变电站结构设计范文

导语：如何才能写好一篇变电站结构设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】变电站；土建工程；结构设计；现存问题；解决措施

1变电站土建设计常见问题

1.1变电站地址选择方面的问题

变电站土建工程是工程特殊复杂，变电站内运用到高电压、大电流的电器设备，内部结构复杂，并且各电路系统之间相互交织，不良的气候条件和自然灾害的出现和发生，比如冰冻、洪涝、特大暴雨、风雪、地震以及雷电等，极易损坏电气设备，造成电路系统短路，导致火灾或爆炸等严重安全事故。与此同时，设备使用和运行过程中产生的噪音等形成噪声污染，影响周围人民的日常生活，在实际施工过程中，如果变电站选址不当，选择低洼或暴雨雷电频发区域，会引发上述问题，影响变电站的安全可靠性，造成经济损失。因此，变电站地址的选择至关重要，然而在一些变电站土建结构设计中，由于土建结构设计人员不重视变电站选址，在选址前未进行缜密调查，致使变电站选址不合理，成为土建结构设计中的凸显问题之一。

1.2土建结构稳定性和安全性方面的问题

变电站内部使用电气设备众多，且结构复杂，电气设备的工作环境也不同，安全性成为变电站土建工程设计中的重要问题。

1.2.1荷载设计方面存在的问题

荷载的设计值取值是永久组合值的1.5倍，但设计师通常混淆设计值与永久组合值，错误使用。当地基变形未超出设计值时，即被视为不满足设计要求，就需要增加基础底面积和深度，浪费工程材料。设计师在进行结构设计时，误认为屋面全跨布置产生最大内力，忽视半跨式设计的可荷载更大这一特点，进而影响结构的稳定性。变电站中存在大量的建筑结构，其使用性能关系到建筑的整体质量，是变电站重要的组成部分，如果建筑基础不牢固，土建结构设计不当，将会降低建筑结构稳定性和耐久性，缩减建筑本身使用寿命，影响变电站的正常运行，变电站内部使用的电气设备对工作环境要求不同，如果土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，对潜在安全问题不采取相应的预防措施，会影响变电站的正常供电，甚至威胁生命安全。

1.2.2建筑物结构质量不合标准

变电站是电能供应的基础设施河核心部分，在变电站土建过程中，应高度重视土建结构的安全性、稳定性和耐久性，进行变电站建设时，如果选用的建筑构件质量不附和标准，变电站选址时地基不牢固，建设时为减少工程量加快施工进度，未将地基夯实，地基建筑面积未达到标准规范要求，就忙于施工，都会导致建筑物的结构性能差，安全性和稳定性降低，影响变电站安全性及使用寿命。

1.3站内整体布局方面的问题

1.3.1设计图纸方面存在的问题

土建结构设计图纸是土建结构施工的重要参考依据，是整个土建结构施工中的重要一方面，如果结构设计图纸中存在较突出的设计缺陷和问题，尤其是设计图纸的科学规范性和标准化方面，将会对后续的施工建设产生错误的指导，造成施工干扰和困难。

1.3.2尺寸设计存在的问题

针对变电站土建结构设计工作，具体的构件尺寸设计方面存在诸多较为突出问题，特别是设计室外变配电构架中所使用的钢结构构件厚度时，设计人员缺乏专业经验，忽视节点构造需求和结构厚度的重要性，只单一依据强度以及稳定性计算数据进行设计，或者为谋求更高的利润，追求利益最大化，而选用厚度不足的设计模式，如果在后期使用中设计的相对应构件厚度不能满足构造应用的需求，就会产生一些安全隐患，影响整体土建结构设计效果以及安全稳定性。

1.3.3保护层厚度设计不合理

目前大量变电站存在内部布局不合理的问题，变电站除建筑整体结构外，还使用大量的电气设备，而绝大多数电气设备对安装环境都有较高要求，站内建筑平面布局的不合理直接影响电气设备的安全稳定。部分土建结构设计人员在具体设计过程中，未能充分考虑电气设备安装方面的注意事项，导致建筑结构与电气安装工程发生冲突，部分设计人员在设计过程中忽视细节问题，例如通风口直径过大且未设置防护网，为设备运行设下了潜在的安全隐患。

1.3.4间距设计

土建结构设计中，对于伸缩缝间距设计争议颇大，按照设计规范标准，要求如果屋面不进行隔热层设计，应确保间距不超过0.5m，由于施工材料与结构会随温差的变化发生伸缩，加之设计人员未严格按照相关设计要求标准进行伸缩缝间距设计，导致目前很多建筑即使设置伸缩缝，仍存在温度裂缝现象。

2针对现阶段建设设计问题的解决措施

2.1土建结构设计前进行可行性研究

由于变电站土建工程周期长，使用设备数量种类多，参与人员众多，在前期调研时，应对变电站选址、电网规划、供电需求、人员流动等进行综合分析，搜集变电站选址处的地质资料，对地质状况、承载能力和环境进行实际勘察，为变电站土结构设计提供可靠依据。依据变电站的选站位置、建站面积等因素及当地政府的审查批复意见，科学论证变电站土建结构设计，确保设计的可行性。

2.2合理精确进行变电站选址

进行变电站土建结构设计时，变电站选址涉及变电站的正常稳定运行及高效利用，在确保选址方案科学合理、具有可行性的前提下，还应充分考虑以下要素。

2.2.1确保周围环境

变电站选址应尽可能选择在周围环境良好的地区，选在负荷中心，尽可能建设在进出线走廊，以便于变电站与周围环境相协调，交通便捷，便于工作及运输人员的正常工作。选址区域最好在开阔、平坦及居民区较少的区域，能够对噪音有一定缓冲的地方，最大限度减少因设备运行产生的噪音对周围居民的影响。如选址区域整体环境较差，应在上风位建设变电站，降低周围不良环境对变电站的影响。

2.2.2地质条件的选择

我国地质结构复杂，地形地貌多样，影响变电站土建施工，所以变电站进行选址时要充分考虑工程所在地的实际地质情况，尤其是要避免风口、断层、滑坡、塌陷等自然灾害高发区域，避开山坡，降低因滑坡和滚石对站内电气设备的损坏，变电站站址最好选择在高地势处，避免因洪水堆积低洼区域造成影响，确保变电站充分的发挥作用。

2.2.3遵循电气设备及线缆进出线的规范和用地原则

变电站地址应在负荷中心较近处，且与工程所在地城乡规划相协调，在比较开阔的区域设置进出线走廊应，以便于电缆埋设及进出线架空。在不影响变电站正常建设的前提下，要严格遵循节约用地原则，减少土地占用，节约经济支出。

2.3优化结构荷载取值

在进行土建工程结构设计时，荷载取值实际设计过程中，设计人员需要综合考虑全跨布置的取值范围和半跨式结构可能承受的应力范围，以最危险状况下的极值来设计，从而确保土建结构的稳定性。此外，在分析设计积雪荷载时，应分别对全跨和半跨情形进行分析，半跨式对积雪均匀的不同情况进行分析，全跨式需分析均匀与不均匀分布产生的影响，以确保屋面结构的安全性。

2.4重视设计安全性

变电站土建设计要从多角度出发，充分考虑建筑结构寿命和周期，做好建筑设计安全措施，进行科学的预测和分析，按照变电室安全标准，科学设计配电室穿墙套管与地面之间的距离，同时还应考虑变电站内部建筑物的实用性，多将休息室与主控室临近设计，根据实际需求在配电室与主控室之间设置外开门，预防火灾发生时及时疏散人员得到，接近主变侧留门窗满足防火标准，使变电站质量达到合格的水平，严重杜绝安全隐患。

2.5重视工程建设质量

针对工程建设中的质量问题必须高度重视，变电站土建设计人员首先应从思想上提高对施工质量重要性的认识，增强责任意识，树立安全意识，着眼于工程的安全性和耐久性，通过科学分析、精确的理论计算及实验检验，进行建筑结构设计，确立科学合理的结构体系，延长变电站的使用周期到规定的使用寿命之上。

3结语

综上所述，变电站工程项目随着我国电网规模的扩大而与日俱增，变电站土建设计涉及整个工程的质量、安全性及可靠运行性，潜在安全隐患影响正常电能的供应和使用，阻碍正常生活生产的和经济运行，威胁工作和使用生命安全，必须足够重视土建结构设计，结合土建设计理论与实际工作，分析和研究变电站土建设计中常遇到的问题，制定科学合理的设计方案，提高施工质量，从根本上消除变电站土建工程中现存的以及潜在的各种问题和安全隐患，推动我国变电站土建设计工作迅速长远发展。

作者:曾柯 单位:四川电力设计咨询有限责任公司

参考文献

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【关键词】变电站；土建工程；结构设计；现存问题；解决措施

1变电站土建设计常见问题

1.1变电站地址选择方面的问题

变电站土建工程是工程特殊复杂，变电站内运用到高电压、大电流的电器设备，内部结构复杂，并且各电路系统之间相互交织，不良的气候条件和自然灾害的出现和发生，比如冰冻、洪涝、特大暴雨、风雪、地震以及雷电等，极易损坏电气设备，造成电路系统短路，导致火灾或爆炸等严重安全事故。与此同时，设备使用和运行过程中产生的噪音等形成噪声污染，影响周围人民的日常生活，在实际施工过程中，如果变电站选址不当，选择低洼或暴雨雷电频发区域，会引发上述问题，影响变电站的安全可靠性，造成经济损失。因此，变电站地址的选择至关重要，然而在一些变电站土建结构设计中，由于土建结构设计人员不重视变电站选址，在选址前未进行缜密调查，致使变电站选址不合理，成为土建结构设计中的凸显问题之一。

1.2土建结构稳定性和安全性方面的问题

变电站内部使用电气设备众多，且结构复杂，电气设备的工作环境也不同，安全性成为变电站土建工程设计中的重要问题。1.2.1荷载设计方面存在的问题荷载的设计值取值是永久组合值的1.5倍，但设计师通常混淆设计值与永久组合值，错误使用。当地基变形未超出设计值时，即被视为不满足设计要求，就需要增加基础底面积和深度，浪费工程材料。设计师在进行结构设计时，误认为屋面全跨布置产生最大内力，忽视半跨式设计的可荷载更大这一特点，进而影响结构的稳定性。变电站中存在大量的建筑结构，其使用性能关系到建筑的整体质量，是变电站重要的组成部分，如果建筑基础不牢固，土建结构设计不当，将会降低建筑结构稳定性和耐久性，缩减建筑本身使用寿命，影响变电站的正常运行，变电站内部使用的电气设备对工作环境要求不同，如果土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，对潜在安全问题不采取相应的预防措施，会影响变电站的正常供电，甚至威胁生命安全。1.2.2建筑物结构质量不合标准变电站是电能供应的基础设施河核心部分，在变电站土建过程中，应高度重视土建结构的安全性、稳定性和耐久性，进行变电站建设时，如果选用的建筑构件质量不附和标准，变电站选址时地基不牢固，建设时为减少工程量加快施工进度，未将地基夯实，地基建筑面积未达到标准规范要求，就忙于施工，都会导致建筑物的结构性能差，安全性和稳定性降低，影响变电站安全性及使用寿命。

1.3站内整体布局方面的问题

1.3.1设计图纸方面存在的问题土建结构设计图纸是土建结构施工的重要参考依据，是整个土建结构施工中的重要一方面，如果结构设计图纸中存在较突出的设计缺陷和问题，尤其是设计图纸的科学规范性和标准化方面，将会对后续的施工建设产生错误的指导，造成施工干扰和困难。1.3.2尺寸设计存在的问题针对变电站土建结构设计工作，具体的构件尺寸设计方面存在诸多较为突出问题，特别是设计室外变配电构架中所使用的钢结构构件厚度时，设计人员缺乏专业经验，忽视节点构造需求和结构厚度的重要性，只单一依据强度以及稳定性计算数据进行设计，或者为谋求更高的利润，追求利益最大化，而选用厚度不足的设计模式，如果在后期使用中设计的相对应构件厚度不能满足构造应用的需求，就会产生一些安全隐患，影响整体土建结构设计效果以及安全稳定性。1.3.3保护层厚度设计不合理目前大量变电站存在内部布局不合理的问题，变电站除建筑整体结构外，还使用大量的电气设备，而绝大多数电气设备对安装环境都有较高要求，站内建筑平面布局的不合理直接影响电气设备的安全稳定。部分土建结构设计人员在具体设计过程中，未能充分考虑电气设备安装方面的注意事项，导致建筑结构与电气安装工程发生冲突，部分设计人员在设计过程中忽视细节问题，例如通风口直径过大且未设置防护网，为设备运行设下了潜在的安全隐患。1.3.4间距设计土建结构设计中，对于伸缩缝间距设计争议颇大，按照设计规范标准，要求如果屋面不进行隔热层设计，应确保间距不超过0.5m，由于施工材料与结构会随温差的变化发生伸缩，加之设计人员未严格按照相关设计要求标准进行伸缩缝间距设计，导致目前很多建筑即使设置伸缩缝，仍存在温度裂缝现象。

2针对现阶段建设设计问题的解决措施

2.1土建结构设计前进行可行性研究

由于变电站土建工程周期长，使用设备数量种类多，参与人员众多，在前期调研时，应对变电站选址、电网规划、供电需求、人员流动等进行综合分析，搜集变电站选址处的地质资料，对地质状况、承载能力和环境进行实际勘察，为变电站土结构设计提供可靠依据。依据变电站的选站位置、建站面积等因素及当地政府的审查批复意见，科学论证变电站土建结构设计，确保设计的可行性。

2.2合理精确进行变电站选址

进行变电站土建结构设计时，变电站选址涉及变电站的正常稳定运行及高效利用，在确保选址方案科学合理、具有可行性的前提下，还应充分考虑以下要素。2.2.1确保周围环境变电站选址应尽可能选择在周围环境良好的地区，选在负荷中心，尽可能建设在进出线走廊，以便于变电站与周围环境相协调，交通便捷，便于工作及运输人员的正常工作。选址区域最好在开阔、平坦及居民区较少的区域，能够对噪音有一定缓冲的地方，最大限度减少因设备运行产生的噪音对周围居民的影响。如选址区域整体环境较差，应在上风位建设变电站，降低周围不良环境对变电站的影响。2.2.2地质条件的选择我国地质结构复杂，地形地貌多样，影响变电站土建施工，所以变电站进行选址时要充分考虑工程所在地的实际地质情况，尤其是要避免风口、断层、滑坡、塌陷等自然灾害高发区域，避开山坡，降低因滑坡和滚石对站内电气设备的损坏，变电站站址最好选择在高地势处，避免因洪水堆积低洼区域造成影响，确保变电站充分的发挥作用。2.2.3遵循电气设备及线缆进出线的规范和用地原则变电站地址应在负荷中心较近处，且与工程所在地城乡规划相协调，在比较开阔的区域设置进出线走廊应，以便于电缆埋设及进出线架空。在不影响变电站正常建设的前提下，要严格遵循节约用地原则，减少土地占用，节约经济支出。

2.3优化结构荷载取值

在进行土建工程结构设计时，荷载取值实际设计过程中，设计人员需要综合考虑全跨布置的取值范围和半跨式结构可能承受的应力范围，以最危险状况下的极值来设计，从而确保土建结构的稳定性。此外，在分析设计积雪荷载时，应分别对全跨和半跨情形进行分析，半跨式对积雪均匀的不同情况进行分析，全跨式需分析均匀与不均匀分布产生的影响，以确保屋面结构的安全性。

2.4重视设计安全性

变电站土建设计要从多角度出发，充分考虑建筑结构寿命和周期，做好建筑设计安全措施，进行科学的预测和分析，按照变电室安全标准，科学设计配电室穿墙套管与地面之间的距离，同时还应考虑变电站内部建筑物的实用性，多将休息室与主控室临近设计，根据实际需求在配电室与主控室之间设置外开门，预防火灾发生时及时疏散人员得到，接近主变侧留门窗满足防火标准，使变电站质量达到合格的水平，严重杜绝安全隐患。

2.5重视工程建设质量

针对工程建设中的质量问题必须高度重视，变电站土建设计人员首先应从思想上提高对施工质量重要性的认识，增强责任意识，树立安全意识，着眼于工程的安全性和耐久性，通过科学分析、精确的理论计算及实验检验，进行建筑结构设计，确立科学合理的结构体系，延长变电站的使用周期到规定的使用寿命之上。

3结语

综上所述，变电站工程项目随着我国电网规模的扩大而与日俱增，变电站土建设计涉及整个工程的质量、安全性及可靠运行性，潜在安全隐患影响正常电能的供应和使用，阻碍正常生活生产的和经济运行，威胁工作和使用生命安全，必须足够重视土建结构设计，结合土建设计理论与实际工作，分析和研究变电站土建设计中常遇到的问题，制定科学合理的设计方案，提高施工质量，从根本上消除变电站土建工程中现存的以及潜在的各种问题和安全隐患，推动我国变电站土建设计工作迅速长远发展。

参考文献

[1]杨蔚清，张京祥．简论我国变电站土建施工策略[J]．江苏建材，2010.

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【关键词】变电站；框架结构；设计说明；抗震设计

1、全内户变电站结构设计

全内户变电站的设计理念主要就是安全防范，变电站结构的抗震等级，地基建设情况和地基的承载力度，防潮抗渗的效果，材料等级，施工相应的技术含量等，都要注意，并且一定要达标，其中都要通过建设图在图上使用节点等方法详细的画出或补充说明相关的信息。

2、抗震设计的原则

以预防为主为原则，兼顾小震不坏，中震可以修理，大震不会坍塌的预防要求。具体内容我们可以理解为：遇到频率高但强度低的地震时，不产生损坏即为小震不坏，在遇到基本烈度地震的时候就算有所损坏也可进行修复，在遇到强烈地震时也不会坍塌，导致重大伤亡和损失。

3、变电站结构设计

3.1基础设计

要合理的建造使用地基，当地基的选择不合适就要及时的加以建设改进。比如采用天然地基，柱下扩展基础的宽度比较宽，不符合设计理念，或者地基建造不均匀，地基比较软，承受力不够，这时就要利用柱下条基的方法，使地基的建造不足加以改善。此时要注意，有些节点的地方基础底面积由于双向反复的使用，会造成地基的伤害，此时要适当的加宽基础，减少不好的损害。

选用桩基础，就要依据工程地点的地质资料来选用相应的桩型，在以往工程上看，桩型一般使用预应力环形杆也就是端承摩擦桩。当然，有特殊情况，当淤泥层面比较厚时，还要考虑此基础的附摩擦。

选用混凝土基础时，要注意，基础下也要建设相应的垫层，如果还建设有防水层，就要注意防水层厚度的合理性。当工程当地地段比较优秀，基础深埋也达到了一定的深度（比如大于3米），此时适合在此建设地下室。如果建设地下室，地下室的底板的建设，首先分析地基的承载力度，当承载力度满足相关需求是，为了防水性能，地下室底板的建设就不要进行外伸。在每隔三四十米时就要设计建设一个后浇带，此后，要隔两个月后用微膨胀混凝土进行浇筑。建设地下室也有相应的妙处，不仅仅是增大了空间的利用率，同时也有利于地基的稳定，降低了地基的附加应力，增加了地基的承受力，减少了地震对建筑物的伤害。设立地下室当然也有相关规定，比如不要设局部地下室，地下室的埋深度有相关的规定。注意，设立地下室可以在筏板区格处进行挖空，填充聚笨，这样可以调整高低层的不均匀造成的相关沉降。

地下室的建设也是一个繁杂的工程，当外墙选择混凝土来进行建造，相应的楼层的建设额应该有相应的变化，这比如楼层处的梁和基础梁就可以取消建造。抗震缝、伸缩缝设计，一定不要在地下设置，缝隙的连接处也要做相应的加强，此时，沉降缝两端墙体的基础不要连接。新建的建筑物的基础最好高于周围建筑物的基础，两建筑物基础的距离最小要选择基础间高度差距的1.5倍到2倍，如果条件不允许，就要打抗滑移桩，以免造成周围建筑物的损坏。底层内隔墙的建设，直接可以将地面的混凝土垫层加厚，不需要建设相应的基础。注意，基础底板混凝土最大为C30，如果超过这个规格，则会出现裂缝等洗系列问题。

万里长城可毁于基，所以施工的重中之重就是基础设计，只有打好地基，给建筑物以安全保障。普通条形基础在建筑物中总造价中大约占百分之十五到百分之二十，可见基础建设的重要性，当然在此，也要熟练的掌握地质学，尽量利用天然地基，对地基的建设进行优化，尽量减少资金的投入。地基局部该采取石块灌浆的方法进行建造，地基放大的部分，也要进行放大的相关处理，同时在满足地基建设的范围内，尽量将地基往上建造。在满足规格内，也尽量用放大基础，和钢筋混凝土桩基础，这样有利于地基的稳定。由于条件所使，桩基础的建设，尽量使用。对于施工的填充区域所填充的土必须进行夯实，人工机械均可。这个基础必须打好。密度也有一定得要求最好是在0.91到0.95之间。不同的部分对所填充土的性质也有不同的要求，地基一般选择粘土，而有的部位则选择三七灰土或和三七灰土差不多的三合土，这些主要用于地下水位以上挖深2.5米处。同样也必须进行夯实，每次填充的土的厚度大约为25厘米，夯实至15厘米左右就差不多了，这样就到达了基础底面。有时候会出现基础埋深过大的状况，这就要求我们采用块石灌浆对基础进行放大，给我们建筑带来难度，成本也会有所提高，所以尽量避免基础埋深的状况出现。对于楼房这类多层建筑，持力层厚度若大于5米则采用桩基础，3米到5米这样的超深基础最好用块石进行灌浆，既经济又实惠。对于承载力比较大的天然地基，若达到150千帕最好采用填土放大地基。

3.2结构与平面设计

一般情况下浇板配筋采用直径为10mm的二级钢，只有吊钩采用一级钢。钢筋之间的间距一般不超过200，尽量向200靠拢。板上下的钢筋直径可不同但间距最好相等。顶层一般采用防水的现浇楼板。过梁一般为现浇梁带。轻质隔墙一般为框架填充墙的首选。但必须标注制作轻质隔墙的方法及图集。对于需要防火的房间需采用防火墙，以增强我们的安全系数。

3.3楼梯设计

设计楼梯前我们必须进行周密的计算，方法如下：若休息平台板的厚度为80到100，梯段的厚度则最好在100到130之间。梯段跨度小于4米选择0.1的计算系数，板厚相同而梯段厚度为160到200，跨度6米左右的时候采用0.125的计算系数。应该特别注意当当楼梯跨度超了5米时一般挠度很难得到满足，此时必须增大配筋或者加大反拱等。配筋对于也非常重要，主要是板的负筋，我们应结合楼层板进行考虑。

3.4梁的设计

梁的设计必须遵循一定得原则，对于上梁的纵向筋最好小直径小间距，便于防止断裂。但必间距必须与梁断面相协调。纵筋必须保持等间距，箍筋则没这要求。断面小的连续梁处宜采用直径相同的纵筋，搭接处最好不在支架。对于挑梁，除大挑梁外露外，一般做成等截面，一般挑梁的根部不需要添加斜梁固定。若长高比小于4且是短梁，则避免使用这样的梁。对于扁梁，只要钢筋正常摆下、受剪满足就可以。宽度没必要太大。

3.5柱的设计

混凝土需大于等于C25，柱的断面必须大于等于450乘450，以满足水平段0.45La的要求。若不满足则应添加横筋。为了满足轴压比需采用高强度混凝土。我们必须考虑纵向地震的影响，因此轴压比还应有裕量。

4、过电压的对策及建议

4.1过电压出现原理与种类

原理：操作先引起电网运行参数变化，进而引起磁振荡，进而产生过压现

种类：母线系统中谐振引起的过压；去除空载变压器所引起的过压现象等。

4.2空载变压器过压产生原因及防范措施

在切除空载变压器时，电流比较小，但切断瞬间会产生电离作用，随之有灭弧现象出现，此时很可能出现过压现象。在实际中我们可以减小变压器绕阻和降低空载电流或增大变压器中的电容来避免过压现象。

5、总结

通过以上叙述我们该意识到，有很多因素会影响到变电站的设计，建筑的各种结构，抗震强度、混凝土的构造设计、各种负载强度等，这些对我的安全至关重要我们不得忽视。在这些都考虑周密时我们应以经济合理的为目标去设计。

参考文献：

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关键词：土建结构；安全性；耐久性；工程施工

1 变电站土建结构常见的安全与耐久的问题

1.1混凝土质量不过关

由于混凝土的质量检验习惯上以单一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，早强的矿物成分比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低的许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利水泥产品质量的均匀性。

1.2容易产生裂缝

一）温差产生的裂缝

对于站内高压配电室等长条型砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在两端靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝，也有主要分布在屋面结构层四个拐角处的斜裂缝和包角裂缝。对于继电气室等方型大开间的砖混结构建筑物，温差裂缝主要分布在四周靠近屋盖下檐的纵横墙面上，主要为水平裂缝；在窗户的上下口有可能出现裂缝。温差裂缝属稳定型裂缝，裂隙一般较小。温差裂缝产生的主要原因是钢筋混凝土构件与砖砌体的膨胀性不同，混凝土的结构层面伸缩变形引起其下砖砌体内部应力超过其材料抗拉强度结果。

二）混凝土结构的裂缝

形成裂缝的原因主要有骨料含泥量过大，颗粒级配不良；外加剂选择不当；设计强度等级过高造成混凝土脆性大，易开裂；配合比中水灰比不适合，造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，形成裂缝；浇捣混凝土时振捣或插入不当，影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生；大体积混凝土浇筑时保温工作不到位，引起内外温差过大，产生温度裂缝；现场养护措施不到位及现场模板拆除不当，也会引起混凝土裂缝。

1.3土建工程结构使用阶段的正常检测与维护不到位

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性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。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人工的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更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。

1.4施工水平过低

根据我国现有的工程项目招投标体制，高资质中标、低能力施工的现象越发常见，工程层层转包，施工偷工减料，都是引起工程质量严重不过关的主要因素。同时施工管理体制极不成熟，施工人员素质较低，施工工器具不能物尽其用，工程建设过程缺乏法律约束，都将影响施工质量。

2 土建设计中如何提高结构安全性与耐久性

变电站的工程混凝土结构耐久性，已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则，变电站工程的正常使用功能和安全性将得不到有效的保证，我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失，并将给生产和公众生活带来长期困扰。为了改善我国变电站土建结构工程的安全性与耐久性，就应当作出相应的防治措施。下面从几方面分析工程设计中如何提高混凝土结构的安全性与耐久性。

A 充分考虑各种荷载

一）自重、施工、风雪，温度等作用产生的荷载

二）某些混凝土结构因开发商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，使混凝土结构开裂。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。

B 设计合理的混凝土结构体系安全有效的传递，以精确的理论计算或完善的试验结果作为前提保证。配置完善的受力钢筋骨架，不但进行强度和刚度计算还应进行裂缝宽度验算，避免因结构开裂或裂缝宽度超出限值而使钢筋受侵蚀。

C 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，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。

D 对特殊环境中的混凝土，准确计算配合比。应通过计算和实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。

E 完善施工图。在施工图中，应详细写明混凝土结构的特点和施工注意事项，对施工单位提出具体的技术要求，以保证工程质量。结构设计人员要高度重视工程的安全性和耐久性，在设计说明中明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求。

F土建工程使用过程中的安全性，应有定期的检测和正常维护修理加以保证。合理设置土建结构设计的安全水准，必须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。随着我国经济形势巨大的变化，有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准。

3 变电站土建安全性与耐久性施工设计

对初步设计审查确定的方案，按现行的规范及规程或国家标准，设备的订货尺寸，先局部后整体调整，调整原则不得超出初步设计确定原则。所有尺寸确定无误后，对初步设计估算的各建构筑物结构尺寸进行详细计算和经济比较，应按照因地制宜，就地取材原则。采用先进的技术工艺和合理的断面，选用地方的材料，减少不必要的运输费用。根据地质详堪资料合理处理基础，一般基础埋深要求达到2.0米左右，超深不足3米不采用桩基础。

（一）总平面及竖向布置

总平面布置一般按初步确定原则，无须大调整，局部可以压缩小部分的调整，主要针对竖向布置调整，使确定标高最优，达到场平工程量最小，挡土墙和护坡量最小。

（二）挡土墙及边坡

根据施工设计场地合理计算高度，确定合适的挡土墙断面和边坡断面，挡土墙和边坡设计应充分利用地质资料。对逆坡地质情况可以简单处理。对于顺坡地质情况可以考虑护坡与挡土结合的方式。填方区挡土墙根据地基承载力情况，确定挡土墙材料和断面形式，地基承载力较差的地区，宜把基础放大，减少基础埋置深度。高度大于8米以上采用扶壁式挡土墙，基础尽量利用天然地基。

（三）建筑结构

结构设计尽量与周围环境协调，满足立面和使用功能，减少不必要附属建筑面积，根据设备的运行要求减小跨度压缩层高。满足规范要求同时，尽量采用砖混结构，减少钢筋混凝土框架结构。室外配电装置计算满足规范原则时尽量采用成型预制钢筋混凝土环形杆。

4 结束语

总之，在变电站土建结构设计的安全性与耐久性的研究过程中，一定要运用新的先进技术，结合结构耐久性的理论研究，适当提高土建结构设计的安全性和耐久性，这样才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要。

参考文献：

[1]张吉珂，土建结构工程的安全性与耐久性.2006年第06期

[2]张方龙，如何有效提高土建结构工程的安全性与耐久性.2010年第06期

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【关键词】变电站；土建；设计要点；问题研究；优化策略

0 引言

变电站建设是电力工程中不可忽略的重要组成部分。因为变电建设质量的优劣程度直接影响到我国经济发展进度。变电站建设不仅仅关系到一个国家的工业发展和科技进步，而且人们的日常生活也与之息息相关。作为变电站建设工程中的主要工程之一，土木工程的设计及优化直接影响着工业生产及人们日常生活中电力供应的稳定程度。所以，在变电站土木建设工程中，把握工程中的重点，并进行不断地改进优化，将会在优化变电站建设质量工作中发挥着重要的作用。

1 变电土建设的要点分析

1.1 变电站的选址

要想建设变电站，那么就要先决定在哪里建设才能最大程度地发挥变电站的作用。所以选择合适的位置很重要。我建议选择两个或者两个以上的备选地址作为变电站的选址方案，然后再根据实际工程的要求进行筛选，找出最终的最优方案。首先要做的是对变电站站址进行初步的考察和了解，其中包括对其周边的环境、交通状况及地理位置的考察。目的是为了避免日后产生的矛盾冲突。例如，农田的侵占，交通的受阻等问题。其次对周边的地质条件，水文气象等自然因素进行实地考察。变电站室内常常出现裂缝或不同程度的塌陷问题，门窗漏水等问题，所以这一环节是变电站建设的考察工作的重中之重。此外，工作人员在对其进行详细地考察之后要进行仔细地分析并给出合理化建议，不断筛选最为适宜的变电站地址，以避免日后在变电站建设工程中出现的变电站过早淘汰等问题。

1.2 变电站建设的可行性研究

变电站建设的可行性研究是指工作人员在对变电站选址所进行的考察工作结束之后，通过相关部门对该选定方案的可行性进行仔细研究探讨，然后审核批复的过程。其中包括对两个或者两个以上的变电站选址的地基处理、占地面积、经济作物、林木赔偿或者拆迁赔偿进行技术上的经济对比。

1.3 变电站建设的初步设计

对变电站的地址进行批复后，接下来就要进行对其进行初步设计工作。其主要包含总体平面的布置设计，建筑设计，结构设计，基础处理选型设计及对整个站区的排水设计。就总体平面的布置设计而言，主要指对道路的引接点，安全距离，坡度及转弯半径等方面的优化。合理安排已确定规模的建筑，严格遵守电力工程相关规定和国家要求标准，并注意在设计过程中尽量减少变电站的占地面积，以此节省经济投资。就建筑设计而言，要尽量减少建筑面积和经济投资。结构设计必须严格遵守国家建筑规范要求，如低于3.6米的建筑可采用砖混结构；高于3.6米的建筑则必须采用钢筋混凝土的框架结构。

1.4 变电站的施工图纸设计

在对土建的建筑面积，基本选型，结构选型及平面布置进行全面的考察审核，并给出合理化建议之后，接下来就是对土建工程施工进行图纸设计。在进行图纸设计时，工作人员必须将审核意见作为参考依据，并严格遵守国家现行的章程和规范标准，展开工程的局部设计并将其完成。最后还要确保所有资料准确无误，才能实施图纸设计的相应工作。

2 变电土建的优化策略

2.1 变电站主要建构方案的优化策略

建构方案包括基础和地基处理方案、建筑结构设计、建筑的平立面设计、采暖通风及水工方案。就基础和地基处理方案来说，地质较好就采用天然的基础处理；遇到淤泥较厚的情况，就采用水泥搅拌预压技术。就建筑结构设计来说，我国目前大多数的变电站都是采用钢筋混凝土的框架结构，构架与支架相互结合，以此增加变电站建筑的抗压能力。就建筑的平立面设计来说，设计除了满足美观的要求外，还要保证各个功能房符合电气的规范要求。

2.2 变电站电缆沟的优化策略

建议采用电缆沟和电缆埋管相结合的方式，适当地减少地下电缆沟的数量，全面改善变电站施工条件，提高施工质量和施工效率。另外在条件允许的情况下，可以根据数字化工程的特点对其进行现场组装。

2.3 变电站站址设计的优化策略

首先要设置两个或者两个以上的变电站站址，为了更好地进行对比，选出最优的站址方案。对变电站站址一定要对其地址、水质及周边环境等进行实地考察工作，以便于选择更经济，更可行的站址方案。并由专家对其可行性进行评判，指出其不合理之处并加以改进。在评定方案过程中，要采纳专家提出的意见，确立一个比较科学合理的指标，再根据实际的情况对细节加以修改，最后筛选出最好的变电站站址方案。

3 结束语

在我国飞速发展的社会经济的推动下，国家越来越重视我国电力行业的建设。众所周知，变电站在我国电力工程建设中具有举足轻重的地位，而在变电站建设工作中最重要的就是变电土建的设计与优化。因为变电站建设的整体质量完全是由变电土建的设计与建设质量决定的，所以熟练掌握变电土建的设计要点，并不断地对其进行改进与完善，对于变电站建设工程质量的提高来说具有着极其重要的意义。

【参考文献】

[1]陈展鳌.变电站土建设计中常见问题与对策[J].广东科技，2013（16）.

[2]王建中.变电站土建工程施工监理措施[J].江西建材，2013（1）.

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关键词：变电站；设备；运行；温度监测系统；无线传感器；网络技术；分析

中图分类号：tm930 文献标识码：a

在无线通信技术领域中，无线传感器网络技术作为一种新兴的无线通信网络技术，不仅代表着无线通信技术的发展方向，并且在实际通信传输应用中，能够实现对于传输数据信息的获取以及传输、处理等，同时，无线传感器网络技术还能够实现目标系统控制的一体化智能管理，具有非常明显的无线通信先进技术优势。尤其是随着现代信息技术不断发展以及网络通信技术的进步，不仅推动了无线传感器网络技术的快速发展，而且也促进了该技术在实际通信传输中的应用推广。对于电力系统来讲，变电站是整个电力系统的重要组成部分，对于电力系统的安全稳定运行实现有着很大的影响和作用。尤其是变电站结构中的高压开关柜以及母线接头、输变电线路接头、电缆接头、室外隔离开关等，对于变电站安全稳定运行比较重要的设备装置，它们在变电站运行应用过程中，极容易因为装置设备老化或者是温度过高等问题，发生运行故障事故，对于变电站结构的安全以及正常稳定运行有着很大的不利影响。基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统，就是针对变电站设备运行中由于温度等因素引起的设备运行故障问题，进行监测与控制实现，以保证变电站设备的正常与稳定运行实现，保证整个电力系统的安全稳定运行。

1 变电站设备温度监测系统结构分析

在进行基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统的整体框架结构设计过程中，根据电力系统变电站设备温度监测系统的实际应用情况，考虑将变电站设备温度监测系统的整体框架结构设计为三层，即变电站设备温度监测系统的数据采集结构层和系统通信结构层、管理分析层。

其中，变电站设备的数据采集结构层主要是在变电站运行设备运行过程中，对于设备运行环境中的各种温度数据信号进行采集，它主要是通过分布在变电站设备中的温度传感器节点以及中心节点，形成一个无线传感器网络，实现对于变电站运行过程中，各种设备的温度信号进行采集收集；而变电站设备温度监测系统的系统通信结构层，主要指的是变电站设备温度监测系统中中心节点和主控室中监测计算机设备之间的通信设置，在进行变电站设备温度监测系统的中心节点以及主控室监测计算机之间通信实现时，主要是通过rs-485总线，实现温度监测系统中多个中心节点的通信功能，通信过程中主要是使用的主从应答方式实现通信传输。此外，变电站设备温度监测系统的管理分析层，主要是对于系统采集层所采集的数据信息进行分析处理。通常情况下，由变电站设备温度监测系统中的数据采集结构层进行变电站运行过程中，变电站设备运行的温度数据信息进行监测采集之后，通过系统通信结构层完成所采集数据信息的通信传输，再由温度监测系统主控室的计算机对于采集并传输的数据信息进行分析处理实现，同时变电站温度监测系统中的管理分析层不仅能够实现对于采集数据信息的分析处理，同时能够对于数据信息的分析处理结果进行显示以及储存、打印和控制等。如下图1所示，为变电站设备温度监测系统的设计框架结构示意图。

2 变电站设备温度监测系统的硬件设计分析

在进行基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统设计中，变电站设备温度监测系统的硬件结构部分，主要包括变电站设备运行温度监测应用实现的传感器节点、中心节点以及计算机设备等，下文主要对于变电站设备温度监测系统中的传感器节点以及中心节点的设计进行分析。

2.1 温度监测系统的中心节点设计分析

在变电站设备温度监测系统中，硬件结构中的中心节点是整个系统的核心部分，它主要设置分布在变电站设备的各个合适位置处。在变电站设备温度监测

统运行过程中，中心节点既可以使用无线通信方式，对于系统中传感器节点采集到的温度信号进行汇聚，也可以对于系统采集的温度信号进行计算以及分析、整合等，并嵌入在rs-485总线上，以备系统中监控计算机的采集应用。

如下图2所示，为温度监测系统中心节点的设计结构示意图。通常情况下，中心节点主要是由微处理器单元以及无线通信单元、串行通信单元、电源单元、存储单元和报警显示单元等组成。在温度监测系统中心节点的这些组成单元中，其中微处理器单元芯片以及无线通信单元的芯片，不管是选型还是传感器节点模块，都是一样的，因此，中心节点的这两个单元一致的，在设计中可以通用。

2.2 温度监测系统的传感器节点设计分析

在进行变电站设备温度监测系统中的传感器节点设计时，传感器的节点主要设置在变电站结构中的各个温度监测点上，传感器节点的运行实现主要是通过电池作为供电电源，由于温度监测系统中传感器节点的工作运行环境比较恶劣，并且传感器节点运行过程中的电磁干扰比较严重，因此，在进行温度监测系统传感器节点的设计中，还需要注意进行传感器节点的抗干扰性能以及低功耗性能特征的设计实现。进行温度监测系统中传感器节点抗干扰性能的设计，主要就是要求传感器节点的体积应当足够小，以避免对于温度监测设备本身特性的影响控制在最小，同时，还需要在进行传感器节点的设计过程中，注意对于传感器节点的扩展性以及灵活性、安全性和稳定性的设计实现与满足。如下图3所示，为温度监测系统传感器节点的结构设计示意图。根据下图可知，温度监测系统中传感器节点的结构设计，主要包括微处理器单元结构部分以及无线通信单元部分、数据采集单元部分、电源单元部分等四个结构部分。

3 变电站设备温度监测系统的软件设计分析

基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统软件设计，主要包括变电站设备温度监测系统的传感器节点、中心节点以及计算机监测软件等的设计实现。首先，在进行变电站设备温度监测系统的软件部分设计过程中，为了避免温度监测系统在实际监测运行中，系统中的多个传感器节点在同一时间进行数据的发送造成的矛盾问题发生，对于无线传感器网络内部的通信，主要是采用基于时分多址的网络通信控制协议，进行系统通信的设计实现，通过每个时元多个时帧的划分，并将每个时帧对分成一定数量的时隙进行网络数据信号的收发实现避免传感器网络节点之间的通信矛盾，保证通信传输的正常稳定与通信传输节能效果实现。

如下图4所示，为温度监测系统中传感器节点软件系统的流程示意图。在变电站设备温度监测系统中，传感器节点软件结构部分在变电站设备运行传输的一个时帧周期中，主要是进行中心节点控制命令的接受以及变电站设备运行温度数据的采集、发送，进行休眠状态等。此外，对于变电站设备温度控制系统中的中心节点软件结构部分，在进行设计过程中主要将一个中心节点设计为最多可以进行32个温度传感器节点的带动实现，这些中心节点以及传感器节点组成温度监测系统中的一个子系统，并且每一个子系统中都有特有的网络标号，以避免运行监测中不同子系统之间的数据串扰问题发生。最后，变电站设备温度监测系统中的计算机监测软件的设计实现，主要是在计算机visual basic6.0作为软件设计平台的基础上设计实现的。

结语

总之，基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统设计，作为一种比较新的温度监测系统设计方式，在设计过程中，应注意结合变电站设备运行的实际情况，在遵循无线传感器网络技术原理的要求下，进行设计实现。本文中无线传感器网络变电站温度监测系统设计方案，经过实地运行调试与测试验证，是可行的。

参考文献

[1]沈楚焱，杨鹏，史旺旺.基于无线传感器网络的预装式变电站测控系统[j].机电工程.2012.

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随着我国社会和经济水平的不断提高，在供电质量方面的要求也越来越高。在资源大量消耗的现状下，如何通过可再生资源，更好的为社会提供稳定、安全、可靠的电力，是目前我国电力行业的核心目标。随着我国的电力行业的不断发展，同时也面临着大量的机遇和挑战。大容量的发电厂往往和负荷中心的距离较远，需要进行远距离的高压输送，提高了出现故障的几率，从而导致大规模停电的产生。全球发生的多例大规模停电事件也让人们开始关注电力系统的稳定性。在现代科学技术的发展下，通信技术、计算机技术等逐渐也开始应用在电力系统中，提出了智能电网理念，可以有效保证电力输送的稳定性和安全性，更好的为社会服务。

一、智能变电站结构

1.1智能变电站和智能电网

智能变电站和智能电网之间有着密不可分的联系，可以说智能电网中包括了智能变电站。智能变电站的设计是建立在智能电网的基础之上的，智能变电站的存在保证了智能电网的数字化、智能化、互动化等多项特点，是实现智能电网的重要保证，主要体现在以下几个方面：

第一，支撑智能电网。智能变电站有着统一的标准和信息模型，可以保证智能电子设备的互动性，为智能电网的信息化奠定基础。智能变电站要建立在数字化的前提下，有着性能优良、抗干扰能力强的特点，并具备自我检测和诊断的能力。通过以太网交换技术，能够确保智能电网的精确度，使数据能准确、快速的传输，为智能电网提供数据基础。通过稳定智能变电站中的电子设备完成动态数据、稳态数据和暂态数据的采集与处理工作，提高智能电网的数据处理能力。

第二，加强全网联接。变电站是智能电网能量传递的重要枢纽，因此智能变电站的存在能保证电网中各个节点的有效连接。当智能电网中发生事故时，可以进行有效的控制，并提高电网的事故预防能力，保证电网的稳定性[1]。

第三，高电压等级的智能变电站能够满足智能电网中对高压输电网架的要求。根据我国的实际情况，智能电网中的主要输电网架都是高压线路，必须要通过高电压等级的智能变电站进行调节，能够解决高电压线路中大容量点电能传输所存在的问题，保证我国高压输电网架的稳定，促进我国电力建设的完善。第四，通过中低压智能变电站，可以同时支持风能发电、太阳能发电等清洁分布式电源的接入，为智能电网提供了中间歇性电源“即插即用”的功能。第五，为智能电网的实时监督提供了保障。在智能变电站中，通过大量先进电子设备的应用，可以获取到电网中的运行数据，对设备的维护检修提供基础，提高了系统的实用性。

1.2智能变电站与数字变电站

数字变电站是确保智能变电站实现的基础，相比之下，数字变电站更注重过程，而智能变电站更注重结果。和数字变电站有所区别，智能变电站强调的是物理集成和逻辑集成。强调了智能设备在智能变电站中的应用，不仅可以负责传统设备的测量、控制以及监测等各项功能，还可以进行相应的计量和保护等。智能设备是由一次设备和智能组件之间的组合，有着测量数字化、控制网络化、状态可视化等特征。而逻辑集成指的是智能变电站注重逻辑集成，通过对系统的虚拟装置，可以根据实际情况，选择对智能变电站的区域性或总体性的协调，支持在线决策、协同互动等多种应用。智能变电站和数字变电站的区别可以分为两个方面：

第一，出发点不同。数字化变电站的目的是满足变电站的自身需求，通过建立统一的信息通信平台，在变电站内部实现一次、二次设备的通信，注重的是变电站内部的设备和相互之间的联系。而智能变电站是建立在整体电网的要求上，建立全网统一的信息通信平台，更加注重电网中各个智能变电站之间的联系，以及变电站和控制中心之间的通信，提高电网中的通信水平。另一方面，智能电网中还可以支持风能发电、太阳能发电等多种清洁分布式电源，满足“即插即用”的要求。

第二，设备集成化程度不同。数字变电站具备一定的设备集成和功能优化，在以太网技术的基础上，将一次、二次设备之间相融合，符合了智能电子装置的标准。和数字变电站相比，智能变电站的设备集成化程度更高，智能设备体现的更加全面，促进了一次、二次设备的一体化进程[2]。

二、智能变电站数据通信网络性能要求

通信网络是变电站自动化系统内部和其他系统之间进行交流的重要途径，数据通信网络是否稳定、高效、实时是判断系统信息化、自动化的重要标准。在智能变电站中，数据通信网络是各种设备与系统之间的信息传输纽带，要满足相应的国际标准和规范，建立统一的通信接口。随着变电站自动化技术的不断发展，需要进行传输的数据越来越多，对数据通信网络的要求也在不断提高。数据通信网络必须能够应对目前大量的电量数据、操作数据以及故障数据等。另一方面，目前对数据通信网络的实时性和稳定性要求非常高，因此在对数据通信网络进行设计时，要考虑到网络的冗余性能和无扰恢复能力。从总体来说，对智能变电站通信要求的性能要求可以分为以下四方面：

第一，分层结构。智能变电站的分层结构是由分层架构决定的，数据通信网络的分层是确保智能变电站分层架构的前提，根据对智能变电站的不同需求，要选择相对应的网络通信技术和结构。

第二。实时性。在智能变电站中，需要对大量的实时运行信息和操作控制信息进行处理，这些信息往往都具备一定的实时性，所以在建立数据通信平台时要注重数据传输的实时性。第三，可靠性。电力系统有着连续运行的特点，这就意味着智能变电站的数据通信系统也要一直处在运行状态，一旦数据通信系统出现运行故障，会对智能变电站的整体运行产生影响，造成巨大的经济损失，甚至伤及人们的人身安全。因此，数据通信系统的可靠性是在设计时要考虑的重要因素。第四，电磁兼容性。变电站在日常的运营中会受到多方面因素的影响，例如电源、雷击、跳闸等，使得通信系统常常要在强磁干扰的环境下工作，因此对网络的电磁兼容性有着一定的要求，要避免强磁干扰而产生的通信障碍。

三、智能变电站数据通信结构体系

3.1智能变电站结构设计

根据我国电网公司对智能电网出台的相关规定，在建立智能变电站时，要包括过程层、间隔层和站控层。在过程中包括变压器、断路器、隔离开关等一次设备；在间隔层中包括继电保护装置、系统测控装置等二次设备以及一些控制器和传感器通信系统；站控层中包括各种自动化监视控制系统，对通信系统中的实时情况进行监督，对智能变电站中的设备进行全方位的监视、控制以及信息交互，保证变电站数据采集、监视控制、电能量采集等多项工作的正常进行。和数字化变电站相比，智能化变电站的设备集成化程度更高，更好的实现了智能设备的作用，将一次、二次设备一体化，提高了变电站的工作效率。除了过程层中的测量和控制功能不变之外，智能化变电站通过集成将间隔层中的保护、控制与监视融合到过程层中。这样一来，这些智能设备除了能够进行测量和控制之外，还具备保护、监视的功能；另一方面，智能设备通过标准化接口接入电网的高速网络后，能够更好的实现智能设备和变电站之间的信息交流。在此基础上，可以对智能变电站中的数据通信网络进行结构设计[3]。

3.2智能变电站总线设计

在传统的数字变电站中，总线设计分为站级总线和过程总线两种方式。站级总线指的是变电站层和变电站层之间的通信方式，通过站级总线，各个变电站之间能够进行数据通信，并可以和上级运行中心以及调度控制中心相联，传输相应的数据信息。过程总线指的是在过程层和间隔层之间的通信。通过过程总线，这两者之间可以进行数据通信，具有一定的稳定性和实时性。如非常规互感器采样值的传输、保护装置控制命令的传输等。根据站级总线和过程总线的特点，数字变电站中有两种组网模式：独立过程总线模式、站级总线与过程总线结合模式。独立过程总线模式中，间隔层的智能电子设备要通过两套以太网接口，分别接入站级总线和过程总线。在这种模式下间隔层和过程层的数据难以进行共享；站级总线与过程总线组合模式下，变电站中的一切智能设备同时接入同一个物理网络。无论是变电站层之间的装置还是智能电子装置之间，都能实现共性和交互，但是由于网站中存在大量的数据信息，因此很容易引发网络资源竞争问题。和数字变电站相比，智能变电站中只有站级总线一种总线模式。在智能变电站中，逐渐开始淡化过程总线的概念，间隔层和过程层之间的数据信息传输通过变电站中的智能设备进行。设备以及系统之间的数据通信通过以太网技术实现，保证了数据通信传输的稳定性和可靠性。

3.3安全结构设计

智能变电站中的数据通信是建立在以太网技术上的，有效降低了变电站的成本。但是在智能变电站中，面临着各种网络安全威胁。其中既有变电站内部的威胁，也有来自变电站外部的威胁，其中主要包括非法使用、截获信息、篡改数据信息、恶意程序、权限管理不当等。智能变电站是以TCP/IP协议为基础的以太网技术建设的，通过加密技术、数字签名技术、容错技术等多种方式对安全结构进行完善[4]。

四、结语

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关键词：变电站;土建设计;安全;防火

中图分类号：TM631;TU972 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）35-0165-02

进入21世纪以来，人类的生活方式等都发生了巨大变革，我国经济社会更是处在高速发展的阶段，电在经济发展中扮演着越来越重要的角色。本文结合自己的工作实践经验研究了土建设计中的安全和防火问题，并且提出了预防和应变突发事件的措施，对理论分析和实际工作有一定的指导意义。

1 土建结构的安全性

随着电力产品的广泛应用，作为电力基础设施的变电站正大规模兴建。土建设计是变电站改造和建设的最基本环节，其重要性不言而喻，如处置不当很可能造成不可挽回的损失，所以必须要保证变电站土建设计的合理和规范。

土建结构的安全性是指在各种情况下防止倒塌、保护相关人员不受伤害的能力。变电站的建设必须考虑土建结构的安全性，那么我们就必须要了解土建结构的安全性问题，并且提出行之有效的预防解决措施，方能够最大程度的避免损失。

1.1 变电站土建设计中常见的安全性问题

安全性问题是变电站土建设计首要考虑的问题，然而在实施过程中由于材料、工艺、施工条件等多方面因素影响，安全隐患问题依然存在，主要的问题有以下几方面。

1.1.1 混凝土质量本身不过关

混凝土的质量不能仅依靠强度作为衡量标准，还应该把混凝土的耐久性也作为检验标准，这就要求混凝土在生产中调整成分比例，适应本地区气候天气条件，尽量多采用合格有保障的商品混凝土。

1.1.2 容易产生裂缝

混凝土容易产生裂缝，产生裂缝的原因主要有温差产生的裂缝和混凝土结构的裂缝以及养护条件不当产生的裂缝。造成温差裂缝的主要原因是砖砌体和混凝土构件热膨胀性的不同;造成混凝土结构的裂缝有很多原因，其中主要有骨料含沙泥量过大、没有恰当的选择外加剂、强度等级过高等;施工过程中工期安排不合理，赶工期，养护中没有采取保温、保湿等也将导致混凝土裂缝的产生。

1.1.3 使用过程中的检测和维护

变电站土建结构的安全性和耐久性是设计时必须考虑的因素，但是通常在使用过程中没有进行定期的检测和维护，这样容易导致一些不安全因素的发生，尤其是建筑物的玻璃幕墙以及外墙面砖等容易发生坠落等不安全因素。所以必须建立健全的质量控制与质量保证制度，规范对结构安全与耐久性的设置。除此之外，还必须从法制上明确变电站土建工程在正常使用过程中的定期检测。

1.2 提高变电站安全性与耐久性的措施

要切实在变电站土建设计中提高安全性和耐久性，就必须充分考虑各种载荷、设计合理的混凝土体系、采取合理的构造措施，设置合理的构造系统、准确计算配合比，充分考虑混凝土的使用坏境，完善施工图等。要做到以上几点，就必须采取合理有效的措施，大体应该从以下几点做起：

①变电站土建安全性和耐久性必须引起设计人员的高度重视，而且变电站土建工程的最低使用寿命必须成为设计使用说明的明确要求。

②在变电站使用过程中，土建工程应有定期检测以及维修维护，必须杜绝“年久失检、年久失修”的现象发生。

③设计合理的混凝土结构体系。需要特别提出的是混凝土结构体系的设计不能随便简单核算了事，应当经过严格精确的计算和完善的实验验证来保证论证和计算结果的正确性。除了刚度和强度都必须考虑在内，还应该进行抗裂或裂缝宽度的验算。还需要留出安全承载范围，以免因误差或是其他自然因素导致的超出疲劳极限等问题。

④采取合理的构造措施。通常在土建结构的设计中，钢筋的使用率决定了土建结构的稳定性等，而变电站的土建设计中也必须计算配筋率，从而保证结构的合理性。

⑤合理设置土建结构设计的安全水准。土建结构设计的安全水准是许多因素的综合体，必须充分考虑这些因素带来的潜在风险，如工程失效的风险后果、资源供给等问题，制定合理的安全水准，这样才能够保证不造成资源浪费以及安全等诸多问题。

变电站土建设计的安全性和耐久性已经成为了一个广为关注的问题，它关系到安全与经济的协调以及资源的配置合理利用等问题，必须引起设计人员的高度重视。

2 变电站土建设计中的防火问题

火灾是变电站的高发事故之一，所以进行变电站的土建设计就必须考虑防火的问题，首先需要了解变电站的防火要求，并采取一定措施来满足防火要求。

2.1 建筑物的防火

首先应考虑各建筑物之间以及各设备之间的距离是否满足净防火间距的要求。当防火安全间距不能够满足时就必须设计满足条件的防火墙。建筑物内部空间、功能合理、外型美观设计的同时必须合理设计安全间距以满足防火的规范要求，建筑物最低耐火等级为二级。建筑的设计还应该考虑火灾发生时的紧急疏散等问题，这就要求设置合理疏散口。主控制室、继电器室、配电装置室的墙面应采用较高等级的难燃烧材料及自熄型饰面材料，墙面、顶棚宜采用非燃烧材料。

2.2 电气设备的防火

电气设备通常是导致火灾的最大原因，这是因为电气设备通常都是带油的。鉴于变电站的此种特殊性在土建设计中必须在不同功能的房间配备不同种类的灭火器。

变电站内最重要的设备之一是变压器，它的防火等级和要求很高，必须在设计中加以考虑。目前，我国尚没有比较成熟的变压器起火后的灭火方案，所以要求土建设计人员必须充分考虑变压器在建设过程中与其他建筑物的安全距离，以及按照国家规范配备化学灭火器。另外，变电站内的电缆是连通各个电气设备的载体，在变电站内分布较广，也是容易引起火灾的物体，设计时无法采用固定设施来灭火应主要靠分隔，采用阻燃电缆等措施。

2.3 变电站站区防火

变电站的场地建设必须要考虑防火的需求，在满足各建筑物、构筑物之间防火间距要求的基础上，设置合理消防车道。消防车道必须留出足够宽度和拐弯半径。一般要求设置环形车道留有12 m×12 m的端头回车场。绿化上不能种植高达的乔木和易落叶的灌木，对重点防火区域不应该种植植物，应该铺设草皮或混凝土地坪。

变电站的设计要求满足无人值班的需求，要实现无人值班的要求，就必须依靠各种传感器探头，根据防范要求必须设置火灾烟感、温感等传感器，能够在火灾发生的第一时间自动报警。除了以上的各种措施之外，还必须建立相关的应急处理措施，这样才能够应对一些突发的事件。

随着我国的经济发展，火灾的防护愈来愈引起大家的关注，变电站作为火灾的易发地和高发地，这就要求土建设计人员必须引起重视，在土建图纸的设计中充分考虑各种因素加以综合运用，严格执行国家的行政规范，真正做到防治结合、预防为主的设计目标，最大限度地保证人民的财产安全。

3 结 语

变电站土建设计中安全性和耐久性以及防火安全问题一直是引起社会广大关注的实际性问题，它关系到与民生相关的资源配置、基础设施的建设、人身与财产安全等问题，设计人员应运用最先进的理论知识来保证土建结构设计的安全性与耐久性，同时必须合理设置建筑物以及设备的位置关系，来防止火灾的发生，并且建立应急措施以及设计必要的应急装备，才能合理有效的处理突发事件。

参考文献：

[1] 罗惠平.变电站土建设计中的结构安全性与耐久性[J].中国新技术新产品，2010，（24）.

[2] 巫尚吉.变电站土建设计中有关防火的问题[J].企业科技与发展，2008，（20）.

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【关键字】变电站设计、常见问题、设计方法

中图分类号：U665文献标识码： A

前言

变电站土建设计是一项复杂、庞大的工程，要从变电站的特点入手，分析现阶段我国变电站设计存在的问题，然后综合讨论，全方位分析。

变电站土建设计中存在的问题

1.选址不合理 变电站内电器设备电压高，电流大，电路系统复杂，一旦发生洪涝、特大暴雨、冰冻、雷电等不确定的自然灾害时，电气设备极易损坏，若发生短路，极易引起火灾或者爆炸。若选址不合理，选在低洼易涝地区或者暴雨频发以及雷电多发地区，极易发生事故。影响正常供电。所以在变电站的土建设计中，应做好变电站的选址工作，力求布局合理。站址标高应高于本地50年一遇洪水位和历史最高内涝水位。 2.变电站内建筑设计不合理 安全问题突出变电站内部需要安装大量的电气设备，这些设备对工作环境要求不同。变电站土建设计人员在设计变电站的主体建筑结构时，若不综合考虑，对可能出现的安全问题不采取相应的预防措施，变电站内部极易发生火灾。不但影响变电站的正常供电，而且还威胁到了变电站工作人员的生命安全。 3.建筑物结构质量直接关系到建筑物的使用寿命 若在建设变电站时，选用的建筑构件不合理，变电站选址时地基不牢固或者建设时只追求减少工程量，在没有夯实地基的情况下就匆匆施工，造成地基不牢固，这都会造成建筑物的结构性能差，影响变电站的安全性和使用寿命。 4.组织施工不合理影响土建工程质量 变电站是供电基础设施，在变电站土建工作中，应把工作重点放在提高土建结构的安全性和耐久性上。充分考虑其使用寿命和周期，就要对施工过程中可能出现的问题进行科学的预测和分析，针对问题制定合理的施工组织计划和设计，使变电站质量达到合格的水平，防止工程后期出现严重安全隐患。否则，变电站工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证。

变电站土建设计的特点

1.变电站设计具有较高的技术要求、较高的资金需求 变电站由于涉及高危险性电类装置需要良好的维护与保养，作为稳定性的需要，高额的资金投入是必然，同时对高新电力操作系统的使用也需要工作人员的高技术性。 2.变电站设计受地形影响较大 变电站的选址是土建设计阶段的重要一项，因为变电站需要较高的稳定性也就需要选址于自然环境对变电站影响最低的地点。地形起伏的南部丘陵地区或多盆地重叠如梯田的一部分北部地区会加大材料运输难度，同时这些地形受到土质影响有发生泥石流的可能都不宜建设变电站。变电站多建设于地势较缓且土质较硬地方。由于变电站的高危险性我们还需考虑到对人畜的影响，因此平原农田中部以及山坡平缓处成为较好的选择。 3.变电站占地规模不确定变电站的占地规模受变电站电压等级，设备设施分布而定。如高电压等级的变电站必然需要大规模布线以及较高的安全防护措施，同时需要配备检修、值班等多项辅助措施，这样就需要较大的占地规模。布线的规模就意味着电压的等级高低，对于高以及超高电压变电站需要严格的监控和高要求的设备管理，同时由于超高电压的传输规模会遍及周边较大范围这样就需要较多的管理人员，管理人员的工作室以及住宿等一系列生活必须建设就加大了规模。同理对于小电压的变电站规模依据资金投入和相关部分所要求的规模进行建设。 4.变电站设计需要严格的管理 毋庸置疑，变电站作为国家工程中的重要设施必然需要严格的管理，同时在变电站土建的过程仍需要相关人员的严格把关。前文所述，变电站土建工程中有许多因素影响着变电站的建成质量，所以需要管理人员认真进行档案记录，严格把关每一项土建环节，在每一环节上进行缜密的思考与规划以便在后面的施工环节做到高效率、高质量完成，降低相关成本。

变电站的设计优化

1.变电站站区给排水及消防系统方案设计与优化 变电站的给水系统主要包括生活给水和消防给水，这两个系统最好分别设置。变电站的生活给水和消防给水量都不多，因此可以考虑通过市政供水或打井来满足供水方案设计。变电站的排水系统应根据站区面积、污水处理装置容积采用合流或分流排放。变电站场地内设置检查井、雨水口，地面以自然排水为主。对于变电站的消防系统方案设计，应当检查设备、建筑物相互之间的距离是否满足消防规定，当达到消防规定的间距标准时可以不做处理；当达不到间距标准时，应采用防火墙或者防火窗来处理。 2.屋外构支架的设计与优化 变电站屋外构支架的结构选型和布置方式根据电气主接线方式进行选择。为了达到减少纵向尺寸和节约占地面积的目的，当采用联合构架时，有的间隔可以采用两个间隔一跨，构架纵向中部设置单端支撑。运用LCC全寿命比较分析法对屋外构支架的材料（钢管杆与水泥杆）进行科学的比较分析，选出与变电站使用周期相符合的杆体材料，从而达到降低成本的目的。 3.围墙、电缆沟的设计与优化 为了提高施工效率，加快工程进度，实现现场组装和工厂化制作，一般采用装配式围墙。变电站的电缆沟也应尽量采用现场装配施工的方式，根据智能化变电站工程特点，减少或者取消地下电缆沟的数量，采取电缆埋管、预制电缆槽盒和预制电缆沟相结合的方式，从而使全站作业条件得到改善，管沟施工质量得以提高，施工进度大大加快。 4.暖通系统的设计与优化 变电站暖通系统方面，设置节能型排风机和节能变频空调，使变电站建筑的全年总能耗大大降低。通风管道不宜穿过防火墙和不燃烧体楼板等防火分隔物。如必须穿过时，应在穿过处设防火阀。

变电站土建结构设计的具体方法

1.做好整体牢固性的设计 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，主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度。这就要求设置合理的构造系统，采用必要的构造钢筋，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。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。在《变电站建筑结构设计技术规定》中对站内生产用房、辅助及生活建筑荷载效应、房屋建筑的结构形式的选择等都作出了具体的规定。特别是对变电站特有的屋外构支架的设计条件、计算简图和内力分析等都给出了详细的要求。 2.做好结构的安全耐久性的设计 这主要是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。因此，我们要对土建结构工程使用阶段的正常检测与维护。结构耐久性和使用寿命的概念与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，为了保证结构安全性和耐久性，变电站工程在建成后的使用过程中应该进行定期检测和维护。

做好结构的抗震性能的设计

建筑物的抗震能力与场地条件有密切的关系，场地条件包括地质构造，地基土质和地形，对建筑物震害有着明显的影响，变电站建筑物如建在地震断裂带及其附近，地震时最易倒塌，因此，选址时应避开地震带。 地基基础和上部结构是协同工作的，不能只重视加大基础和加强上部结构，更应重视地基的处理。因为再大的基础断面相对地基来说，也是较弱的，而地基处理是治本的办法。本地区为湿陷性黄土区，为了消除其湿陷性，根据规范要求，一般可采用换土、垫层、打桩等办法，且不应把未经处理的湿陷性黄土作为持力层。 结构选型应根据建筑物的基本条件来决定，合理的结构选型，可加强结构的整体刚度。同时，增强结构构造连接，是减轻地震灾害，提高抗震能力的前提条件。结构选型应有明确的计算简图和合理的传力途径，应具有必要的强度和良好的变形能力，避免因部分构件失效而导致整个结构的破坏。

结束语

我国正处于高速发展的时期，电力系统是维持国家经济发展的重要系统。因此在变电站土建工程的设计施工中要严格把关，提高对设计的要求，保证变电站的质量，节约施工成本，最终达到促进我国经济建设的目的。

参考文献：

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关键词：站内道路 路面结构 接缝设计 端部处理

中图分类号：S611文献标识码： A

1变电站站内道路概述

1.1变电站站内道路分类

变电站站内道路包括围墙内所有运输、消防、检修、人行通道和建筑物引道，站内道路由于其具体使用需求，在设计中与普通的城市道路或者公路有所不同。同时由于变电工程的特殊性，其道路设计也需要特殊考虑。变电站站内道路根据功能分区及不同的使用功能，主要分为以下几类：

(1)运输干道，主要包括主变运输通道及高压电抗器运输通道，主要行驶运输主变及高抗的大型平板车，需要承受较重的压力和荷载。

(2)消防通道，全站及重点消防设备周围，在有条件的情况下均应布置环形的消防通道，要求满足消防车的行驶需求。

(3)检修道路，主要用于建设期设备的安装及运行期的检修工作，同时包括运营期巡视及维护设备的的作用；包括变电装置区域内的相间道路。

(4)建筑引道，建筑物出入口与站内其他道路连接的通道，用于搬运物品及行人。

1.2变电站站内道路特点

根据变电站站内道路功能的不同，同时根据变电站全生命周期内道路使用情况，站内道路具有其区别于其他工厂道路的特点：(1)站内道路车辆行驶速度较慢，交通量较小；(2)变电站建设期变压器等大型设备运输通道，局部短时间的有重型车辆通过，其承受的荷载较大。(3)运营期内，站内各道路仅作为日常检修维护使用，其荷载与建设期相比明显很小。(4)变电站站内道路通常采用公路型断面型式，一般采用水泥混凝土面层。

1.3站内道路使用中常见问题

本文根据变电站站内道路通常采用水泥混泥土路面的特点，概述站内水泥混凝土道路常产生的问题。水泥混泥土路面具有刚度大，强度高，稳定性、耐久性好，便于施工，利于扩建，造价较低等优点，但是与沥青路面相比，具有路面易出现裂缝、跑砂、起皮等缺点，这些问题的产生与很多因素有关，大多数都是施工质量的问题，同时也有设计的问题，设计时应根据变电站所处的区域，结合土基特性，选择合适的基层材料、厚度，以及混凝土面板的厚度，尽量避免各种问题的出现。

2水泥混凝土路面设计概述

水泥混凝土路面设计包括很多方面，本文主要结合变电工程的特点，简述站内道路路面结构设计（包括面层、基层及垫层设计），接缝设计，面层配筋设计等方面。

2.1路面结构设计

(1)面层：一般采用普通混凝土面层，特殊情况下设钢筋混凝土面层。

(2)基层：一般采用级配碎石作为道路基层。

(3)垫层：视场地具体地质条件确定是否需要设置，例如膨胀土地区、盐渍土地区等可设灰土垫层，以减弱膨胀土及盐渍土对道路的破坏。

2.2面板厚度的确定

2.2.1计算方法

在水泥混凝土路面板厚度确定时，通常是根据实际情况，对照《公路水泥混凝土路面设计规范》，初拟路面结构型式及各层厚度，然后进行面板厚度的验算，最终确定合适的面板厚度。

2.2.2判定方法

水泥混凝土路路面结构设计以行车荷载和温度梯度荷载综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态，其表达式：

式中：――水泥混凝土弯拉强度标准值（Mpa）

――可靠度系数

――行车荷载疲劳应力（Mpa）

――温度梯度疲劳应力（Mpa）

2.2.3计算步骤

（1）交通分析。统计道路标准轴载日作用次数，确定设计基准期内的标准轴载累计作用次数，以此确定设计道路交通等级。

（2）初拟路面结构。根据设计道路交通等级确定道路安全等级及变异水平等级，根据《规范》初拟路面结构及厚度，并确定混凝土面板尺寸，以及确定接缝设置及类型。

（3）确定路面材料参数。根据采用的路面结构及交通等级，通过查表或计算确定相关参数，包括：面层弯拉强度标准值，弯拉弹性模量标准值，路基回弹模量，基层回弹模量，基层顶面当量回弹模量，面层相对刚度半径等。

（4）计算荷载疲劳应力。根据设计基准期内的标准轴载累计作用次数、路面结构以及接缝设计等参数，通过计算确定荷载疲劳应力，以此来量化反映行车荷载对路面的影响。

（5）计算温度疲劳应力。根据工程所处的自然地理位置，确定道路区划等级，结合交通等级、路面结构等参数，通过计算确定温度疲劳应力，以此来量化反映行车温度条件对路面的影响。

（6）判定路面厚度。根据3.2.2中的判定公式，判断路面厚度选取的是否合适，当满足公式判定条件，这说明初选的面层厚度可以承受设计基准期内荷载应力及温度应力对路面的总和疲劳作用，故可以作为混凝土板的计算厚度；否则应重新计算。

2.2.4变电站站内道路计算时应注意的问题

在变电站站内道路设计中，结合变电工程站内道路建设期和运行期交通量相差较大的特点，且实际交通数据收集较难收集，所以在变电站站内道路设计时，按照《厂矿道路设计规范》中规定，按四级公路进行设计。

2.3接缝设计

2.3.1面层设置接缝的意义及问题

由于大气温度周期性的变化，致使水泥混凝土路面产生各种形式的温度变形。混凝土板在路面温度升高或降低时，面板纵向受到约束，不能自由伸缩而产生附加应力及面板翘曲所产生的翘曲应力。为防止或减弱温度变化引起的混凝土板的胀缩应力、翘曲应力以及便于施工的要求，在混凝土面层施工时，会设置不同类型的接缝。

纵向与横向接缝将路面板分割为规则的形状，对于消除温度内应力保持路面整齐的外观是有效的措施，但是接缝附近的路面板却因此成了最薄弱的部位。这种薄弱性主要体现在车轮对面板边、角部位的碾压会造成对面板的削弱，容易断裂；同时，雨水也容易穿过接缝渗入路基和基层，有时还会引起唧泥，使细颗粒土壤流失，造成路面板边、角脱空，以致面板工作条件进一步恶化。

因此，接缝设计也是混凝土路面设计中重要的一个方面，设计时应兼顾两方面，合理设置接缝。

2.3.2接缝类型

混凝土面板上的接缝，按照接缝方向可以分为横缝和纵缝；按照功能分，有胀缝、缩缝和施工缝。

(1)缩缝：保证面板在温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱面断裂，从而避免产生不规则的裂缝。

(2)胀缝：保证面板在温度升高时能部分伸张，从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断的作用，同时也能起到缩缝的作用。

(3)施工缝。在每天施工结束或混凝土浇注中断时，必须设置施工缝。其位置尽量设在胀缝或缩缝处，设在胀缝处的施工缝其构造与胀缝相同；设在缩缝处的施工缝采用平缝加传力杆型。

2.3.3接缝设计

(1)纵向接缝

纵向接缝的布设应根据路面宽度和施工铺筑宽度确定，有纵向施工缝和纵向缩缝两种做法，当一次铺筑宽度小于路面宽度时,应设置纵向施工缝；当一次铺筑宽度大于4.5m时，应设置纵向缩缝。

纵向施工缝采用平缝形式，上部锯切槽口, 槽口深度为30~40mm,宽度为3~8mm。槽内灌塞填缝料，以免渗水和落入硬屑，同时在接缝处板厚中央设置拉杆，以避免板块横向位移，并保证接缝传递荷载的能力。如图2所示。

纵向缩缝采用假缝形式，即铺筑时仅在板的上部设缝槽,而板的收缩和翘曲会使缝槽下的混凝土自行断裂。锯切的槽口深度应大于施工缝的槽口深度。采用粒料基层时，槽口厚度为板厚的1/3；采用半刚性基层时槽口深度为板厚的2/5。同时在接缝处板厚中央设置拉杆，拉杆采用螺纹钢筋，拉杆中部100mm范围内应进行防锈处理。如图2所示。

(2)横向接缝

横向接缝有缩缝、施工缝以及胀缝，其中施工缝应尽量设置在缩缝或胀缝处，采用平缝加传力杆形式，此处不再详述，构造图见图3。

横向缩缝采用不设传力杆假缝形式，自由端部的3条缩缝设传力杆。横向缩缝顶部应锯切口，深度为板厚度的1/4~1/5，宽度为3~8mm，槽内填塞填缝料，变电站站内采用塑料油膏作为填缝料。如图4所示。

横向胀缝设置的目的是为了消除因温度变化产生的温度应力，此外每条缩缝都有分担膨胀变形的作用，路面实际使用过程中绝大多数路面不是因为胀缝数量少而出现拱胀破坏,而是胀缝设置质量较差引起接缝碎裂，原则上应少设或不设。通过对《规范》的分析，结合变电工程的实际情况，认为应在如下情况设置胀缝：a.道路交叉口处各向切点处；b.与固定构筑物相接处；c.与柔性路面相接处；d.站内直线段道路根据站址具体的地理位置，结合施工季节合理布置，一般情况下每隔100m左右设置一条胀缝。胀缝宽度20mm，缝内设置涂沥青木屑板及塑料油膏填缝板，并设置可滑动的传力杆，如图5所示。

(3)交叉口处接缝

平面交叉口处接缝的设置相对直线路段较复杂，如果板块划分不当，易出现板块过大或过小、错缝及板角出现锐角等情况，影响交叉口的排水、美观以及混凝土面板的强度。相交路段内各条道路的横缝位置应按相对道路的纵缝间距做相应变动，保证两条道路的纵横缝垂直相交，互不错位；相交道路弯道加宽部分的接缝布置，应不出现或少出现错缝和锐角板。

2.4端部处理

2.4.1混凝土路面与构造物衔接

水泥混凝土路面与其他构造物（包括已建道路）衔接时，应根据施工温度设置胀缝。若构造物与道路同时施工，则应设置滑动传力杆；若紧邻构造物的胀缝无法设置滑动传力杆，可采用两种胀缝形式：a.边缘钢筋型胀缝，即在毗邻构造物的混凝土板端部内配置双层钢筋网；b.厚边型胀缝，在板端长度为板厚6~10倍的范围内逐渐将板厚增加20%，如图6所示。

变电工程站内道路与构造物衔接的情况，主要是与广场衔接、扩建工程中与原有道路的衔接，在设计中，通常采用厚边型胀缝进行衔接。

2.4.2混凝土路面与沥青路面相接

水泥混凝土路面与沥青路面相接时，其间应设置至少3m长的过渡段，过渡段的路面采用两种路面呈阶梯状叠合布置，其下面铺设后的变厚渡混凝土过渡板的厚度不得小于200mm；过渡板与混凝土面层相接处是的接缝内设置拉杆，混凝土面层毗邻该接缝的1~2条横向接缝应设置胀缝，如图7所示。

2.5道路跨电缆沟

在地质条件较好的情况下，站内道路通常是做普通混凝土路面，在道路下有构造物时需要配筋。变电工程中，下穿道路的构筑物主要是电缆沟，在设计中，通常在道路与电缆沟相交处，将道路整体浇筑跨过电缆沟，保持路面的连续性和整体性，并在混凝土板内布设双层钢筋网。

3 500kV变电站扩建工程中的道路设计

3.1工程简介

500kV变电站扩建工程是在已建原变电站内围墙内进行扩建，本期扩建500kV配电装置区最东侧的两个备用出线间隔，需新建两条3.0m宽的相间道路，每条道路长约155m。

扩建区域位于围墙内，前期已经经过平整，地层从上至下分别为粘土、含碎石粉质粘土、粘土、灰岩，粘土具有一定的弱胀缩性。

3.2相间道路设计

3.2.1路面结构确定

扩建工程道路设计通常要考虑前期采用的路面形式及断面结构，前期工程采用水泥混凝土路面，为保证一致，本期也采用水泥砼路面。由于新建的两条道路均为3.0m宽，故确定路面板厚度为180mm厚，采用碎石垫层200mm厚，并在碎石层与混凝土板之间设50mm厚粗砂垫层；此外，由于场地具有若膨胀性，为了减弱土壤膨胀性对道路结构层的破坏，在碎石垫层底设3:7灰土垫层300mm厚，断面型式见图8。

3.2.2接缝设计

本次扩建2条3.0m宽的道路，不设纵向接缝，设置横向缩缝、胀缝，在必要时结合缩缝设置施工缝。每隔4.0m设置一道缩缝，在与其他道路相交时，根据实际情况可调整间距；缩缝采用不设传力杆假缝形式，缝顶部切口深度为60mm，宽度为6mm，槽内采用塑料油膏填缝。每隔96.0m设置一道胀缝，胀缝宽度20mm，缝内设置涂沥青木屑板及塑料油膏填缝板，并设置可滑动的传力杆，见图9。

此外，新建道路与原有道路相交时，其胀缝不设传力杆，采用厚边型胀缝形式，即在靠近原有道路的板端1500mm的范围内逐渐增加板厚，最厚处增加36mm，见图10。

4 总结

本文根据变电工程实际情况，总结站内道路路面设计中的一些特点，并结合500kV变电站扩建工程中的道路设计，对路面结构设计、路面接缝设计、与其他构筑物衔接、穿电缆沟道路等方面进行简单概述。

参考文献

[1]JTG D40-2002，公路水泥混凝土路面设计规范[S]，2002

[2]JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S]，2003

[3]王海波. 浅谈水泥混凝土路面胀缝[J]. 山西建筑，2009