大地震與高壓開關(guān)設(shè)備

地震對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備會(huì)造成巨大破壞，特別是瓷柱斷裂，整個(gè)設(shè)備倒塌，造成電力供應(yīng)中斷。高壓開關(guān)設(shè)備的抗震性因結(jié)構(gòu)不同而不同。高壓開關(guān)中最重要的斷路器的結(jié)構(gòu)可分為兩種：一種為支柱式，另一種為落地罐式。支柱式因?qū)儆诟呶徊贾?，重心高而抗震性差。落地罐式斷路器屬于低位布置，重心低而抗震性好。因此，?duì)多地震地區(qū)，一般使用屬于低位布置的罐式斷路器和氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（GIS）。

日本和美國(guó)為了抗震起見，多發(fā)展罐式斷路器和GIS。而歐洲不是地震易發(fā)區(qū)，人們對(duì)抗震很少考慮，因而歐洲多用支柱式斷路器。高壓開關(guān)制造商也根據(jù)地震情況，提供不同型式的斷路器。如西門子公司在歐洲主要生產(chǎn)瓷柱式斷路器，而美國(guó)的廠商主要生產(chǎn)罐式斷路器，供應(yīng)美國(guó)電力市場(chǎng)。日本幾個(gè)大制造公司均生產(chǎn)罐式斷路器或GIS。特別在電壓等級(jí)高的產(chǎn)品中，均為低位布置的罐式斷路器和GIS產(chǎn)品，因?yàn)殡妷旱燃?jí)越高，瓷柱式斷路器重心更高，遇地震更容易斷裂、倒塌。

關(guān)于瓷柱式和罐式斷路器的抗震性，現(xiàn)舉例說明，拿1976年的唐山大地震來(lái)說：7.8級(jí)的強(qiáng)震，使陡河電廠的主變壓器脫離軌道500mm，220kV支柱式少油斷路器和隔離開關(guān)瓷柱全部斷裂，設(shè)備倒塌，造成供電中斷。但在此地的220kV罐式SF6斷路器卻安然無(wú)恙經(jīng)受住了考驗(yàn)。事后又問日本日立公司訂購(gòu)了6臺(tái)罐式SF6斷路器，更換被損壞的支柱式少油斷路器。再舉一例，1989年10月17日美國(guó)加利福尼亞洲舊金山地區(qū)發(fā)生了7.1級(jí)強(qiáng)震。在這次地震中，蒙特卡羅夫電站裝設(shè)的550kV瓷柱式斷路器全部倒塌損壞，而同時(shí)裝設(shè)的3臺(tái)罐式斷路器都完好無(wú)損。

我國(guó)四川汶川8.0級(jí)特大地震，最大烈度達(dá)到11度，震源深度19km。這次地震的烈度遠(yuǎn)超出電力設(shè)備的設(shè)防烈度7度，造成電力設(shè)備的巨大受損。作為瓷柱式斷路器和隔離開關(guān)，主要是瓷套元件斷裂或裂縫，造成本體倒塌、漏氣或漏油以及操動(dòng)機(jī)構(gòu)故障，調(diào)查證實(shí)，落地式產(chǎn)品如：罐式斷路器、GIS及H-GIS的抗震性相比瓷柱式產(chǎn)品好得多。

瓷柱式產(chǎn)品采用瓷件作為支柱，瓷件是脆性材料，允許的彈性變形很小，抗沖擊性差，對(duì)抗震很不利；由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般采用頭重腳輕的設(shè)計(jì)，整體身高細(xì)長(zhǎng)，僅能在正常情況下及重量垂直分布的情況下處于良好的平衡狀態(tài)；同時(shí)，運(yùn)行的瓷柱式產(chǎn)品的支柱和滅弧瓷瓶都要承受SF6氣體壓力的作用，在地震中，即使微小的破裂都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的漏氣或爆炸。

落地式產(chǎn)品如罐式、GIS和HGIS產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上采用堅(jiān)固的金屬罐體和支撐結(jié)構(gòu)，具有高的抗張強(qiáng)度和韌性，每個(gè)單元對(duì)整體結(jié)構(gòu)都起到一個(gè)支撐作用，產(chǎn)品整體重心低，質(zhì)量分布均勻，對(duì)于出線套管除采用高強(qiáng)瓷外還可以采用硅橡膠復(fù)合套管。

由以上分析可知，對(duì)于地震活動(dòng)頻繁地區(qū)，優(yōu)先選用重心低，頂部重量輕等有利于抗震結(jié)構(gòu)的電氣設(shè)備，如GIS、H-GIS、罐式SF6斷路器等，對(duì)于瓷柱式，產(chǎn)品用于易發(fā)地震地區(qū)，應(yīng)采用高強(qiáng)瓷質(zhì)材料或選用復(fù)合套管，瓷柱式斷路器與底架之間加裝減振墊；設(shè)備支架盡量采用鋼結(jié)構(gòu)等。