变电站结构设计范文

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Abstract: based on the substation structure design through in practice and experience, according to the structural design of the proposed relevant design key points, and carry on the discussion, as to provide a reference for similar projects.

Keywords: substation; Structure design; Structure system; Internal force analysis

中图分类号：TU318文献标识码：A文章编号：

1． 引言

变电站结构设计不但要遵循国家规定的技术经济政策，同时结构设计时应重点做到安全适用，尽可能采取先进的技术，在确保结构质量的前提下应经济合理。对于变电站的结构设计来说，设计时应当重点满足强度、稳定、变形、抗裂及抗震等要求，并在总结实践经验和科学试验的基础上，积极慎重地推广国内外先进技术，因地制宜地采用成熟的新结构和新材料。

2． 变电站结构体系考虑

对于变电站结构设计，应根据建筑的重要性、安全等级以及抗震设防烈度等而采用合理的结构体系。通过工程实践表明，对于变电站结构的梁及柱宜采用现浇钢筋混凝土结构，对预留孔较多的部位或防水要求较高的屋面、楼面宜采用现浇钢筋混凝土板。同时，变电站建筑物在经济合理和非强侵蚀介质环境的情况下，可采用轻型钢结构，如热轧轻型型钢、轻型焊接和高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢以及薄钢板、薄壁钢管等作为主要受力构件的结构，并在构件设计上并应优先采用定型的和标准化的构件以及标准化的节点型式，以及优先采用与轻型钢结构相适应或配套的建筑材料。对于变电站结构的屋面大梁宜采用钢筋混凝土结构或钢-混凝土组合结构，受施工限制且跨度超过15m时也可采用钢屋架，对于跨度超过18m时也可采用网架结构。

3． 变电站结构设计荷载取值技巧

变电站建、构筑物应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。500kV变电站的主要结构(如主控制楼、500kV配电装置结构)宜采用一级，其余结构宜采用二级。对于变电站中的屋外变电构架的关于导线荷载及设备自重的取值问题。导线荷载应由工艺专业提供，应考虑最低温、最大风、最大覆冰和安装检修工况条件下导线悬挂点所产生的水平张力、垂直荷重和侧向风压的标准值，导线的偏角，弛度和荷载因子D值。

4． 变电站结构设计技巧

对于变电站的构件技及其材料的选择应满足使用年限要求，并应考虑材料供应，构件加工制作以及施工安装的具体条件，力求结构合理、构造简单，合理统一构件的尺寸和规格，便于工厂化制作和机械化施工。同时对于变电站中的最低设计使用年限25年的屋外配电装置构架、支架，可根据地区的工程经验采用钢筋混凝土环形杆结构。对于最低设计使用年限为50年的屋外配电装置构架、支架宜采用镀锌钢结构或钢管混凝土结构，横梁宜采用钢结构。

（1）紧凑型的屋外构架结构可采用局部联合布置方案或全联合布置方案，构架结构布置满足联合受力的同时，应尽量减少或消除温度应力的影响。变电构架柱一般宜优先采用人字柱结构或空间桁架结构；但根据工程具体情况，在满足运行、安装和检修条件下，也可采用单杆或单杆打拉线(条) 结构。而对于组成构架柱的结构杆件应尽量减少弯矩效应，当杆件承受较大弯矩时宜采用空间桁架结构。

（2）针对变电站建筑中的屋外配电装置构架，设备支架等露天结构，必须根据大气腐蚀介质，采取有效的防腐措施。对通常环境条件的钢结构宜采用热镀锌或喷锌防腐。通过结合工程实践经验，笔者认为对于人字柱的根开与柱高之比，不宜小于1/7。打拉线构架平面内柱脚根开与柱高(地面至拉线点的高度) 之比，不宜小于1/5。构架梁的高跨比(高度与跨度之比) ：格构式钢梁不宜小于1/25；钢筋混凝土梁不宜小于1/20；单钢管梁直径与跨度之比不宜小于1/40，单钢管联系梁直径与跨度之比不宜小于1/50，采用单钢管梁时应注意采取预防微风振动的措施。

同时对于构架设计应设有便利维护检修人员上下的设施。对半高型和高型布置的构架应合理设置必要的维护检修和运行操作的通道。高型及半高型屋外配电装置构架供人员上下的扶梯宽度不应小于0.60m，双侧扶手的扶梯及水平通道宽度不应小于0.80m；扶手栏杆高度不宜小于1.10 m。隔离开关操作平台的宽度应比设备尺寸大1.0m(每边加0.5m) ，同时应设置防止坠物的护沿，护沿高度不宜小于0.05m。供维护检修人员上下的直爬梯的设置应满足带电检修的上人条件，梯宽不宜小于0.30m。半高型及高型配电装置的平台，走道、扶梯及牛腿宜采用钢筋混凝土结构，当采用钢平台、钢梁及钢牛腿时，应考虑其防腐及维护的方便。

（3）另外，对于变电站中当建筑物长度大于55m时，宜设置后浇带。后浇带可每隔40m～55m设置一道，应设在对结构受力影响较小的部位，宽度为800mm～1000mm，钢筋宜贯通不切断，宜在后浇带两边配置适量的加强钢筋。在后浇带区段中间，可设置一道膨胀混凝土加强带。同时变电站结构所采用的后浇带应通过建筑物的整个横断面，分开全部墙、梁和楼板。后浇带的混凝土应在主体结构浇筑28d～60d后进行，浇筑时宜用微膨胀混凝土。

（4）对于变电站结构中的钢筋混凝土屋盖的温度变形及砌体干缩变形引起的顶层墙体的水平裂缝及各层墙体的八字裂缝，可根据具体情况采取下列措施：屋盖上设隔热板或其他保温隔热措施；减少屋盖温度变形对墙体产生推力的各种措施；减少墙体干缩变形的各种措施。

（5）对设有钢筋混凝土圈梁的带壁柱或钢筋混凝土构造柱的墙体，在柱的间距小于或等于30倍圈梁宽度且圈梁高度不小于120mm时，圈梁可视作不动铰支座来校验柱间墙体的高厚比。同时对于结构设计的承重墙，当梁跨度大于4.8m(对砖砌体)或4.2m(对砌块和料石砌体)时，梁的支承面下应设置混凝土或钢筋混凝土垫块，遇圈梁时垫块与圈梁宜浇成整体；当梁长大于或等于6m(对砖砌体)或4.8m(对砌块和料石砌体)且墙体厚度等于240mm时，其支承处宜加设壁柱或采用其他加强措施；当梁为预制结构且跨度大于或等于9m(对砖砌体)或7.2m(对砌块和料石砌体)时，其支承处应加构造柱，其端部应采取锚固措施，并应与柱或垫块锚固连接。

5． 变电站结构计算简图及其内力分析

对于变电站结构的计算简图的假定应符合结构的实际构造和受力情况。对空间杆系、多层构架的内力分析宜采用三维结构计算模型进行内力分析，也可简化为平面杆系。采用全联合构架结构计算模型进行内力分析时，应考虑构架联系梁轴向刚度的影响。对于由钢筋混凝土环形杆或钢管混凝土构件组成的人字柱，在主要承受水平力作用时，可按拉压杆不等刚度的刚架进行内力分析(刚度比可取1：2) ，也可按等刚度进行分析。在进行结构的内力分析以及变形验算时，其抗弯刚度可近似地按下列规定选用：对格构式钢结构，可按实腹式构件的刚度乘以下列的修正系数，对焊接结构取0.90，对螺栓结构取0.80。对钢筋混凝土环形截面构件在混凝土出裂前EI＝0.425(1+αEρ)AEcrs2，混凝土出裂后EI＝0.3(1+αEρ)AEcrs2。

另外，对于变电站中的构架在正常使用状态下的变形限值，不宜超过表1所规定的数值。正常使用状态可取安装工况(10m／s风，无冰及相应的环境温度) 条件作为变形验算的荷载条件。在正常使用极限状态(最大风，复冰) 条件下的变形限值，不应超过表1所规定数值的2倍。

表1构架的允许挠度值

注：表中L－梁跨度，H¬－构架柱计算点高度。

6． 结语

文章通过结合笔者从电站结构设计实践经验，对变电站的结构体系、荷载选取、构件设计等问题进行了深入探讨，提出了相应的设计技巧，以有效地满足变电站结构强度、稳定、变形、抗裂及抗震等要求。

参考文献：

[1] 张衡、周俊. 浅谈变电站框架结构设计[J].科技资讯，2002，(03)：35～39.

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中图分类号：TM77 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0056-01

变电站继电保护对户外柜的机械刚度和强度都有很高要求，机柜必须要能够承载一定的电气应力以及机械应力的材料构成，并且要使这些材料能够在恶劣环境下保持完整，不受环境影响。因此，外柜机的机柜表面应该涂抹上防腐材料，做好防腐保护工作，确保机械结构设计合理，方便操作，使用安全并且便于机械维修。

1 变电站继电保护户外柜的基本结构及其材料准备

1.1 变电站继电保护户外柜的结构

变电站继电保护户外柜的结构不止一种形式，它可以分为双层密封柜与单层密封柜，装配方式也有两种，分别是组装式、全焊式。单层密封柜在结构设计上具有很多优势，例如它的设计比较简单，并且制作成本低等，不过它也存在不足，热特性太差就是它最大的缺陷。双层密封柜与单层密封贵特点刚好相反，它的结构比较复杂，制作成本很高，不过它的热特性很好，方便控制。

另外，组装机柜的结构很复杂，制作成本高，不过它在流水线生产中非常适用。全焊机柜制作成本低，结构设计简单，不过它加工起来比组装柜要复杂，在流水生产线中并不适用。

1.2 变电站继电保护户外柜结构设计的材料准备

通常，为了使变电站继电保护户外柜能够适应室外的恶劣环境，会使用不锈钢作为机柜的主要材料，这样才能避免其因外界污染而生锈，甚至腐蚀，不过制作成本偏高。如果等铝板氧化后，在其表面做好喷涂工作，这样也能够达到防污染的目的。不过采取这种方式有一个缺陷，就是柜机的承受及其防护能力会大大降低。因此，户外机的设计一定要有针对性，把问题考虑全面。一般的钢板

柜机在机械强度上不存在任何问题，不过它无法经受外的恶劣环境，为了改变这个现状，必须要先对其进行必要的处理，例如采取非电解涂锌方法就是对它最好的处理方式，虽然它的制作流程比较复杂，但是制作成本低，隔热效果非常好。

2 变电站继电保护户外柜的防水、防尘设计

2.1 机械防水结构设计

如果有水侵入到户外柜的内部，变电站的各种设备会因此受损，甚至可能会被完全破坏，这就要求户外柜能够不受恶劣天气环境的影响。因此，在户外柜需要以机柜的结构特点和安装方法为依据来设计。一般来说，二次机柜的摆放都是垂直放置，柜顶的设计就比较特别，它要求设计成防雨帽的形状，以便最大限度为户外柜遮挡雨水，使户外柜不被雨水侵入。防雨帽一定要有足够的面积才能够起到保护柜机的作用，其上表面需要设计一定坡度，以免形成积水，周围设计成垂直样式，方便与户外柜主体进行装配。

2.2 机械防尘结构设计

变电站继电器保护外柜机的集成度很高，不过其材料强度偏低。一旦有较大的固体颗粒物侵入到设备中，便会给设备造成很大损害。机柜设计一定要具备防尘功能，否则，无法确保它日常工作的正常运转。通常情况下，机柜的防尘级别要达到IP5X才能视为合格产品。在对外柜机进行设计时，要对做好对柜壁缝隙的处理工作，并且在防尘垫周围要具备弹力，控制好弹性压缩的距离。同时，对通风口也要进行处理，工作人员可以利用凝胶到堵住通风口，不过此时要考虑到凝胶的性能，观察期是否能够适应室外的恶劣环境条件，如果能够达到要求，便可以使用，也要定期做好更换与维护工作。

2.3 变电站继电保护户外机的防火结构设计

着火事故在电气设备中很常见，变电站继电保护户外机的设计一定要把防火功能考虑在范围内，在设计时尽量减少内部易燃材料的使用数量，如果出现引火现象，一定要把火势控制在机柜内部。在材料选择上要特别注意尽可能选择不易致燃的材料。户外柜机的安装与其他设施没有太大关联，它比较独立，因此，其它设备可以与它保持适当距离，避免发生火灾时设备受到牵连，损失会更加严重。机柜内还可以设置防火隔挡板，防止火势肆意蔓延。

2.4 照明设施设计

机械设备的夜间维修工作对于工作人员来说很有难度，夜间由于光线比较暗，如果没有照明设备，工作人员的工作很难开展下去。因此，机柜可以安装照明装备，为工作人员的夜间维修工作创造一个良好的环境。

3 结语

变电站继电保护户外柜机械结构的设计需要从多个方面来进行考虑，本文主要介绍了户外柜的基本结构与材料准备，并对如何做好户外柜的防护设计进行了详细分析，为设计出完美的户外柜提供了理论条件。

参考文献

[1] 邸凯，常鲜戎，刘寒.圈定保护启动范围的变电站继电保护仿真模型的开发[J].电力系统保护与控制，2011（18）：134-138.

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中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A

1　智能变电站的含义

智能变电站是智能电网建设的重要节点之一，是在数字化变电站基础上发展形成的新一代变电站。随着经济与科技的发展，风电、光伏等新能源电力的应用越来越多，这对传统的电力系统设备提出了巨大的挑战。在这种背景下，电力系统的安全性和可靠性必须提高，作为连接用户和发电站之间的变电站的结构设计也必须进一步优化。计算机技术以及通信技术的飞速发展，为解决电力系统和变电站所面临的问题提供了新的解决方法——智能变电站，它能将智能化一次设备和网络化二次设备进一步融合起来。依靠先进、安全、集成和低碳环保的智能化设施，智能变电站能够自动地完成信息的收集、分析、控制以及管理等工作，能够使得全站的信息数字化并且信息能够及时全面地得以共享，与此同时，智能变电站还具有通过及时分析数据为电网作决策提供信息支持以及自动控制的功能。依靠智能变电站，电网的工作不仅更加低碳环保，效率更高，而且能够消除很多的安全隐患。智能变电站能够为电网采集全面且及时的数据，通过对数据进行监测、控制和分析，为电网做出正确决策提供可靠的信息支持，同时它也是电网执行命令的部分，因此对智能变电站的结构设计进行优化具有重大的意义。

2　智能变电站二次系统配置方案

智能变电站以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，在智能变电站的发展中，随着装备制造技术、工艺的发展及建设、运行经验的积累，其一、二次系统最终将融合为一体，但目前的技术发展水平还无法实现。针对二次系统，可以在光纤以太网基础上，进行优化配置：将主保护和计量系统分布式就地实现，后备保护采用站域——广域后备保护系统，本地测量和整定与调度中心整定相结合，以达到后备保护的最优配合和最小的通信负担。

2.1 保护配置

其中，保护配置包括线路保护、变压器保护和母线保护。

2.1.1　主保护原理:线路保护采用速度更快的采样值差动和暂态量保护;变压器保护采用了可以避开励磁涌流影响的广义瞬时功率保护原理作为差动保护的辅助。两种新的保护原理都易于实现。

2.1.2　采用具有智能决策功能的广域后备保护系统，集中全网信息进行后备保护在线整定，并且所需通信量少，数据更新速度快。

2.1.3　保护的实现方式:将原来集控室内的主保护功能下放到智能一次设备单元内就地实现，简化了布线，减少了通信网络的负担。母线主保护采用具有主站的分布式差动和集中式母线保护的实现方式。

2.2 计量配置

计量系统创新地提出测量计量功能一体化为计量模块，计量模块的预处理数据为三态数据，三态数据(稳态数据，暂态数据，动态数据)统一采集和标准化。通过分析计量模块的误差量值溯源得到，在忽略算法误差情况下，误差主要来自于互感器，由于全站采用高精度的光学互感器，计量模块的精度要求完全满足计量规程的要求。既可以实现现场检验，也可以实现远程检验。通过计量模块在通信方面的优势，实现智能变电站与大用户互动，智能变电站具有向大用户实时传送电价、电量、电能质量及电网负荷信息的功能，支持电力交易的有效开展，实现资源的优化配置；激励电力市场主体参与电网安全管理，从而实现智能电网各环节的协调运行。

2.3 通信配置

现阶段的智能变电站内通信设备配置与数字化变电站及传统变电站基本相同，但随着电网中智能变电站投运数量的不断增加，快速增长的采集数据量的不断汇聚，对光纤通信传输网络带宽和传输可靠性提出更高要求。因此，通信平台的建设与改造必须同步进行。

3　智能变电站二次系统设计与实现

3.1 系统构成

变电站二次系统在功能逻辑上分为站控层、间隔层和过程层。站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他各种功能站构成，提供站内运行的联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干子系统组成，在站控层及网络失效情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量的采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。

其中过程层最终发展目标为智能一次设备，就是一次设备集成互感器、智能终端等，实现在一次设备上直接的数字化接口。目前投运的智能站采取设置就地智能终端箱的方式，将一次设备运行状态、控制等信号和命令通过智能终端转换成数字化信号。

3.2 网络结构

过程层网络按照电压等级分别组网。双重化配置的保护及安全自动装置应分别接入不同的过程层网络；单套配置的保护及安全自动装置、测控装置宜同时接入两套不同的过程层网络，并采用相互独立的数据接口控制器。220kV及以上变电站站控层、间隔层网络采用双重化星形以太网络，110kV变电站站控层、间隔层网络采用单星形以太网络。总之，依据不同电压等级和电气一次主接线配置不同的网络形式，有双星形、单星形、点对点等。鉴于对变电站运行维护及网络安全方面的考虑，智能变电站在兼顾网络跳闸方式的同时仍保留直采直跳的方式，尤其对高电压等级、联网运行的变电站。

3.3 二次设备的配置原则

站控层设备的配置，以220kV变电站为例，主机按照双套配置，对于无人值班变电站主机可兼操作员工作站和工程师站。保护及故障信息子站应与变电站系统共享信息采集，不独立配置。远动通信装置也双套配置。①隔层设备测控装置独立配置时，应单套配置，220kV电压等级若采用继电保护就地安装时，采用保护测控一体化装置，110kV及以下电压等级推荐采用保护测控一体化装置。对于继电保护装置的配置与常规变电站配置原则一致，220kV及以上电压等级按照双重化原则配置。故障录波及网络分析记录装置，对于220kV变电站按照电压等级分别配置，主变压器单独配置。110kV及以下变电站统一配置。66kV及以上独立配置电能计量表计，计费关口满足相应规程规范要求。设置网络打印机，通过变电站二次系统的工程师站打印全站各装置的保护告警、事件、波形等数据，取消装置屏上的打印机。②程层设备的配置原则，220kV-750kV除母线外，智能终端宜冗余配置。66kV及以下配电装置采用开关柜布置时不配置智能终端。110kV及以上主变压器本体配置单套的智能终端。智能终端分散布置于配电装置场地智能组件柜内。合并单元配置原则：220kV及以上电压等级各间隔冗余配置，110kV及以下电压等级各间隔单套配置，双重化保护的主变各侧冗余配置，同一间隔内电压互感器和电流互感器合用一个合并单元。③络通信设备配置原则：220kV及以上电压等级变电站的站控层网络交换机冗余配置，每台交换机端口数量应满足实际工程需要。一般采用100M电口，站控层交换机之间级联端口采用1000M端口。当交换机处于同一建筑物内且距离较短时采用电口连接，否则需采用光口互联。间隔层网络交换机按照设备室或电压等级来配置，交换机端口数量满足工程规模要求。过程层交换机按照间隔配置，每台交换机的光纤接入数量不超过16对，任两台智能电子设备之间的数据传输路由不超过4个交换机。对于规模较大的变电站，其间隔层和过程层需配置大量的交换机，与常规变电站在配置上的主要差别也在于此，采用网络方式，就多了交换机这一环节，当交换机出现故障，可能引发多个间隔的保护拒动，近而造成大的事故发生。因此交换机的可靠性是智能变电站安全稳定运行的关键。

结语

在实现智能电网的建设过程中，智能变电站建设始终是智能电网建设的核心问题之一。为了实现智能变电站在智能电网中的支撑作用，要求对当前变电站二次系统的架构体系不断进行升级与改进，发挥智能变电站的高度集成、兼容、互动、协同功能。本文从保护、计量及通信等方面，对智能变电站二次系统的配置方案及其设计与实现进行了有益的探讨。应该指出的是，随着科技的不断进步和装备制造水平的不断提高，智能变电站的一次、二次系统必将融为一体。

参考文献

[1]肖世杰．构建中国智能电网技术思考[J]．电力系统自动化，2009(09).

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一、前言

当前，电力行业的设施建设逐渐成为了我国经济发展的助力，因此，为了保证我国各种用电设备的正常使用，对现有的变电站进行改造建设的工程项目数量越来越多。变电站土建结构的设计和施工的基础环节是设计施工环节。如果土建结构的施工设计中出现问题，则会影响后续的施工架设，导致资源浪费，同时影响用电客户的用电质量，并带来一定的安全隐患，有时甚至危及他人的生命安全。因此，我们需要高度重视变电站土建结构设计施工的规范，保证施工的合理性、科学性、可靠性。

二、问题分析

1、选址问题

根据变电站的具体特点可以了解到，变电站站内的大部分设备具有大电流的特性，且各电路之间相互穿插，很容易受到外界环境的影响，比如地震、山洪等恶劣环境。这都将会影响变电站内部设备的正常工作，并且发生线路短路的概率大大增加，进而引起变电站发生火灾等事故，给变电站的财产安全和人员的人身安全带来严重威胁，造成不可弥补的后果。所以，变电站的设计选址十分重要。但是在设计的过程中，很多变电站土建结构设计人员没有充分考虑地址特点对变电站的影响，导致其在设计的前期不能进行周密的考察，进而导致变电站的地理位置选择不科学，最后影响变电站的正常使用。

2、基础结构稳定性

变电站内部建筑结构设计质量的好坏，对其建筑物的质量和使用寿命具有很大的影响。如果其在基础建设的过程中，没有保证其结构设计的稳定性，则大大影响其本身的质量及功能。建筑结构问题会使电力行业变电站的正常运营受到威胁。地基建设和混凝土施工建设是当前建筑工程施工建设的主要问题，影响着建筑结构的基础性和使用持久性。

3、站内布局

经过对当前变电站实地考察发现，现在有很多变电站内部的设计格局不科学。变电站内部不单单有建筑结构，还有很多电气设备，而大部分电气设备的放置环境需要满足设备运行的基本条件。因此，变电站站内布局的规划对变电站内部设备运行的稳定性具有重大影响。但是，当前许多从电站设计的工作人员本身对变电站的设计经验不是很丰富，因此在设计的过程中对变电站的整体运行尚缺乏周密的考虑，最终使得变电站内部的建筑物设计结构与变电所各种电气设备的使用相违背。

三、设计要点

1、设计前做好现场调查

良好的前期准备是任何工程得以顺利开展的前提和基础。因此，我们需要在开展变电站土建结构设计工作之前，充分收集有关变电站设计的材料，并充分研究和计算变电站线路设计的最优化及变电站内部各个环节之间的关系。此外，在变电站的前期设计和规划中，要充分考虑变电站的地址选择，根据变电站的选址来考察其地点的可行性，同时综合整个变电网络的规划总图，依据实际的建设问题进行科学的分析。设计人员要对目标建设地点的地质情况进行周密的检查，考察当地的地质承载能力，同时搜集当地的建设资料，并验证建设变电站的可行性。这样才能结合实际的建设需要来选择合适的地点来进行建设施工。最后根据站内规划的情况来获得当地政府的审批，进而保证变电站顺利建成。

2、选择合适的地址

变电站的选址极为重要，不单单要求其选址的地点满足施工规划方案的有关要求，还需要确保变电站的选址可以达到各种电气设备的进出线要求。与此同时，还需要注意当地的城镇建设的总布局，并保证变电站的设计与城市规划不冲突。在变电站地址设计的过程中，要注意资源的合理配置，遵循节约的原则，并提高土地的利用效率，避免铺张浪费的现象发生。选择变电站的地址时，需要避免周围的环境对变电站造成影响。因此，在建设变电站时，往往选择污染源的上方。我国的地质环境分布较为复杂，地质类型较为丰富，因此，在变电站的设计过中，要注意避开一些特殊地貌，避免将变电站建设在断层和开风口等区域。此外，要避免将变电站设计在易滑落的山坡附近，进而避免滚石给变电站的基础设施带来损坏。在山洪多发地段，需要把变电站建设在高处。如果只能选择低处施工，则需采取一定的防洪措施，避免山洪带来的危险。

3、做好地基施工建设

变电站的地基施工建设是保证变电站内、外部结构施工持久性的关键，因此，在变电站的土建施工设计中，需要采取一定的措施来保证地基建设的质量。在变电站的施工建设中，如果遇到不良的地基，则需要采取一些加强夯实的措施来保证地基的稳定性和强硬度。施工建设中往往采用垫层法等，但是具体的加固施工需要根据实际的工程需要来确定。在沟槽建设施工中，除了常规的技术手段之外，还需要根据管道及沟槽的具体分布特点来开展相应的施工建设。

4、做好划

变电站的总规划设计需要切实满足当前所在区域的规划蓝图，并结合当地的交通资源分布情况等，做好变电站的整体规划。根据施工需要，合理地规划建筑结构工程和电气工程的建设，并在规划的过程中遵循“节约”原则，同时保证变电站的各个分期设计满足总设计规划。变电站的主控室要最大限度地避免噪声污染，并根据电缆的长度需要建设在最优的位置。

四、结束语

综上所述，变电站运行的安全性、稳定性和可靠性是保证电网正常服务群众的基础，因此，在变电站的土建结构设计过程中，需要根据当前设计中存在的普遍问题进行分析，并根据问题找寻最优的解决办法，进而通过保障设计方案的质量来保障后续施工的质量，最终促进我国电力行业服务质量的提升。

参考文献：

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变电站的现场运行是一个复杂的管理体系，对技术人员和管理人员有着严格的流程操作要求。随着现代信息技术的不断发展，网络技术、即时通讯技术以及远程控制技术的出现推动了变电站现场运行的智能控制。为变电站现场运行规程的电子信息化带来了可靠的技术支持。

1 变电站现场运行管理概述

变电站内电气设备较多，不同等级的变电站其内部管理的工作内容和操作流程也不同，但是其运行管理都需要严格遵守供电公司制定的变电站现场运行规程。变电站现场运行规程管理系统正是随着当前管理信息化的潮流，在规程约束下应运而生。

1.1 变电站现场运行规程及其管理系统研发的必要性

变电站现场运行规程是由变电站运行专业人员根据上级供电系统颁发的变电站规程、制度、反事故措施、设备技术与使用说明书、图纸等资料编写而成，有着较强的技术、安全指导性。但是在以往的变电站实际的操作、管理过程中，存在着许多管理不严格、操作流程执行不彻底、变电站设备型号差异的问题，直接影响着规程功能和作用的发挥。所以，加快利用电子系统进行变电站现场运行的管理是一种重要的管理趋势，也是电力企业提高管理规范化的必由之路。

1.2 变电站现场运行规程管理系统在工作中的作用

变电站现场运行规程管理系统软件设计的目的是为了实现对变电站现场运行管理的规范化与智能化。因此该软件的设计对于推动变电站的管理有以下几点重要作用。

（1）管理系统的设计严格遵守了原有的规程与其他管理规定，并且严格依照变电站的运行参数设计，实现了对纸面规定的电子化升级。

（2）管理系统的设计，采用了运行规程结构模型，带动了远程技术服务支持的联网。

（3）管理系统提供了应对设备异常变化、信息数据处理、常规操作等方面的自动化预警和分析设计，让变电站运行管理变的严格、规范和具有前瞻性，增强了变电站运行管理的效能。

2 变电站现场运行规程管理系统软件的结构设计措施

提高变电站现场运行规程管理系统的效能，必须从系统的结构设计出发。强化基础技术的选择，完善系统结构的设计，细化软件功能的分区，实现系统在应用中的兼容与稳定，具体有以下几项措施。

2.1 选择基础技术

基础技术的选择是管理系统结构设计的关键。如果基础技术选择不恰当，则会造成软件与变电站现有的电子设备不兼容，或者运行功能不匹配的问题，严重者甚至会伤害变电设备。对此，系统在开发过程中首先要对变电站原有的电子设备、管理路径和线路设计进行分析，然后才能选择适合的基础技术。本项目主要采用J2EE技术，内部的数据库系统主要选择oracle，负责核心数据的存储和处理。实现了对变电站基础技术的对接。

2.2 设计系统结构

管理系统软件的结构设计是整个系统的关键，对于变电站的管理，系统结构是贯彻变电站运行管理命令的重要渠道。因此对于结构的设计，要制定完整并且符合实际工作需要的运行结构。对于规程管理系统的结构设计，从变电站实际工作出发，要建立自上而下的系统结构层级，依次是应用技术、框架应用技术客户端应用，保证变电站在技术管理上的优先级。

2.3 制定软件功能

对于变电站的软件管理系统，需要在软件的功能上进行科学的设计和分区。变电站的管理是一项严谨、复杂的体系化工作。因此软件功能在设计的过程中，必须符合具体工作的需要，不能过于理想化。在与一线工作人员进行全面的沟通和交流，充分掌握变电站管理中遇到的问题后，实现软件功能对解决实际问题的促进功能，减轻工作人员的工作负担。具体而言，规程管理系统主要按照以下功能进行分区：工作台、参数设置、模块维护、初始化规程、编写规程。

2.4 规范应用条件

为了实现对变电站规程管理系统的设计目标，必须对软件的运行条件进行科学的设计。唯有如此，才能在软件的下载、安装和运行后不至于出现卡机、故障等问题、妨碍变电站原有的运行管理。本系统主要针对数据库服务器、应用服务器和客户端运行环境进行了参照设计：

数据库服务器：具备2GHz的CPU、内存：8G、200G及以上硬盘空间；Windows 2003及以上版本操作系统，Oracle11g服务器等。

应用服务器：CPU：2 GHz ，内存：8G，硬盘空间：200 G以上，软件运行环境：Windows 2003及以上版本。

客户端：具备1.4GHz的CPU、内存：8G、20G及以上硬盘空间、IE8.0及以上浏览器、Microsoft office 2003及以上版本办公软件。同时配备网络（10/100MB/s网卡），保证通畅无阻、网速较快。

通过以上具体的设计措施，在有限的软件开发时间和资源投入下，最大限度的保证了软件系统在变电站管理中的高效和便捷。

3 结束语

变电站现场运行规程管理系统软件的结构设计已经初步形成，经实践检验具备良好的管理效能，当然我们也需要在未来的工作中不断学习和实践，掌握信息化的管理方式，充分了解现有系统的不足之处，才能挖掘出深层次需求，实现对变电站安全管理和现场运行管理的改革和创新。

参考文献

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Abstract: With the social progress and raising the level of economic development, the construction of national circuit network has made considerable progress. Electric power engineering structure design is complicated and heavy responsibility. Therefore we shall attach great importance to structure design. This paper introduces the common problems and the transformer substation in structural design of civil engineering structure design scheme.

Keywords: common problem; structure of substation; structure; design; solution treatment; optimization

中图分类号：TU318文献标识码：A 文章编号：

电力工程结构设计直接影响和决定电力工程质量安全。结构设计要高度重视电力工程结构设计方面常见问题，工作中严格遵照电力工程设计规范、标准，以科学严谨的态度对待，保证电力工程质量，确保供电安全。变电站施工工程在工程建设全过程中所占时间相对较长。

1结构设计中的楼层平面刚度问题

有些电力工程结构设计，在结构布置缺乏必要措施或缺乏基本的结构观念情况下，采用楼板变形的计算程序。尽管计算机程序的编程在数学力学模型上是成立的甚至是准确无误的，但在确定楼板变形程度上却很难做到准确。因此，这样的建筑结构设计定会存在着结构某些构件或部位安全储备过大或者结构不安全成分等现象。设计时应尽可能将楼层设计成刚性楼面，以使计算机程序的计算结果基本上反映结构的真实受力状况而不至于出现根本性的误差。当然，要实现这一点，首先应在建筑设计甚至方案阶段就避免采用楼面有变形的平面比如凹槽缺口太深、块体之间成“缩颈”连接、外伸翼块太长、楼层大开洞等。

2结构缝设置以及缝宽度问题

温度的变化对建筑结构有着不利影响，因此，电力工程物尤其是超长电力工程物设置合理的伸缩缝是十分有必要的。但是部分结构设计人员不使用伸缩缝减少温度影响而使用后浇带代替，这种做法存在一定的问题。因为后浇带不能解决温度变化的影响，仅能减少混凝土材料干缩的影响。在后浇带处的混凝土封闭后，若结构再受温度变化的影响，后浇带就不能再起任何作用了。一些超长建筑结构不便或不能设置温度伸缩缝时，应采取其他构造加强措施，不能只留设施工后浇带，例如：采用预应力混凝土结构、对受温度变化影响较大的部位适当配置间距较密、直径较小的温度筋、加强顶层屋面的保温隔热措施等。

3变电站的前期规划

3．1总图布置

变电站的总图布置应充分考虑远近结合，在满足工程规范、规程和工艺流程的前提下压缩建筑物间距，做到用地规整，布局紧凑合理，使得围墙内用地和站址总用地面积尽可能保证最小，在满足使用功能条件下，建筑物尽量合并为一栋综合楼，减少占地面积，顺带减少相应附属的围墙、场地平整等费用。

3．2站址选择

站址选择应结合国土部门和规划部门各方面的要求，选择能直接利用水源和市政设施、拆迁量少、道路连接短、地形平坦的地区，避开断层、滑坡、山区风口或高差较大的地形。尽量不拆迁房屋或搬迁线路或坟墓。特殊情况下采用旋转、平移、总平面局部切角等方式降低工程总体造价，减少赔偿费用。选择站址时也要注意多方案比较选择，确保最终方案的合理性。

3．3地基处理

在前期规划阶段，地下情况是必须要充分了解的，地下是否有文物古迹、主要管道、地下文物、防空洞，地基是否处于矿区采空区、区域性断裂带、滑坡地区等，都是要提前了解的，如果做不到提前了解的话可能会造成不必要的搬迁和基地处理费用。

4具体设计

4．1总平面布置

主要优化道路接口、给排水接口、道路接口、消防和安全距离等方面。根据规范、规程合理布置已确定规模的各建筑物，尽可能合并共用设施，向空中发展，使平面布置更紧凑、道路占地面积减少，达到节约用地的目的。户内可采取两个出线间隔公用一跨、将电容器室、配电室和主控室合为一体的方式，缩小整体面积。

4．2结构设计

在变电站设计时应以建立新型的结构体系为目标，这一新型的结构体系包括预制装配结构体系和钢结构体系。在保证结构有足够的耐久性、稳定性和强度的前提下，优先选用构建简单、结构明确的结构体系。用工厂化、通用化、标准化规范建筑构件的选择，将全寿命周期成本概念引入结构设计中，充分论证建筑和结构关系，最后对设计方案进行论证和比选，进行多专业可行性研究，确定最优方案。

4．3建筑设计

在变电站建设中，变电站内建筑物也是十分重要的一环，因此，在满足生产要求前提下，变电站内的建筑物要合理布置房间，减少不必要的附属面积，采用工业建筑标准统一模式建设。同时，要做好建筑的节水，节地，节能，和节材工作。采用框架结构，降低单位建筑面积造价，形成相对较大的空间，节约占地面积和造价，便于电气设备布置。同时还要注意尽量不设屋外水消防，尽力控制建筑物体积。

4．4地基与基础设计处理

变电站基础设计是施工设计优化的重点，建筑物基础选型时，必须因地制宜，结合地质情况，充分利用天然地基。同时要熟读地质资料，务求优化基础。尽量利用天然地基，基础满足设备安装运行要求.同时，尽量浅埋。有些地方必须要用桩做基础，这种情况下要根据地质资料选择合适的桩形。

5结构荷载取值

5.1屋面可变荷载的取值和分布

并非在屋面全跨布置可变荷载产生的内力一定最大，往往在半跨布置可变荷载时结构可能更为不利。因此对于屋架和拱壳屋面除了全跨布置可变荷载时做出计算外，还应考虑半跨布置可变荷载，并做出相应的计算，然后按最不利的情况进行设计。对屋面可变荷载的取值应十分谨慎，特别是对于屋架和拱壳屋面，因为这类屋面荷载的分布对结构的内力很敏感。例如积雪荷载应按全跨均匀分布、不均匀分布，半跨均匀分布的几种情况进行设计，这样才能保证屋面结构的安全。

5.2基础设计时的荷载取值

在建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)中做出了以下规定：计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的永久值组合，不应计入风荷载和地震作用。计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，分项系数均为1.0。按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。

6在变电站设计方案完成后的工作

6.1做好施工图技术交底工作

在变电站设计方案完成后，要进行施工图技术交底工作，这项工作的主要目的是使参与工程建设的各方了解工程设计的主导思想、对主要建筑设备和材料的要求、所采用的新技术、新工艺、新材料、新设备的要求以及施工中应特别注意的事项。这样做既能保证工程质量，也能减少图纸中的差错、遗漏、矛盾和讹误。消除施工隐患，使设计更符合要求，避免返工造成的人力、财力、物力各方面的浪费。

6.2制定好设计变更管理制度

为了完善工程设计、保证设计和施工质量、纠正设计错误以符合施工现场条件，设计变更成为了必不可少的设计修改程序，设计变更制度在施工过程中的作用非常重要，它不仅影响着工程的进度、节奏和程度，也对造价控制有着深远的意义，它直接影响着施工的费用。因此，在对设计方案进行变更时要进行严密的方案论证，尽量控制设计变更的数量、幅度和费用。在这个过程中，制定好设计变更管理制度就显得非常重要。

6.3做好工程验收工作

设计方在设计好方案之后还需要到场验收施工方工作。例如到场验收确保施工开挖达到设计要求的地基土层或地质条件好的部位，如果出现个别设计地基与实际不符时，应根据现场实际情况改变技术方案，满足施工要求。这样一来，设计方和施工方形成了良好的互动，可以保证变电站建设更好地完成。

7.结束语

变电站在土建结构设计的方案处理，从前期规划、过程设计以及后期处理三个方面对其进行详细分析，为我国遍电话土建结构设计提供了一定的借鉴。结构设计规范是国内结构设计的法规，是建筑结构做到技术先进、安全适用、经济合理的指导文件。为了更好的遵循这一法规，对结构设计规范应该熟悉，更应该正确理解，保证土建结构设计质量。

参考文献

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一、前言

随着社会的不断进步，我国对于电量的需求越来越大，变电站的数量也在不断增多。在变电站的土建设计中，结构安全性与耐久性是十分重要的。

二、变电站土建结构安全性

变电站土建结构的安全性，主要体现在变电站土建结构设计中整体结构的安全、土建结构组成部分的安全性、土建结构设计的安全性。在变电站土建结构设计过程中，这个安全性的组成部分，构成了土建结构安全设计的核心内容，也就是说在变电站结构设计过程中，需充分关注到这几个方面的安全，保证变电站土建结构设计中发生的安全问题控制在最小范围内。

三、变电站土建结构的耐久性

变电站土建结构的耐久性与土建结构设计的稳定性有直接的关系，同时也与变电站土建结构施工中使用的材料性能有关。在变电站土建结构设计的过程中，对结构耐久性产生影响的结构设计稳定性和材料的耐久性，都是内在的影响因素。

因此，变电站土建结构设计的安全性和耐久性，是变电站土建结构使用寿命和使用安全的重要内在影响因素。除此之外还有外在因素，如外界环境因素、混凝土结构以及质量、变电站土建结构的检测等。变电站土建结构在设计过程中，需充分考虑到建设地区的环境，如果变电站土建结构建设在较差的环境中，或是不利的环境下，需要在变电站土建结构设计过程中，做一些防护措施，所以在变电站土建结构设计过程中，需要充分考虑建设场地的环境因素。

除了外部的环境因素外，土建结构施工中使用的混凝土的质量和结构也会影响变电站土建结构的安全性和耐久性。混凝土的配合比、水灰比等，需要合理、科学，才能保证混凝土的质量，除此之外，变电站土建结构的检验也是影响其安全性和耐久性的重要因素。若在土建结构设计中忽略了结构的检验，就无法保证结构设计中的安全性和稳定性，所以需要建成后，定期对变电站土建结构进行检验。

变电站土建的耐久性就是指该建筑结构在使用范围、使用周期之内满足人们使用功能的能力、耐久性主要由变电站土建的两方面共同组成：①变电站土建的安全性；②变电站土建的适用性和使用周期内性能、变电站土建基本上由混凝土构造的，耐久性很大程度上决定于混凝土的耐久性，决定于混泥土的性质和质量、就目前而言，混凝土的耐久性是全世界建筑行业所关注的焦点和热点、变电站土建由于自然界的影响，自身结构和材料的影响，使用周期严重受到影响。变电站土建的耐久性是困扰全球建筑行业的重大问题，其主要原因表现在以下一些方面：

1、混凝土质量不达标

混凝土的性能方面，缺乏合理的多元化的混凝土指标，盲目的以强度作为唯一指标，导致混凝土的细度过度增加，盲目的提高混凝土中矿物成分的比例，这些都很大程度的影响了混凝土的耐久性。

2、混凝土保养不到位

很多工程为了增强进度，混凝土在施工过程中没有得到足够的养护，没有切实的保证混凝土的养护时间，这样就很大程度上降低了混凝土的耐久性。

3、混凝土土建受恶劣环境影响

由于全球环境污染不断的加剧，自然界的环境日益的恶化，各种工业废气以及酸雨等都是腐蚀变电站土建的重要因素，就我国而言，酸雨的范围已经达到了我国国土面积的30%。

四、变电站土建结构设计中需要遵循的原则

1、统一性

在变电站土建结构设计的过程中，需要根据变电站的实际建设场所，以及变电站的运行环境等特点，尽最大可能保证变电站土建结构的设计具有安全、可靠、经济、实用等特征，并且可以将建设工作的企业文化呈现在变电站土建结构设计中。

2、可靠性

在变电站实际工作中，其安全性和耐久性，与变电站土建结构设计的可靠性和稳定性有关，所以在设计过程中，电气设备的选择要合理，变电站土建结构设计要与环境保护相结合，保证变电站土建结构设计过程中，各个设计模块的分开和组合，均可满足变电站设备的安全、可靠。在变电站土建结构设计的图纸中需要将站区总体规划呈现出来，为变电站土建结构的施工提供可靠的设计保障。

3、经济性

在变电站土建结构设计的过程中，安全可靠、技术先进等都需要达到最优化，才能满足变电站功能的有效发挥。将其中多余、无用的功能剥除，在满足变电站功能有效发挥的基础上，也需要保证变电站土建结构设计的经济性。

4、时效性

在变电站土建结构设计的过程中，可以制定变电站土建结构设计动态修订制度，跟踪科学技术、电网的发展，可以不断地更新、补充、完善变电站土建结构设计技术。

在当前的变电站土建结构设计中需要充分考虑到影响其安全胜和耐久性的因素之外，还要遵守以上设计原则，以保证变电站土建结构设计的科学性和合理性。

五、提高变电站土建安全性和耐久性的措施

白城地处东北严寒地区，极端温差大且施工周期短，因此，在对变电站进行土建设计的时候，确保土建设计的安全性和耐久性是非常重要的。下面主要以白城地区变电站的土建设计为例，探讨了如何更好的提高土建设计安全性和耐久性的措施：

1、规范变电站土建安全性和耐久性设计标准

变电站土建的安全性与耐久性是建筑结构最主要的质量标准、如果变电站土建的安全性和耐久性得不到保证，将会对国民经济安全造成重大的威胁，国家必须加强对变电站土建安全性和耐久性方面的设计标准的规范，明确指定变电站土建的最低安全系数、最低使用寿命标准，加强耐久性的审查，对耐久性要求、安全系数和使用周期明确加以限制要求、不断的完善变电站土建安全性与耐久性的技术标准体系，鼓励地方政府根据当地的具体情况设置相应的规范和体系，做好变电站土建安全性与耐久性设计标准的规范，这是提高变电站安全性与耐久性的政策措施，能够为变电站土建设计提供一定的依据和标准。

2、科学合理的设计变电站土建

变电站土建的安全性很大程度上决定于变电站土建的设计是否合理，而变电站土建的耐久性又受到混凝土性能的影响，因此，在变电站的施工过程中，要合理科学的设计，加强施工过程的质量监管，切实的保证建筑的质量，提高其安全性与耐久性、在变电站土建的设计方面，要根据国家相关的技术标准和规范来严格设计结构，要根据变电站土建的特点和使用功能来选择合适的混泥土强度，科学的配置混凝土的比例，切勿盲目的追求混凝土的强度，细度以及矿物比例等、此外，在施工过程中要加强混凝土的养护，严格控制混凝土施工规范，按照要求，保证混凝土的养护周期和时间，避免为了赶进度而缩短混凝土养护的周期，在施工过程中要做好各项质量技术交底，保证工程质量，提高混凝土的安全性和耐久性。

六、结束语

综上所述，为了确保变电站土建工程的建设质量，在施工的过程中需要对每一个施工环节进行控制，并加强对变电站土建的安全性与耐久性的把握，从而建设出更好的变电站。

参考文献：

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中图分类号： TM411 文献标识码： A

变电站建设设计是整个项目的设计和施工存在的协调,保证变电站建设的安全性和耐久性设计不仅可以促进项目的稳定运行后投入使用,更重要的是它涉及到整个项目计划和资金分配,和变电站土建工程设计是一个复杂的工作系统中,对土建工程设计人员的需求也非常高,因此,安全性和耐久性是重要的因素在设计变电站的建设。

1土建结构安全性、耐久性分析

变电站建筑设计结构安全的核心内容,如总体安全,是土建工程结构损伤发生时,能保证对整体的影响限制在最小的范围,形成安全的一部分,由建筑结构材料强度参数、负载等标志性建筑,结构设计的安全性,也就是说,设计是土建结构理论的保证没有危险因素。

变电站建筑结构的耐久性设计指的是在工程可持续利用程度,土建工程设计和结构的稳定性有一定的联系,同时在建筑结构使用的材料也是一个之间的联系,因为土建结构的稳定性和耐用性材料的内在因素决定的变电站建设的耐久性设计,保护变电站建筑结构的耐久性设计延长变电站民用建筑使用年限。

2影响土建结构安全及耐久的因素

防火墙变电站建筑设计结构的分析,得出影响结构的安全性和耐久性变电站建筑设计环境因素是主要影响因素,水灰比的混凝土保护层,强度等级,氯离子含量和碱含量,具有以下几个方面进行综合分析。

2 . 1 外界环境因素

结构的耐久性设计变电站的建设是围绕环境设计类别,土建工程结构耐久性可能按结构分类的环境,但在土建工程设计中设计师往往忽略在土建工程设计是在不利的环境下,采取相应的保护措施,例如,土建结构设计在寒冷或严寒地区,它必须按照国家相关规范的设计结构,在风环境是循环的环境中,必须根据当地风向风力和李,设计师不能忽视的因素,在实地考察,和一些设计师只考虑的影响因素,一方面,不能综合考虑所有因素的外部环境。

2 . 2 混凝土质量和结构的影响

土建结构的变电站混凝土中使用的主要材料,因此,混凝土本身的质量和它的结构是影响安全性和耐久性,第一个是混凝土的质量,变电站土建结构混凝土的质量如果有数量要求的指标,但市场上最具体,其强度的标准采购,大大降低了混凝土的使用质量保证,除了混凝土的强度、硬度的水泥和骨料在混凝土的厚度是主要的影响因素;其次是混凝土的结构,具体购买达标的情况下,当它投入使用,保证掺合料的合理性,水灰比,如果在混凝土掺合料,水灰比的部署过多或不足,将导致混凝土结构不稳定。

2 . 3 结构检测的影响

结构的安全性和耐久性设计的变电站建设周期结构检测是分不开的,但在变电站的设计在我国民事忽略测试的重要性,测试规定,缺乏结构设计或结构试验周期和结构没有显示相关的使用,导致找不到变电站土建工程结构中不合格的施工。

3保障土建结构安全及耐久的措施

以变电站土建设计结构中影响安全性和耐久性的因素为研究对象,提出保障变电站土建设计结构安全性和耐久性的有效措施。

3 . 1 综合考量外部影响因素

外部影响因素的综合考虑,设计者除了环境影响因素,按照有关国家标准,更重要的是改善混凝土使用规范,混凝土基础的标准化是提高变电站建筑支撑结构的耐久性。一类环境土建工程结构的耐久性设计100年,例如,方方面面的具体要求是非常严格的,如钢筋混凝土在土建工程结构设计的最低不得低于C30强度等级,预应力混凝土结构的最低强度等级不得低于C40;氯离子的含量不得超过0.05%,以保证结构耐久性推荐选择碱性骨料的混凝土、骨料的碱含量不得高于3.0公斤/立方米;混凝土保护层的施工,必须采取有效措施保护表层,必要时可适当降低混凝土保护层的厚度,也强调建筑的混凝土耐久性设计,为了提高其适应外部环境变化的能力。

3 . 2 重点考量施工中的混凝土

变电站施工混凝土结构选择的设计需要根据工程建设的实际需求和实际情况,根据土建工程的结构设计安全标准,市场上采购的具体标准,在具体的配置中,严格按照数据和参数在土建工程结构的设计,如在预应力混凝土结构中,必须根据土建工程结构的设计实际采取一些保护措施,同时对土建工程结构参与具体的架构不渗透性和腐蚀试验相关标准,主要测试混凝土的性能、参数、配置比例,物理性能如硬度、抽样检验标准,才能投入施工,混凝土在变电站施工设计结构,不能改变,第二个,在使用前必须确保其在各种参数,避免投入使用后由于影响混凝土质量和结构的土建工程结构、断裂现象,腐蚀。

在具体选择时,一个全面的变电站建设结构环境,避免环境对混凝土的影响,部分混凝土对眩光或潮湿的气候更敏感,容易发生化学分解,影响混凝土的稳定性,是钢铁和混凝土有一定的保护作用,如果混凝土层的破坏也是影响钢的使用质量。

3。3、制定合理的结构检测方案

变电站土建工程结构的安全性和耐久性设计,设计师应结构合理检测方案,与此同时,根据土建工程结构的实际情况建设更新结构检测方案,测试程序的内容如下:

(1)基于国家的规范系统,变电站建设的结构安全性和耐久性设计整个定期测试。

(2)根据土建工程建筑的结构设计测试程序模块,基于检测方案的结构设计的基础上,测试阶段完成施工设计。

(3)土建工程结构设计的参数数据,如海拔、坡度、宽度、结构等进行实际测试。

4结论

变电站土建结构设计的两个因素:安全性和耐用性,是最关注的工程设计项目,因此,设计师的能力提出了高要求,不仅可以全面考虑设计土建工程结构的安全性和耐久性,更应采取有效防护措施,确保公民的安全性和耐久性,所以他可以把变电站土建结构设计,以满足社会可持续发展的需要。

参考文献

[1] 张吉珂.土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑工程,2012(6).

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中图分类号：TM63文献标识码： A

前言：土建的安全性与耐久性是变电站工程质量评价的重要指标，因此，相关设计与研究人员应当加强有关变电站土建结构安全性与耐久性的分析，综合考虑影响安全性与耐久性的多种环境因素，以不断提高土建结构的安全水准与耐久性。

1变电站土建设计中的安全性与耐久性

1.1变电站土建的安全性

变电站土建设计的安全性是指建筑结构防御破坏的性能，在房屋遭受外界自然灾害或其他影响过程时能够避免出现结构损坏或倒塌的性

能，其是评价变电站工程质量的重要指标之一。变电站结构使用方式、建筑施工水平、施工工艺、施工材料性能与质量、结构设计的合理性、工程的维护与监测等都会对变电站的安全性产生影响。变电站土建结构的安全性主要包括以下三方面的内容：（1）耐久安全性。耐久安全性主要是指建筑混凝土结构地域腐蚀、自然灾害、时间等的性能。由于混凝土钢筋腐蚀或裂缝引起的混凝土安全事故，其危害程度要远远大于因结构构件承载不足而引起的安全事故。（2）整体牢固性。整体牢固性是指变电站在保证安全度的基础上抗灾害、防倒塌的性能。具有结构整体牢固性的建筑结构应当具有高强的延性与充足的冗余度，在遭遇自然灾害的过程中能够避免倒塌、减少损坏。（3）构件承载安全性。构件承载安全性是指变电站土建中使用的各项构件在正常工作中的最大承载性能。荷载分项系数、

构件承载性能大小、材料强度系数等是评价构件承载安全性的重要指标。目前国内规定的变电站楼板需要达到200kg每平方米的荷载性能。通常变电站的荷载分项系数增加，其结构的安全系数也会相应增大。

1.2耐久性

变电站土建结构的耐久性指的是工程的持久使用所能达到的水平，其对土建结构是否稳定产生一定的影响，同时也关系着建筑结构所使用的材料。变电站土建结构是否可以持久使用是由材料的耐用性和结构的稳定性所决定的，所以，让变电站的土建结构保持耐久性是至关重要的，也就是说我们要尽可能的对变电站土建结构的使用年限进行延长。

2对土建结构的安全性与耐久性造成影响的因素

2.1混凝土结构和质量因素

在对变电站土建结构进行设计时，混凝土是最主要的使用材料，所以，混凝土本身的构成结构和质量直接影响了土建结构的安全性与耐久性。首先是混凝土本身的构成结构，对于混凝土来说，不仅采购要达标，在投入使用后，还要使水灰比、外加剂保持合理性，若对混凝土中的水灰比和外加剂进行调配时出现不足或者过度的情况，都会对混凝土结构的稳定性造成影响。

2.2 外界环境因素

对变电站的土建结构进行设计时，若想要保证其的耐久性，我们就要以环境类别为中心来进行设计，通常设计人员在设计土建结构时都忽略了对处于不利环境的土建结构进行有效的防护，

2.3 结构检测因素

想要了解变电站土建结构的安全性与耐久性，就要定期的对其进行结构检测，但是，我国在对变电站的土建结构进行设计时，却忽视了检测对于土建结构的重要性，在进行设计的过程中并没有对结构检测做出相应的规定，亦或是结构的使用和结构检测的频率没有相关性，从而造成无法及时的检测出变电站中存在的不合格的土建结构，进一步的可能会导致发生严重的事故。

3. 提高变电站土建结构安全性与耐久性的具体措施

3.1施工设计

在变电站土建施工设计时，应当根据现行规程与规范确定整体设计发难，然后再根据实际工程要求做局部调整。

3.1.1结构设置。

变电站的结构设置应当与周围环境相适应，在符合使用功能与立面标准的条件下尽可能减少多余附属建筑面积，并按照变电站的工作要求对跨度压缩层高进行降低；在室外配电装置设计中应当尽可能使用成型预制钢筋混凝土环形杆；在保证结构强度的条件下，尽可能运用砖混结构，减少钢筋混凝土结构的使用。

3.1.2边坡与挡土墙。对于填方区挡土墙应当在分析地基承载力的基础上对断面形式与挡土墙材料进行确定，在地基承载力不高的区域应当扩大基础面并缩小基础埋置身度；在顺坡地质条件下可以采用挡土墙与护坡相配合的方式；在边坡与挡土墙设计红只能怪应当计算场地平整高程，并恰当利用地质地形数据资料；对于高程在8m以上的工程应当使用扶壁式挡土墙和天然地基。

3.2结构设计

在结构设计中应当考虑以下内容：应当使用恰当的构造系统和构造钢筋，使用对结构耐久性有利的最佳配筋率，对不恰当的约束因素要采取技术措施进行消除，并恰当设置后浇带与变形缝；制定结构设计的基本安全标准，并考虑工程失效的风险后果、资源供给等；在结构体系的设计中应当加强理论计算与试验结果分析，确保承载能够有效传递；在受力骨架的配置中，应当做好相应的刚度与强度计算和裂缝宽度及抗裂性能验算，以防止由于裂缝宽度过高或结构开裂造成钢筋腐蚀；对于变电站使用中的安全性，应当做好定期的维护修理与检测，并在设计说明中

注明最低使用寿命要求；[3]在竖向及平面调整中应当确定最佳标高，以保证最小的场平工程量；在变电站钢架结构中应当尽可能使用耐候钢，以提高钢材的耐腐蚀性能；在安全系数设计中，应当按照工程实际要求考虑电气设备、风压、温度、雪压、结构自重的条件下的荷载，确保框架结构能够实现荷载的有效传递。

3.3综合地对外部的影响因素进行考量

设计人员不仅需要按照国家的相关标准来对环境影响因素进行执行，更重要的是要对使用混凝土过程中的规范性进行提高，而支撑变电站土建结构的耐久性的基础正是混凝土规范性的提高。列举一个耐久性是 100 年的环境土建结构的例子，其在各个方面对混凝土的要求都是极为严苛的，例如，在对土建结构进行设计时，最低的钢筋混凝土的强度等级不能低于 C30；最低的混凝土结构预应力的强度等级不能低于 C40；含有的氯离子的数量不能高出 0.05%；在混凝土中建议选择非碱性的骨料，而且骨料中含碱的数量不能超过 3.0 kg每立方米，这样才可以使土建结构具有更强的耐久性；在对混凝土进行保护层的建设时，必须要对保护层采取有效的保护措施，必要的时候可以适当的对保护层的厚度进行降低，除此之外，还可以着重的对土建结构的耐久性进行设计，从而可以使其更好的适应外部环境的变化。

3.4对施工过程中的混凝土进行考量

在对变电站土建结构进行设计时，应当根据工程建设的实际情况以及实际需求来对混凝土进行选择，按照设计土建结构时需要遵循的安全标准来对在市场上已经达标的混凝土进行采购，同时，在配置混凝土时，要严格的根据设计土建结构时所需要的参数和数据，例如，对混凝土结构的预应力进行设计时，必须要按照实际设计的土建结构来采用一些相关的保护措施，同时，还要按照相关标准对混凝土抗腐蚀、抗渗的能力进行检测，主要是要对混凝土的硬度、配置比、参数以及性能等物理特性进行检测，只有检测合格后才可以将其投入使用。

结束语：对变电站的土建结构进行设计的过程是复杂而又系统的，而且需要设计人员具备丰富的专业知识以及极高的水平，所以，在对变电站的土建结构进行设计时，安全性与耐久性就成为了两个关键的因素。文章对变电站土建设计中的结构安全性与耐久性进行了分析总结，希望对相关行业可以起到一定的帮助作用；

参考文献：

[1]邹海江，贾宝书.蒸压加气混凝土砌块复合保温外墙性能与构造[J].建筑技术.2010，05（35）：57~58.

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无论对于变电站的使用者还是设计者，变电站的结构安全性和耐久性都是具有重要意义的，不仅关系到基础设施的投资，还要关系到设施的经济与安全性的匹配问题。因此，设计人员高度重视土建设计的安全性与持久性非常必要。

一、土建结构安全性分析

结构的安全性是指在各种作用下防止结构遭到破坏和倒塌，使得人员受到保护不受伤害的能力。其主要取决于结构设计与施工水平的高低来决定的，正确使用结构也是一个重要影响因素。结构的安全性在土建结构工程主要体现在以下几个方面。

（一）、结构的整体牢固性

土建工程的整体牢固性是其安全性的体现，牢固性就是指在遭受局部破坏后，不会有大范围的连续破坏，使得其能力遭受破坏。

（二）、构件承受能力的安全性

结构构件的安全相关因素有两个，一个是具有承载较大的载荷规范，例如楼板的承受活载荷各国标准不同，我国的为1.5KPA，美国为2.4KPA，其将荷载标准值放大为一个细数，用以计算结构构件的实际载荷作用。另一个是对材料强度分项系数与载荷分项系数实际大小进行相应的规范。具体用量值可以体现结构构件的标准荷载作用下的安全情况。

（三）、结构的安全耐久性

我国长期以来较为重视土建结构中混凝土腐蚀钢筋造成的安全事故，把重点放在了负荷作用下结构强度的要求上了，极易忽视结构构件安全水平的设计上，因此有必要将结构构件的安全耐久性进行深入分析，重视这一问题。

二、土建工程的耐久性分析

土建结构的耐久性是工程使用期内保证正常结构功能的一项重要能力，其与工程的使用年限具有重要联系。我们说的正常功能是结构的安全性和适用性，这体现在适用性上最为明显。我们一直认为混凝土结构可以长久的使用，但是随着时间的推移，发现了一些影响工程损害的因素的情况。根据相关调查，我国的建筑一般在30左右就需要进行大修，而且很多不到20年，公共建筑及民用建筑由于使用的环境较好，在维护得当的情况下可以使用50年[1]。

三、常见的变电站土建结构安全性与耐久性问题分析

（一）、裂缝产生

1、产生裂缝的原因较多，在混凝土结构上的裂缝一般都是由于颗粒级配不良；骨科含沙量太大；涉及强度等级太高；外加剂选择有误等因素导致的，这些在施工操作中的失误都是造成结构上出现裂缝的潜在因素。

2、温差导致的裂缝

温差裂缝主要分布在继电室等砖混结构内，裂缝主要分布在建筑物四周屋檐下部的纵横墙面上，一般为水平裂缝，裂缝也可能出现在窗户的上下部位，一些高压配电室的砖混结构里，其裂缝则分布在屋檐下部的纵横墙面，也是主要是水平裂缝。温差裂缝一般较小，是一种相对稳定的裂缝，温度变化后，砖墙体与混凝土的膨胀度有所不同，导致了内部应力超过了抗压张力，最终形成了温差裂缝。

（二）、混凝土质量不合格

混凝土的检测指标往往相对过于单一，导致了水泥细度过分增加，矿物成分的比例被改变，这对于混凝土的耐久性有着较大影响，大大削弱了其耐久性。对于水泥的检测，即使有较高的强度，没有耐久度，也要视为不合格。

（三）、变电站土建工程缺乏检修与维护

变电站投入使用后，需要定期的对土建工程进行维护和检修，这与工程的安全性和耐久性具有重要作用。只有进行定期的检修与维护，一些土建工程的安全性和耐久性才能得到保障。当前的问题是，由于我国土建结构的安全性和耐久性的水平较低，一些土建工程产期以来存在较多的安全隐患，没有有效手段进行隐患的排除，导致工程失去效能。所以，在一些公共建筑必须进行定期检修，以排除发生公共安全事件的可能。一些建筑诸如外墙部件等，由于其极易发生坠落伤人，所以需要定期进行强制检测。我国的施工队伍人员素质差，缺乏相关的安全制度，对于建筑结构耐久性的要求也不高，所以存在较多的安全隐患。所以加强建筑检测的法律健全对于加强建筑质量具有重要作用。

四、变电站土建结构设计中的安全性和耐久性提高措施分析

（一）、合理设计混凝土结构体系

安全在混凝土结构体系中有效传递，进行相应的试验验证并通过精确的计算做保障。在受力钢筋骨架的配置上要计算其强度与刚度，而且在裂缝宽度的计算也要同时进行，防止钢筋由于受到裂缝开裂导致的腐蚀现象发生。

（二）、设置合理的土建结构设计安全水准，工程失效产生的风险要提前进行考虑，资源供给以及人民群众的意愿要充分考虑，这些因素对于合理设置土建结构的安全水准有重要意义。同时，进行定期的检测维护来保障土建工程使用的安全。

（三）、合理的构造措施。构造系统要合理设置，构造钢筋需要以最小配筋率来保障结构的耐久性，限裂钢筋要合理配置。不合理的约束及时消除，后浇带或变形缝要合理配置。

（四）、土建工程的结构设计人员需要高度重视工程的安全性与耐久性，具体设计说明中明确土建工程设计应该有最低使用寿命的基本考虑[2]。

（五）、考虑各种负荷作用

1、外界环境产生的负荷，如自重、风雪和温度作用产生的载荷。

2、过分强调经济利益，导致将计算模式的合理安全系数降低，配置降低导致钢筋的设置不合理，出现混凝土开裂现象严重。所以依据严格合理的设计标准是必要的。

（六）、施工图要全面

在进行施工前要认真分析施工图，详细的了解施工图的具体要求和特点，施工图要向施工单位提出严格的具体技术要求，以确保施工工程的质量要求。

（七）、计算配合比要准确

混凝土的配合比要经过精确计算，详细的进行抗拉强度的计算来提高要求，专门应对特殊环境下的混凝土施工。

五、变电站土建工程安全性与耐久性的具体设计

根据国家相关的制度标准进行审核初步设计， 调整要遵循局部到整体的原则，调整原则不能超过进行初步设计时定的原则。设计确定尺寸后要进行建筑物结构计算，以提出经济性的选择，这是一个进行就地取材和因地制宜的原则。通过进行材料及技术手段的选择，来尽可能的降低施工费用。合理的处理土建工程的基础是非常必要的，一般基础埋深要达到两米以上，不足三米不需要桩基。

（一）、总平面及竖向布置

按照初步确定原则进行总平面的设置，且进行大范围的调整是没有必要的， 进行压缩小部分调整来进行局部调整。进行总平面的调整是针对竖向布置的调整，以获得最优标高，减小场平工程量及其他工程量。

（二）、挡土坡及边坡

合理的计算高度就要根据设计场地来进行，将挡土墙的断面及边坡断面确定何时的高度。通过地质资料来设计挡土坡及边坡，护坡与挡土相结合的方式一般用于顺坡地质，逆坡则仅需要进行简单的处理即可。

（三）、建筑结构

建筑设计要尽量融合周围环境，与之协调，在满足功能要求及立面的情况下，尽量减少附属建筑设施。只要能满足要求，就可以尽量减少钢筋混凝土的施工，用砖混结构来代替，配电装置尽量在满足要求的同时利用成型预制钢筋混凝土环形杆。

六、小结

本文针对变电站土建设计的安全性和耐久性进行了详细分析，这个问题长期以来就是设计人员困扰的问题，通过分析在施工中易产生的问题，提出相关措施用以应对，理论结合实际，促使变电站土建设计能够达到要求的安全性与耐久性。

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Keywords: substation civil engineering design; structure; safety; durability

中图分类号：TU2

前言：进入新世纪后随着国民经济的不断发展，新材料、新工艺的不断投入使用，以及近年来地震活动频繁，我国陆续颁布了一些新的建筑结构规范及规程。大家通过对新规范及规程的学习和应用，对土建工程结构的安全性与耐久性引起了足够重视，特别是变电站工程的特殊性，土建工程的结构安全性与耐久性更应引起有关设计人员的重视，下面谈谈变电站土建工程结构安全性与耐久性的设计事宜。1、土建结构工程的安全性 结构安全性是各种作用下结构防止破坏倒塌、保护人员不受伤害的能力，是结构工程最重要的质量指标。变电站土建结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准，也与结构的正确使用（维护、检测）有关，而这些又与土建工程法规和技术标准的合理设置及运用相关联。对结构工程的设计而言，结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性和结构的安全耐久性等几个方面。 1.1结构构件承载能力的安全性。与结构构件安全水准关系最大的两个因素：①规范规定结构需要承受多大的荷载（荷载标准值），比如我国规范规定楼板承受的活荷载是2.0kN/m2，而美国、英国则为2.4kN/m2和2.5kN/m2。②规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小，前者是计算荷载对结构构件的作用时将荷载标准值加以放大的一个系数，后者是计算结构构件固有的承载能力时将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度，在安全系数设计方法（如我国的公路桥涵结构设计规范）中称为安全系数，体现了安全储备的需要；而在可靠度设计方法（如我国的建筑结构设计规范）中称为分项系数，体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大，表明安全度越高。

1.2结构的整体牢固性。除了结构构件要有足够的承载能力外，结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处局部破坏时不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力。或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的赘余度，用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。唐山地震及汶川地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。在抗震规范中也明确表示：建筑物应确保“小震不坏，中震可修，大震不倒”。尤其是变电站此类的生命工程，更应经得起地震的考验。 1.3结构的安全耐久性。我国土建结构的设计与施工规范，重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用（如干湿、冻融等大气侵蚀）下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故，其严重程度已远大于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害，所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求，如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级，都低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一，提高结构构件承载能力的安全设置水准，在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。

我国结构设计规范的安全设置水准较低，与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。国内发生的大量工程安全事故，主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准，主要是基于客观形势的变化，是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础，要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要，有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。

2、土建结构工程的耐久性 变电站土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。 土建结构工程的耐久性现状：造成混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：①由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。②施工单位不适当地加快施工进度，混凝土的养护期普遍不够，而混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证。早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。③环境的不断恶化，如废气、酸雨等。我国的酸雨面积已超过国土的30%。 3、土建结构工程使用阶段的正常检测与维护 变电站土建结构耐久性和使用寿命与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中应该进行定期检测和维护。过去因为规范对结构安全与耐久性的设置水准相对较低，使得有一些已建好的工程中往往存在较多隐患，在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。所以要将结构安全质量事故减少到最低程度，还需通过例行检测及时发现问题，并且有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。 4、变电站土建设计中应采取如下措施提高结构安全性与耐久性 4.1充分考虑各种荷载。①自重、施工、风压、雪压、温度、及各类电气设备等作用产生的荷载。②某些混凝土结构因业主或设计者过分强调利润而采用模糊不准确的计算模式，降低合理的安全系数，导致钢筋配置偏少，在地震等外力作用下使混凝土结构开裂。③严格按照相关规范进行设计，规范的制定是我国多年来在建筑结构设计及施工领域经验的理论总结，是经过验证的。因此，在设计中必须使用合理的安全系数和严格的设计标准。 4.2设计合理的混凝土结构体系。确保框架结构合理化，尽量保持与实际情况一致，受力安全有效地传递，以精确的理论计算或完善的试验结果作为前提保证。 4.3采取合理的构造措施。设置合理的构造系统，必要的构造钢筋，在合适的地方配置构造柱和圈梁，保证结构的整体性。采用有利于结构耐久性的最小配筋率，配置限裂钢筋。消除不合理的约束因素，合理设置变形缝或后浇带。 4.4准确计算配合比。对特殊环境中的混凝土，应通过计算和试验给出较为准确合理的配合比，努力提高混凝土的抗拉强度。 4.5完善施工图设计。在施工图设计中，应详细写明混凝土结构的特点和施工注意事项，明确土建工程设计的最低使用寿命要求，对施工单位提出具体的技术要求，以保证工程质量。 4.6对土建工程使用过程中的结构安全性，应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。

5、结束语 变电站土建工程结构设计的安全性与耐久性一直是设计者与使用者非常关注的问题，关系到安全与经济的协调、基础设施的投资，并与国家现行政策、法规以及未来的经济发展息息相关，是一个复杂的系统工程问题。结构设计人员要高度重视土建工程的结构安全性和耐久性，在国家有关可靠性设计统一标准的基础上，运用可靠性研究的新技术理论，并且结合结构耐久性方面的研究，适当提高土建结构设计的安全水准、结构耐久性和使用寿命，并考虑工程失效的风险后果、资源供给乃至公众的意向等多种因素，就能够提高变电站土建工程结构的安全性和耐久性，更好的适应我国现代化建设的需求，适应经济市场的需求。

参考文献

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中图分类号：TM63 文献标识码：A

一、土建变电站工程设计中的结构安全性

土建变电站工程设计中结构的安全性主要由结构的设计以及施工水平来决定，土建变电站工程设计中结构安全性的目标是保证土建结构在受到各种物理或者是化学等因素的影响时，能够保持结构的完整性，避免倒塌对工作人员造成伤害。土建变电站工程设计中结构安全性主要有以下几种表现：

（一）整体结构牢固性

整体结构牢固性指的是在结构受到自然或人为的物理、化学作用下，能够保持结构的完整性，并能够持续正常的发挥作用。所以在土建变电站的设计中，首先要是对地质进行大体的勘察，了解施工地点的地层岩性和岩土物理力学特性。经过测试，场地内的岩土层工程指标如表1所示：

（二）结构的承载能力

测量结构的承载能力有两个指标，一是材料强度分项系数与荷载分项系数的实际大小，它是在计算结构构件固有的承载能力时把构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数；另一个是行业规范所规定的结构的承载负荷。以上所说的用量值所表现出来的具体系数，体现了结构构件在给定的标准荷载作用下的安全度。土建变电站楼板的荷载计算参数如下：

（三）结构的耐久性

结构的耐久性在实际的工程建设施工过程中很少被人重视，人们经常会把关注点放在各种负荷作用条件下结构强度的要求上。由于混凝土的腐蚀以及内部钢筋的锈蚀作用而引起的事故的严重性要比因为结构构件没有达到承载能力安全水准带来的危害要大得多，所以，工程的建设施工人员必须高度重视结构的耐久性的问题。

二、土建变电站工程设计中的结构耐久性

经研究调查，土建变电站工程的耐久性随着建筑使用年限的增加而减弱。如果在工程建设中忽视了对结构耐久性的研究，必然会导致工程建筑在经历一定的时间之后进行重新的建设和维修，增加了土建变电站的维护成本。针对工程建筑耐久性的重要性，工程人员要在工程建设完成后，定期对工程进行检测和维护，来提高土建变电站的安全性和使用寿命。只注重工程的一次性投入，而忽视了工程建筑的后期维护与管理，必定会影响土建变电站的安全性以及正常功能的发挥，而且在经济上也是非常不划算的。

三、土建变电站建构中容易出现的问题

（一）土建变电站建构中容易出现裂缝

1 施工引起的裂缝原因，如：土石颗粒级配不良；现场模板拆除不当；浇灌混凝土方法不对；混凝土在大面积浇灌时，没有做好保温工作；水灰配比比例不合适，造成保水性不良以及混凝土离析；骨科含泥量过大等。

2 气候等自然原因引起的裂缝主要是温差导致的。由于钢筋混凝土与砖砌体的热膨胀性不同，混凝土的内部结构发生伸缩变形，从而导致砖砌体内部的应力超过其材料的抗拉成度，使结构出现裂缝。

（二）土建变电站的维护工作不到位

对土建变电站进行定期的检修和维护工作，有利于提高工程建筑的安全性和耐久性。所以，在一些工程竣工以后，并不是建筑过程的结束，还要对工程进行必要的定期维护与检测。在过去，很多企业和单位对土建工程的安全性和耐久性的要求很低，并且经常忽视对工程的日后检测和维护，导致了工程建筑中存在着很多隐患，危害一旦发生，必然导致其功能的不能正常发挥。

（三）建筑材料和施工质量差

由于我国对水泥质量的监测标准要求低，影响到了混凝土的耐久性。此外，有的建筑企业为了节约建设成本，提高盈利，把质量差或者是质量不合格的钢材、水泥等建筑材料运用到工程建筑中，以次充好，使土建变电站的安全性和耐久性受到了很大的影响，使工程建筑充满安全隐患，影响其使用寿命以及功能的正常发挥。不仅施工的材料存在着问题，而且在工程的招投标、施工建设等方面也存在着多多少少的问题，例如：高资质中标，低能力建设；建设工程层层转包，施工企业良莠不齐；工程施工过程中管理水平低，缺乏必要的行业行为约束等。

四、提高土建变电站工程设计中结构安全性与耐久性的对策

（一）正确处理土建变电站工程中出现的各种荷载

不论是在工程的施工建设过程中还是竣工后，工程建筑都会不可避免的受到来自自然环境、人为作用以及自身（自重等）等因素产生的荷载。种种的荷载对工程的质量、安全性和耐久性都产生了或大或小的影响。面对这种情况，我们必须采取相应的措施来降低这种影响，保证工程的质量。一般我们采取的措施主要有：一是工程建筑设计必须使用严格的设计标准和合理的安全系数，避免开发商只强调利润而采取模糊不准的计算模式的现象的发生；二是配置完善的受力钢筋骨架，设计合理的混凝土结构体系安全有效的传递，避免因结构开裂以及裂缝宽度超出限值而导致钢筋侵蚀；三是采用有利于物件结构耐久性的最小配筋率并且安置限裂钢筋，合理设置后浇带以及变形缝，形成合理的构造系统；四是通过严格的计算和实验对特殊环境中的混凝土进行合理配比，提高混凝土的抗拉强度；五是完善工程施工设计图，详细的注明工程中混凝土结构的特点、材料要求以及施工注意事项，指导施工单位和人员的行为，从而保证工程的质量。

（二）树立施工人员的质量意识

人在工程建设中处于主体地位，工程质量的好坏主要是由施工人员的技术水平、施工观念等因素决定的，所以说，提高施工人员的质量意识在保证工程质量方面具有非常深远的意义。工程建设的相关部门和施工企业要时刻谨记“质量第一”，不断加强工程质量的宣传，提高施工人员的质量意识，使他们在施工过程中严格遵守相关的要求和规定，规范施工行为，提高施工技术，保证工程的质量。

（三）加强对工程的定期检测和维护

加强对工程的定期检测和维护不仅体现在施工的过程中，还体现在工程竣工之后。在施工过程中，工程人员要不断的检测工程的结构稳定性、建筑材料的可靠性以及施工技术方法的合理性等，如果在施工的过程中发现结构、材料和施工方法上的问题，要及时的更正，把工程的安全隐患消灭在萌芽之中；同时，工程的竣工并不代表着工程建设的结束，还要对工程进行必要的维护，如果在工程维护的过程中，工程内外部结构出现了腐蚀、裂缝等情况，要及时的进行维修，维持建筑的功能，避免发生安全隐患。

结语

土建变电站设计中的安全耐久性问题一直是业界关注的重点和热点。实际建设施工过程中，工程技术人员以及施工人员要树立责任意识和安全意识，在吸收和借鉴国内外建设经验外，还要不断发展和完善传统的工程建筑理念和方法，提高土建变电站结构的耐久性和安全性。工程管理和监督人员，要严把工程材料的质量关、工程施工的技术关，为建设优质、安全、可靠的工程奠定物质基础。只有这样，才能保证变电站运行的稳定性，提高变电站的使用寿命，更好的适应我国现代化建设的需求。

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变电站的土建设计是变电站工程设计中的关键环节，而结构的安全性与耐久性分析又是变电站土建设计中的重要内容，其设计质量的好坏不仅直接关系到变电站工程的正常运行，还关系到工程项目的资金预算与分配。因此，加强有关变电站土建设计中的安全性与耐久性分析，对于提高变电站土建设计的质量具有重要的现实意义。

1 变电站土建设计中的安全性与耐久性

1.1 变电站土建的安全性

变电站土建设计的安全性是指建筑结构防御破坏的性能，在房屋遭受外界自然灾害或其他影响过程时能够避免出现结构损坏或倒塌的性能，其是评价变电站工程质量的重要指标之一。变电站结构使用方式、建筑施工水平、施工工艺、施工材料性能与质量、结构设计的合理性、工程的维护与监测等都会对变电站的安全性产生影响。变电站土建结构的安全性主要包括以下三方面的内容：

（1）耐久安全性。耐久安全性主要是指建筑混凝土结构地域腐蚀、自然灾害、时间等的性能。由于混凝土钢筋腐蚀或裂缝引起的混凝土安全事故，其危害程度要远远大于因结构构件承载不足而引起的安全事故。

（2）整体牢固性。整体牢固性是指变电站在保证安全度的基础上抗灾害、防倒塌的性能。具有结构整体牢固性的建筑结构应当具有高强的延性与充足的冗余度，在遭遇自然灾害的过程中能够避免倒塌、减少损坏。

（3）构件承载安全性。构件承载安全性是指变电站土建中使用的各项构件在正常工作中的最大承载性能。荷载分项系数、构件承载性能大小、材料强度系数等是评价构件承载安全性的重要指标。目前国内规定的变电站楼板需要达到200kg/m2的荷载性能。通常变电站的荷载分项系数增加，其结构的安全系数也会相应增大。[1]

1.2 变电站土建的耐久性

变电站土建的耐久性主要是指建筑结构在正常的使用寿命和应用范围内最大化发挥其使用功能的能力。变电站土建的耐久性主要包括两个方面的内容：①土建的使用周期性能与适用性；②土建的安全性。变电站结构建设中主要采用混凝土为原材料，混凝土的耐久性和质量将直接决定变电站土建的耐久性。

2 提高变电站土建结构安全性与耐久性的具体措施

2.1 施工设计

在变电站土建施工设计时，应当根据现行规程与规范确定整体设计发难，然后再根据实际工程要求做局部调整。

（1）结构设置。变电站的结构设置应当与周围环境相适应，在符合使用功能与立面标准的条件下尽可能减少多余附属建筑面积，并按照变电站的工作要求对跨度压缩层高进行降低；在室外配电装置设计中应当尽可能使用成型预制钢筋混凝土环形杆；在保证结构强度的条件下，尽可能运用砖混结构，减少钢筋混凝土结构的使用。[2]

（2）边坡与挡土墙。对于填方区挡土墙应当在分析地基承载力的基础上对断面形式与挡土墙材料进行确定，在地基承载力不高的区域应当扩大基础面并缩小基础埋置身度；在顺坡地质条件下可以采用挡土墙与护坡相配合的方式；在边坡与挡土墙设计红只能怪应当计算场地平整高程，并恰当利用地质地形数据资料；对于高程在8m以上的工程应当使用扶壁式挡土墙和天然地基。

2.2 结构设计

在结构设计中应当考虑以下内容：应当使用恰当的构造系统和构造钢筋，使用对结构耐久性有利的最佳配筋率，对不恰当的约束因素要采取技术措施进行消除，并恰当设置后浇带与变形缝；制定结构设计的基本安全标准，并考虑工程失效的风险后果、资源供给等；在结构体系的设计中应当加强理论计算与试验结果分析，确保承载能够有效传递；在受力骨架的配置中，应当做好相应的刚度与强度计算和裂缝宽度及抗裂性能验算，以防止由于裂缝宽度过高或结构开裂造成钢筋腐蚀；对于变电站使用中的安全性，应当做好定期的维护修理与检测，并在设计说明中注明最低使用寿命要求；[3]在竖向及平面调整中应当确定最佳标高，以保证最小的场平工程量；在变电站钢架结构中应当尽可能使用耐候钢，以提高钢材的耐腐蚀性能；在安全系数设计中，应当按照工程实际要求考虑电气设备、风压、温度、雪压、结构自重的条件下的荷载，确保框架结构能够实现荷载的有效传递。

3 结束语

土建的安全性与耐久性是变电站工程质量评价的重要指标，因此，相关设计与研究人员应当加强有关变电站土建结构安全性与耐久性的分析，综合考虑影响安全性与耐久性的多种环境因素，以不断提高土建结构的安全水准与耐久性。

参考文献