变电站结构设计中的安全性及耐久性分析

孔德昊

[摘    要 ]为了维护变电站建设运行安全性，必须全面提升变电站结构设计耐久性、安全性，减少不良影响，提高变电站结构稳定性。变电站工程建设期间，结构设计安全性影响比较多，因此必须做好试验与计算，优化安全设计，提出科学化安全防护措施，以此维护变电站运行效益。

[关键词]变电站;结构设计;安全性;耐久性

[中图分类号]TM63;TU311.2 [文献标志码]A [文章编号]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

在電力传输系统中，变电站属于重要枢纽，能够维护用电安全。变电站长期处于运行状态，因此必须保证稳定性、耐久性，确保变电站物资合理分配，实现长久稳定发展运行目标。在变电站结构设计中，安全性、耐久性属于核心理念，设计人员必须基于多角度分析，制定科学化设计方案，以此确保变电站结构设计效益。

1 变电站结构安全性与耐久性

1.1 结构安全性分析

（1）维护结构安全性，可以避免倒塌事故，属于结构工程重要内容。结构承载能力安全性主要表现在荷载标准值、荷载分项系数、材料强度分项系数方面，在标准荷载作用下，可以体现出安全系数。注重建筑物地基基础结构，高效处理工程不均匀地基、软土地基。在开挖复杂、软弱地基之前，应当注重软弱部位加固与换填处理，制定标准化处理方案，确保基础型式选择合理性，全面满足承载力需求，避免出现不均匀沉降，同时控制结构裂缝。主变压器不仅可以校核轨距细部，还需要校核主变基础、油坑基础承载力。图1为主变压器结构，设备支架、进出线构架，注重地基承载力校核，同时分析构件拉力、杆件相互作用，防止拉线张力比较大，致使构件裂缝，影响构件使用寿命。

（2）结构牢固性。结构整体牢固性，是产生局部破坏影响后，也不会引发倒塌事故。结构牢固性，对结构延性、冗余度依赖较强，有助于降低灾害影响。在变电站结构中，土建工程牢固性多会受到自然灾害、人为失误等影响，建筑物不会破坏倒塌，经过简单修护之后，可以恢复正常运行。一般来说，将变形缝设置在建筑物局部，可以加大安全防护力度，同时设置防护线。在设备支架底部、基础连接部位，设置垫片、防振螺丝等构件，可以维护建筑物牢固性，以免产生倒塌事故。

1.2 变电站结构耐久性

变电站结构耐久性、结构设计稳定性的关系密切，同时会受到结构施工材料、质量安全影响。开展地下室施工时，必须确保混凝土材料具备防渗效果，钢筋保护层厚度达标，钢结构防腐涂层达标。通过上述分析可知，变电站结构设计耐久性，可以直接影响结构运营寿命。当结构混凝土产生裂缝、质量隐患时，在设计结构期间，必须全面分析建设地区环境。当变电站结构环境较差时，必须加大防护力度。如拌和混凝土材料时，必须按照标准配合比拌和，注重混凝土原材料质量管控。浇筑混凝土之后，加大养护处理力度。如果变电站处于盐渍土地区、沿海地区，必须充分考察环境，加大防腐设计力度。

2 变电站结构设计安全性、耐久性影响因素

通过分析变电站结构耐久性、安全性条件，可以掌握相关影响因素，主要表现在地理环境、混凝土保护层、钢筋混凝土强度等级、碱含量、氯离子含量等方面。

2.1 周边环境因素

变电站结构设计期间，必须按照工程地理环境，考虑耐久性与安全性指标。在结构设计中，设计人员没有意识到地理环境影响。在不同地理环境下，需要应用不同设计方式。当环境效益较差时，必须通过科学防护措施，以免影响环境结构耐久性与安全性;当项目处于寒冷地区，遵循标准设计要求，充分考虑到气候影响，以免损害输电线路运行效益。部分设计人员开展设计时，过度关注工程材料影响问题，不注重环境因素，致使结构设计的环境威胁比较大。在变电站结构设计中，设计人员深入实地考察，对环境因素所致不良影响予以控制，以此保证变电站运行耐久性与安全性。

2.2 混凝土质量与结构影响

外部环境对结构影响非常大，然而内部因素影响也比较明显。工程材料性能与质量，对结构设计影响较大。在现代建筑工程中，混凝土属于重要原材料。所以，混凝土耐久性、质量安全，对变电站结构安全性影响非常大。①混凝土质量属于变电站质量影响因子，科学管控混凝土材料质量，可以保障变电站结构质量。材料类型比较多，且不同材料硬度指标差异大，因此对混凝土质量提出不同要求。在检查混凝土时，既要注重强度检测，还需要关注骨料硬度、水泥粗细度检测。②选择质量过关混凝土原材料，科学控制水灰比、外加剂配置合理性。当二者配比不当时，将无法满足工程要求，对混凝土结构稳定性影响非常大，还会危害工程耐久性与安全性。

2.3 结构检测影响

分析变电站内外因素，同时分析定期结构检测因素。结构检测对耐久性、安全性影响非常大。通过检测工作，可以掌握变电站系统安全隐患，以此维护变电站安全性。然而，变电站设计期间，过度关注工程建设，不注重后期检测与维护。在前期设计中，并未纳入检测内容，也没有检测变电站内部结构，致使变电站结构设计不合理，对建筑工程耐久性、安全性影响较大。

3 加强变电站结构耐久性与安全性的措施

3.1 提升结构安全性、耐久性措施

为了加强结构安全性与耐久性，设计人员必须基于全局角度出发，维护结构设计安全性与合理性，同时预留安全储备。在变电站建筑结构设计期间，必须采用计算方式，控制裂缝宽度，以此处理钢筋腐蚀问题。注重现场环境、结构设计风险分析，优化安全设计，同时做好定期检测与维修。

3.2 理清结构设计思路

设计人员开展变电站结构设计时，必须基于范围大小、方位、水文地质等因素，做好全方位考虑分析。①变电站结构设计期间，注重总平面布设、选址分析，规避不良场地，减少场地平整工程量。图2为变电站总布局图。②在设计变电站建筑物时，必须认真分析建筑结构设计要点，重点说明工程施工注意部位。③为了确保施工建设进度与质量安全，通过质量保障措施，科学选择技术工艺，提升变电站结构安全性、耐久性。

3.3 制定科学化结构检测方案

变电站工程竣工后，必须定期检测变电站安全性、耐久性，在结构设计期间，规定检测要求与技术方法，按照结构施工情况，优化调整结构检测方案。①按照国家标准规定，定期检测变电站耐久性、安全性。②按照工程施工进度，合理检测项目模块，将结构检测方案作为参考依据，检测阶段性结构。③按照设计要求，实地考察结构相关数据，如建筑结构、宽度、坡度等。

3.4 深度考虑结构荷载

①风压、自重、温度、电气设备所致荷载。②部分混凝土结构过度追求低成本化，导致混凝土使用量计算不准确，对变电站结构安全影响非常大，还会导致钢筋配置不足。当受到地震作用影响后，极易发生混凝土结构开裂。③遵循标准化规范开展设计，参考建筑结构设计施工经验，总结归纳变电站结构设计理论，并且将其应用到具体设计中。变电站结构设计，应当落实设计标准、安全系数要求。

3.5 优化施工图设计

在变电站结构施工图设计中，详细标注混凝土结构特点、施工要求，掌握工程设计寿命要求。针对施工企业提出的技术要求，必须落实到设计图纸上，以此维护结构设计质量与效益。

4 结束语

综上所述，变电站结构设计中，必须高度重视安全性、耐久性问题，将其作为工程后期建设标准。变电站结构设计工作，对于设计人员的专业性要求比较高，既要分析结构设计耐久性、安全性，还需要采取科学化防护措施，以此维护变电站结构安全效果。深入分析国家相关设计标准，应用可靠性理论，联合结构耐久性内容，加强变电站结构设计效果，同时分析工程失效的不良影响，满足变电站结构设计要求。

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