可見,地震時造成屋外高壓設備損壞的原因是多方面的。一是設備本身的抗震水平;二是連同支架、基礎等附件一起時設備抗震水平的復核計算;三是設計時的布置、安裝方式及拉線松緊等。因此除對設備本身的抗震水平有要求外,在國家規定的設防烈度范圍內,屋外電氣設備的選型和布置宜符合下列要求:對重要的變電站和電站的屋外配電裝置不宜采用半高型、高型或雙層布置,盡量選用重心較低的罐式設備、GIS設備等。

      在采用管形母線布置時,對重要變電站式電廠,電壓為220kV及以上時,盡量不采用支柱式結構,宜采用懸掛式結構。

      對設備制造廠應提出嚴格的要求,不僅是設備本身的抗震水平,同時也應滿足在支架上安裝時的抗震要求,對支架的結構形式也應予以說明,連接螺栓選擇應根據設防地震烈度進行復核。

      設備引下線及連接線不可太緊,也不能太松,以減少地震時引線及連接線擺動對設備端子的拉力,同時,也要防止大幅擺動時造成的相間短路事故發生。建議在無國家規定時,IEEE693中的規定,來確定連接線的長度。

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