变电站震害原因及抗震措施

变电站震害原因及抗震措施

郑文彦

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663

摘要：本文结合各变电站在地震中受到损坏的情况，分析变电站受损原因，从变电站设备和设计两方面，提出了提高变电站抗震能力的措施，对变电站安全运行具有重要意义。

关键词：电力设施，抗震措施，变电站

引言

随着经济快速发展，全社会用电需求与日俱增，对输、配网的稳定性、安全可靠性提出更高要求。地震作为最有可能造成电力系统遭受严重破坏的情况之一，会使电气设备发生故障或破坏。本文对近年来（2008-2013）国内变电站灾害进行了统计，总结了地震灾害的特点、原因及应对措施，可为电网的规划建设提供参考。

1地震灾害事故统计

1.1建（构）筑物

1.1.1建筑物

变电站内的建筑物主要包括主控通信楼、生产综合楼、配电室、电容器室等，这类建筑在强烈地震中往往表现出较弱的抗震性能，很容易损毁，表1.2列出了国内外几次大地震中变电站建筑物的损毁情况。

1.1.2支架和构架

变电站中的电气设备安装在一定高度的支架上，形成一种“头重脚轻”的支架－设备体系，造成设备支架的抗震可靠性低。位于汶川地震震中（地震烈度11度）的映秀镇220kV开关站，实际遭遇地震动加速度1.6g，远远超出设计地震动加速度0.30g，构架全部倒塌。

表1.1变电站建筑物的损毁情况统计

Tab.1.1Reviewonmalfunctionanddamageofbuildingsintransformersubstation

1.2电力设施

统计汶川地震中电力设施受损情况，在汶川地震中大量变电站遭受了破坏，限于篇幅，这里只列出了烈度Ⅸ度及以上区域的国家电网公司110kV及以上变电站典型震害情况，见表1.2。

表1.2高烈度区110kV及以上变电站震害情况

Table1.2Damageofsubstationof110kVandaboveinhigh-intensityarea

2地震灾害特点及原因分析

根据统计结果可知，地震对变电站的损害主要分为设备类、母线类以及构建物类。其中以设备类受损为主，通过分析得出主要电气设备的震害特点及原因如下：

少油断路器和空气断路器等设备的典型震害表现为支持瓷套折断，且折断处多在根部。高压避雷器中典型震害是安装在底部的元件折断。

高压隔离开关的典型震害是支柱绝缘子折断，折断处一般都在根部金属法兰与瓷件结合部位。

电压互感器和电流互感器其典型震害是从支架上跌落摔坏瓷件，拉断引线。

变压器的震害表现为套管根部的断裂；变压器底座同轨道的焊缝破裂或底座从轨道里脱离出来，如图1.1。变压器的附属设备和地脚螺栓剪断；变压器潜油泵油管的损坏；弧光短路起火，变压器烧毁。

图1.1主变压器掉台

Fig1.1Maintransformerslide

3变电站抗震措施

3.1电气设备的合理选型

电气设备选型时对于地震烈度较高的地区，首先选用设备重心低、顶部重量轻等结构型式的电气设备，其次选用高强度支柱绝缘子和绝缘套管为绝缘支柱的电气设备。

3.2电气设备的正确安装

设备固定一定要牢固可靠，装有减震器和阻尼器的电气设备，安装时不应有倾斜现象。主变压器、电抗器在安装时将变压器、电抗器的滚轨拆除，直接安装在基础上，并与基础预埋件焊接。具有支柱的细长型高压电气设备安装时要尽量降低设备的重心高度，尽量减轻其重量。

3.3提高投入运行的设备的抗震性能

提高投入运行的设备的抗震性能主要从以下几个方面进行：

1）运行单位在设备投入运行前应检查电气设备的抗震措施是否完善，安装是否符合要求，并做好抗震验收记录。

2）设备在运行期间应经常检查已有的抗震措施是否完好，并经常进行维护。

3）当接到地震近期预报、临震预报时，应立即采取紧急措施。

4结论及建议

本文通过对地震灾害的统计，分析了变电站受地震灾害的原因，给出了相关应对措施，具体结论及建议如下：

1强地震灾害一旦发生造成的后果和损失就十分严重，所以对地震灾害的重视和防治不可忽视。

2地震对变电站带来的灾害主要体现在设备类受损，母线类和建构筑物类损害较轻。

3电气设备合理选型、正确安装和提高抗震性能是减小变电站震害受损的有效方式。

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