變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的安全性及耐久性分析

孔德昊

[摘 ? ?要 ]為了維護(hù)變電站建設(shè)運(yùn)行安全性，必須全面提升變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性、安全性，減少不良影響，提高變電站結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。變電站工程建設(shè)期間，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性影響比較多，因此必須做好試驗(yàn)與計(jì)算，優(yōu)化安全設(shè)計(jì)，提出科學(xué)化安全防護(hù)措施，以此維護(hù)變電站運(yùn)行效益。

[關(guān)鍵詞]變電站;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);安全性;耐久性

[中圖分類(lèi)號(hào)]TM63;TU311.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）06–00–02

[Abstract]In order to maintain the safety of substation construction and operation， it is necessary to comprehensively improve the durability and safety of the substation structure design， reduce the adverse effects caused by the structure， and maintain the stability of the substation structure. During the construction of the substation project， the structural design has a lot of influence on the safety， so it is necessary to do tests and calculations， optimize the safety design， and propose scientific safety protection measures to maintain the operational benefits of the substation.

[Keywords]substation; structural design; safety; durability

在電力傳輸系統(tǒng)中，變電站屬于重要樞紐，能夠維護(hù)用電安全。變電站長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，因此必須保證穩(wěn)定性、耐久性，確保變電站物資合理分配，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展運(yùn)行目標(biāo)。在變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，安全性、耐久性屬于核心理念，設(shè)計(jì)人員必須基于多角度分析，制定科學(xué)化設(shè)計(jì)方案，以此確保變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效益。

1 變電站結(jié)構(gòu)安全性與耐久性

1.1 結(jié)構(gòu)安全性分析

（1）維護(hù)結(jié)構(gòu)安全性，可以避免倒塌事故，屬于結(jié)構(gòu)工程重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)承載能力安全性主要表現(xiàn)在荷載標(biāo)準(zhǔn)值、荷載分項(xiàng)系數(shù)、材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)方面，在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，可以體現(xiàn)出安全系數(shù)。注重建筑物地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，高效處理工程不均勻地基、軟土地基。在開(kāi)挖復(fù)雜、軟弱地基之前，應(yīng)當(dāng)注重軟弱部位加固與換填處理，制定標(biāo)準(zhǔn)化處理方案，確保基礎(chǔ)型式選擇合理性，全面滿(mǎn)足承載力需求，避免出現(xiàn)不均勻沉降，同時(shí)控制結(jié)構(gòu)裂縫。主變壓器不僅可以校核軌距細(xì)部，還需要校核主變基礎(chǔ)、油坑基礎(chǔ)承載力。圖1為主變壓器結(jié)構(gòu)，設(shè)備支架、進(jìn)出線(xiàn)構(gòu)架，注重地基承載力校核，同時(shí)分析構(gòu)件拉力、桿件相互作用，防止拉線(xiàn)張力比較大，致使構(gòu)件裂縫，影響構(gòu)件使用壽命。

（2）結(jié)構(gòu)牢固性。結(jié)構(gòu)整體牢固性，是產(chǎn)生局部破壞影響后，也不會(huì)引發(fā)倒塌事故。結(jié)構(gòu)牢固性，對(duì)結(jié)構(gòu)延性、冗余度依賴(lài)較強(qiáng)，有助于降低災(zāi)害影響。在變電站結(jié)構(gòu)中，土建工程牢固性多會(huì)受到自然災(zāi)害、人為失誤等影響，建筑物不會(huì)破壞倒塌，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修護(hù)之后，可以恢復(fù)正常運(yùn)行。一般來(lái)說(shuō)，將變形縫設(shè)置在建筑物局部，可以加大安全防護(hù)力度，同時(shí)設(shè)置防護(hù)線(xiàn)。在設(shè)備支架底部、基礎(chǔ)連接部位，設(shè)置墊片、防振螺絲等構(gòu)件，可以維護(hù)建筑物牢固性，以免產(chǎn)生倒塌事故。

1.2 變電站結(jié)構(gòu)耐久性

變電站結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性的關(guān)系密切，同時(shí)會(huì)受到結(jié)構(gòu)施工材料、質(zhì)量安全影響。開(kāi)展地下室施工時(shí)，必須確?；炷敛牧暇邆浞罎B效果，鋼筋保護(hù)層厚度達(dá)標(biāo)，鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層達(dá)標(biāo)。通過(guò)上述分析可知，變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性，可以直接影響結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)壽命。當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土產(chǎn)生裂縫、質(zhì)量隱患時(shí)，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)期間，必須全面分析建設(shè)地區(qū)環(huán)境。當(dāng)變電站結(jié)構(gòu)環(huán)境較差時(shí)，必須加大防護(hù)力度。如拌和混凝土材料時(shí)，必須按照標(biāo)準(zhǔn)配合比拌和，注重混凝土原材料質(zhì)量管控。澆筑混凝土之后，加大養(yǎng)護(hù)處理力度。如果變電站處于鹽漬土地區(qū)、沿海地區(qū)，必須充分考察環(huán)境，加大防腐設(shè)計(jì)力度。

2 變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性、耐久性影響因素

通過(guò)分析變電站結(jié)構(gòu)耐久性、安全性條件，可以掌握相關(guān)影響因素，主要表現(xiàn)在地理環(huán)境、混凝土保護(hù)層、鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)、堿含量、氯離子含量等方面。

2.1 周邊環(huán)境因素

變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，必須按照工程地理環(huán)境，考慮耐久性與安全性指標(biāo)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有意識(shí)到地理環(huán)境影響。在不同地理環(huán)境下，需要應(yīng)用不同設(shè)計(jì)方式。當(dāng)環(huán)境效益較差時(shí)，必須通過(guò)科學(xué)防護(hù)措施，以免影響環(huán)境結(jié)構(gòu)耐久性與安全性;當(dāng)項(xiàng)目處于寒冷地區(qū)，遵循標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求，充分考慮到氣候影響，以免損害輸電線(xiàn)路運(yùn)行效益。部分設(shè)計(jì)人員開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)，過(guò)度關(guān)注工程材料影響問(wèn)題，不注重環(huán)境因素，致使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的環(huán)境威脅比較大。在變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員深入實(shí)地考察，對(duì)環(huán)境因素所致不良影響予以控制，以此保證變電站運(yùn)行耐久性與安全性。

2.2 混凝土質(zhì)量與結(jié)構(gòu)影響

外部環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)影響非常大，然而內(nèi)部因素影響也比較明顯。工程材料性能與質(zhì)量，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響較大。在現(xiàn)代建筑工程中，混凝土屬于重要原材料。所以，混凝土耐久性、質(zhì)量安全，對(duì)變電站結(jié)構(gòu)安全性影響非常大。①混凝土質(zhì)量屬于變電站質(zhì)量影響因子，科學(xué)管控混凝土材料質(zhì)量，可以保障變電站結(jié)構(gòu)質(zhì)量。材料類(lèi)型比較多，且不同材料硬度指標(biāo)差異大，因此對(duì)混凝土質(zhì)量提出不同要求。在檢查混凝土?xí)r，既要注重強(qiáng)度檢測(cè)，還需要關(guān)注骨料硬度、水泥粗細(xì)度檢測(cè)。②選擇質(zhì)量過(guò)關(guān)混凝土原材料，科學(xué)控制水灰比、外加劑配置合理性。當(dāng)二者配比不當(dāng)時(shí)，將無(wú)法滿(mǎn)足工程要求，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性影響非常大，還會(huì)危害工程耐久性與安全性。

2.3 結(jié)構(gòu)檢測(cè)影響

分析變電站內(nèi)外因素，同時(shí)分析定期結(jié)構(gòu)檢測(cè)因素。結(jié)構(gòu)檢測(cè)對(duì)耐久性、安全性影響非常大。通過(guò)檢測(cè)工作，可以掌握變電站系統(tǒng)安全隱患，以此維護(hù)變電站安全性。然而，變電站設(shè)計(jì)期間，過(guò)度關(guān)注工程建設(shè)，不注重后期檢測(cè)與維護(hù)。在前期設(shè)計(jì)中，并未納入檢測(cè)內(nèi)容，也沒(méi)有檢測(cè)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)，致使變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，對(duì)建筑工程耐久性、安全性影響較大。

3 加強(qiáng)變電站結(jié)構(gòu)耐久性與安全性的措施

3.1 提升結(jié)構(gòu)安全性、耐久性措施

為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全性與耐久性，設(shè)計(jì)人員必須基于全局角度出發(fā)，維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全性與合理性，同時(shí)預(yù)留安全儲(chǔ)備。在變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，必須采用計(jì)算方式，控制裂縫寬度，以此處理鋼筋腐蝕問(wèn)題。注重現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析，優(yōu)化安全設(shè)計(jì)，同時(shí)做好定期檢測(cè)與維修。

3.2 理清結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)人員開(kāi)展變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須基于范圍大小、方位、水文地質(zhì)等因素，做好全方位考慮分析。①變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，注重總平面布設(shè)、選址分析，規(guī)避不良場(chǎng)地，減少場(chǎng)地平整工程量。圖2為變電站總布局圖。②在設(shè)計(jì)變電站建筑物時(shí)，必須認(rèn)真分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，重點(diǎn)說(shuō)明工程施工注意部位。③為了確保施工建設(shè)進(jìn)度與質(zhì)量安全，通過(guò)質(zhì)量保障措施，科學(xué)選擇技術(shù)工藝，提升變電站結(jié)構(gòu)安全性、耐久性。

3.3 制定科學(xué)化結(jié)構(gòu)檢測(cè)方案

變電站工程竣工后，必須定期檢測(cè)變電站安全性、耐久性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，規(guī)定檢測(cè)要求與技術(shù)方法，按照結(jié)構(gòu)施工情況，優(yōu)化調(diào)整結(jié)構(gòu)檢測(cè)方案。①按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，定期檢測(cè)變電站耐久性、安全性。②按照工程施工進(jìn)度，合理檢測(cè)項(xiàng)目模塊，將結(jié)構(gòu)檢測(cè)方案作為參考依據(jù)，檢測(cè)階段性結(jié)構(gòu)。③按照設(shè)計(jì)要求，實(shí)地考察結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)，如建筑結(jié)構(gòu)、寬度、坡度等。

3.4 深度考慮結(jié)構(gòu)荷載

①風(fēng)壓、自重、溫度、電氣設(shè)備所致荷載。②部分混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)度追求低成本化，導(dǎo)致混凝土使用量計(jì)算不準(zhǔn)確，對(duì)變電站結(jié)構(gòu)安全影響非常大，還會(huì)導(dǎo)致鋼筋配置不足。當(dāng)受到地震作用影響后，極易發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。③遵循標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范開(kāi)展設(shè)計(jì)，參考建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，并且將其應(yīng)用到具體設(shè)計(jì)中。變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)落實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、安全系數(shù)要求。

3.5 優(yōu)化施工圖設(shè)計(jì)

在變電站結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中，詳細(xì)標(biāo)注混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工要求，掌握工程設(shè)計(jì)壽命要求。針對(duì)施工企業(yè)提出的技術(shù)要求，必須落實(shí)到設(shè)計(jì)圖紙上，以此維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量與效益。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須高度重視安全性、耐久性問(wèn)題，將其作為工程后期建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，對(duì)于設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)性要求比較高，既要分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性、安全性，還需要采取科學(xué)化防護(hù)措施，以此維護(hù)變電站結(jié)構(gòu)安全效果。深入分析國(guó)家相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用可靠性理論，聯(lián)合結(jié)構(gòu)耐久性?xún)?nèi)容，加強(qiáng)變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果，同時(shí)分析工程失效的不良影響，滿(mǎn)足變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

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