箱式变电站抗震结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种箱式变电站抗震结构，包括焊接在土建基础顶部电气埋件上的U型槽钢，U型槽钢开口向上，U型槽钢内对称放置有一对抗震橡胶块，箱式变电站底部的方钢活动插装在位于两抗震橡胶块之间的U型槽钢内，方钢与U型槽钢同中线。本实用新型专利技术将箱式变电站活动插装在开口向上的U型槽钢内，箱式变电站安装简单；发生地震时方钢在U型槽钢内存在较小的位移，方钢与U型槽钢之间的摩擦力可摩擦消能，抗震橡胶块可缓冲消能，空气隙能够增加抗震橡胶块每个齿的变形量，降低地震震能向箱式变电站传递的陡度，吸能周期长，最大限度地减小箱式变电站吸收地震能量的峰值。

Aseismic structure of box type substation

【技术实现步骤摘要】
箱式变电站抗震结构
本技术涉及配变电系统领域，尤其是涉及一种箱式变电站抗震结构。
技术介绍
中国是一个地震频繁的国家，地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广。自20世纪以来，我国共发生6级以上地震近800次，遍布除贵州、江浙两省和香港特别行政区以外所有的省市区。据初步统计，自1900年中国死于地震的人数达55万之多，占全球地震死亡人数的53%；1949年以来，100多次破坏性地震袭击了22个省(自治区、直辖市)，其中涉及东部地区14个省份，造成27万余人丧生，占全国各类灾害死亡人数的54%。地震及其他自然灾害的严重性构成中国的基本国情之一。当地震发生时，地震源产生的震波按传播方式分为三种类型：纵波、横波和面波。纵波是推进波，地壳中传播速度为5.5～7.0km/秒，它使地面发生垂直方向上下振动，破坏性较弱；横波是剪切波，在地壳中的传播速度为3.2～4.0km/秒，它使地面发生水平方向前后、左右抖动，破坏性较强；面波是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波长大、振幅强，只能沿地表传播，是造成地面设施强烈破坏的主要因素。中国自20世纪70年代后期，从法国、德国等国引进了箱式变电站，箱式变电站是将所有电气元件安装在一个防火、防潮、隔热、密闭的移动式钢结构箱体内，是继常规土建变电站后崛起的一种新的变电站。现有箱式变电站由高压单元、变压器单元、低压单元三部分组成，高压单元内安装有高压开关柜、电源进线及电能计量等；变压器单元内安装有干式变压器，目的在于将高电压变成低电压；低压单元安装低压开关柜，主要是满足低压出线。目前，箱式变电站的制造已为成熟技术，能够满足各行各业的工程建设要求。在实际工程应用当中，要想保证箱式变电站稳定可靠运行，提供必要的良好运行环境是不可缺少的。我国复员辽阔，不同区域的环境条件千差万别，北部地区为高寒地区，西部为高海拔、低温地区，南部为高湿、高温地区，沿海地为高盐雾。对此，国家标准《高压/低压预装式变电站》（GB17467—2010）规定的正常使用条件和特殊使用条件中，对高海拔和污秽环境条件做出明显技术要求。但该标准对于地震环境条件的技术规定并不明确。目前市场上销售的箱式变电站的抗震能力取决于制造厂商的抗震技术水平高低，箱式变电站的土建基础抗震水平取决于工程设计人员水平和工程施工单位的施工水平。现有箱式变电站的土建基础与箱式变电站之间为刚性连接，即在土建基础顶部预埋多个电气埋件，然后再在电气埋件上焊接一圈开口向下的U型槽钢，将箱式变电站底部的基础方钢焊接在U型槽钢的顶部。上述刚性连接方式用于地震易发生地区（如我国西部地区），当发生地震时容易出现箱式变电站损坏断电，严重影响震后救灾和震后恢复电力供应，具体原因如下：箱式变电站底部的基础方钢与土建基础采用刚性连接方式，地震能量传导到箱式变电站内部，造成电气元器件开裂、电气连接松动，引起相间短路和相对地短路，进而继电保护动作断电，供电中断。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种抗震效果好的箱式变电站抗震结构。为实现上述目的，本技术采取下述技术方案：本技术所述的箱式变电站抗震结构，包括焊接在土建基础顶部电气埋件上的U型槽钢，所述U型槽钢开口向上，U型槽钢内竖向对称放置有一对呈“山”字形结构的抗震橡胶块，箱式变电站底部的方钢活动插装在位于两所述抗震橡胶块之间的U型槽钢内，所述方钢与U型槽钢同中线；两所述抗震橡胶块均为竖向放置的，每个抗震橡胶块的三个齿均指向方钢并与其围成空气隙。所述方钢为空心结构，方钢表面镀锌。本技术改变了传统箱式变电站与土建基础的刚性连接方式，将箱式变电站活动插装在开口向上的U型槽钢内，箱式变电站安装简单；发生地震时方钢在U型槽钢内存在较小的位移，方钢与U型槽钢之间的摩擦力可摩擦消能，抗震橡胶块可缓冲消能，抗震橡胶块与方钢之间的空气隙能够增加抗震橡胶块每个齿的变形量，降低地震震能向箱式变电站传递的陡度，吸能周期长，最大限度地减小吸收地震能量峰值，避免因刚性连接而引起的箱式变电站倾斜、倾倒和变形等现象，能够减少地震传递给箱式变电站的能量，可使箱式变电站的运行环境能够减少2～3个震级，抗震效果好；对于6级以上的大地震，抗震效果更加显著。具体地，当地震横波波峰传来时，地震震能最大，利用方钢与U型槽钢的摩擦力和抗震橡胶块的缓冲作用共同吸能；当地震尾波传来时，地震能量较小，利用抗震橡胶块的大变形缓冲消能，最大限度地阻止地震能量传递给箱式变电站，抗震效果好。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术与土建基础的安装位置图。图3是图2中B-B向的剖视结构示意图。图4是图2中C-C向的剖视结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术所述的箱式变电站抗震结构，包括焊接在土建基础顶部电气埋件1上、开口向上的U型槽钢2（型号为25#镀锌槽钢），U型槽钢2水平方向的平整度为0.3%，U型槽钢2内竖向对称放置有一对呈“山”字形结构的抗震橡胶块3，箱式变电站4底部的方钢4.1（方钢为镀锌空心钢管，尺寸为150mm×80mm）活动插装在位于两抗震橡胶块3之间的U型槽钢2内，方钢4.1与U型槽钢2同中线，每个抗震橡胶块3的三个齿均指向方钢4.1并与其围成空气隙，增加抗震橡胶块每个齿的变形量，增加缓冲吸能量。由于方钢4.1与U型槽钢2为活动连接，使得方钢4.1在地震震能的作用下存在较小的位移，完全避免因刚性连接而引起箱式变电站4倾斜、倾倒和变形；当遇到地震时，方钢4.1与U型槽钢2可摩擦消能，抗震橡胶块3的高黏弹性使其产生大变形缓冲，可缓冲消能，降低地震震能向箱式变电站传递的陡度，吸能周期长，最大限度地减小箱式变电站吸收地震能量的峰值，减少传递给箱式变电站4的地震能量。实际施工时，土建基础采用如图2-4所示的箱体结构：土建基础包括浇筑在箱式变电站基坑坑底四周的条形基础6（条形基础由C30钢筋混凝土浇筑而成），条形基础6下部为矩形结构而其上部为上窄下宽的梯形结构，条形基础6底面宽度为1100mm、厚度为270mm，保证条形基础6与箱式变电站基坑有足够的接触面积，充当抗震地基基础的“大脚”，当地震波传来时能够呈现出完整的整体结构，稳定性好；在由条形基础6围成的矩形凹槽内铺设基础底板，基础底板包括自下而上依次铺设在箱式变电站基坑坑底的碎石垫层7.1（厚度为80mm）、混凝土层7.2（厚度为80mm的C15混凝土）和防水层7.3（厚度为20mm），防水层7.3由水泥砂浆和防水剂（防水剂可以是防水粉）按照1:2的比例配制而成，碎石垫层7.1具有摩擦吸能的作用，混凝土层7.2保证基础底板的结构强度，防水层7.3保证防水性能；在条形基础6上表面用红砖和砂浆砌筑厚度为240mm的挡墙8，在砌筑时保证挡墙8的竖中线与条形基础6的竖中线重合，挡墙8的砌筑高度为地下部分1000mm，地上部分700mm；与钢筋混凝土相比，挡墙8具有一定的柔性，即为土建基础的“柔腿”，能够吸收由条形基础6传递过来的部分地震能量，具有消能作用；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种箱式变电站抗震结构，包括焊接在土建基础顶部电气埋件（1）上的U型槽钢（2），其特征在于：所述U型槽钢（2）开口向上，U型槽钢（2）内竖向对称放置有一对呈“山”字形结构的抗震橡胶块（3），箱式变电站（4）底部的方钢（4.1）活动插装在位于两所述抗震橡胶块（3）之间的U型槽钢（2）内，所述方钢（4.1）与U型槽钢（2）同中线，每个所述抗震橡胶块（3）的三个齿均指向方钢（4.1）并与其围成空气隙（5）。/n

【技术特征摘要】
1.一种箱式变电站抗震结构，包括焊接在土建基础顶部电气埋件（1）上的U型槽钢（2），其特征在于：所述U型槽钢（2）开口向上，U型槽钢（2）内竖向对称放置有一对呈“山”字形结构的抗震橡胶块（3），箱式变电站（4）底部的方钢（4.1）活动插装在位于两所述抗震橡胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚辉，吴振宇，闫新，王春磊，李胜兵，王琳琳，吴思宇，王爱萍，巩晖，潘爱萍，王卓然，王浩，张建明，杨晓龙，闫观清，
申请(专利权)人：河南省水利勘测设计研究有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41