浅谈110KV室内变电站土建设计及施工中的一些注意事项

彭元军

摘要：本文针对目前110KV室内变电站的土建设计及施工中出现的问题，从变电站设备基础预埋件设置、接地材料、GIS室要求、GIS等电气设备站内运输吊装及预埋管道和预留孔洞等论述了设计及施工等各个方面应注意预防的问题。

关键词：室内变电站设计 施工 注意事项

随着我国城市化进程的加快，城市面积不断扩大，城市供电负荷大幅攀升，用户对供电可靠性的要求越来越高，常需要在城市中心地区修建110KV变电站，但城市内土地供应日益紧张，征地和拆迁费用十分昂贵， GIS（gas-insulated metal-enclose switchgear）即气体绝缘金属封闭开关设备，又称“六氟化硫封闭式组合电器”，它是将断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器和母线等元件组合并封闭于金属壳体内， 充SF6气体绝缘组成一种组合式高压电器，具有体积小、技术性能优良及占地面积小的特点，110KV GIS设备变电站占地面积为常规设备的40%左右，符合我国节约用地的基本国策，减少了征地、拆迁、赔偿等昂贵的前期费用。因此占地面积小的110KV室内GIS变电站在城市中得到了飞速的发展。在修建110KV室内变电站的过程中，由于设计和施工等方面的缺陷，常有不满足电气设备安装和变电站安全运行的一些问题，针对这些问题做了简单分析，供设计和施工人员参考。

一、GIS组合电气设备基础预埋件不满足电气设备要求

110KVGIS组合电气室常常设置在变电站综合楼的二层，所有基础预埋件采用在楼板上预埋槽钢，GIS组合电气设备是由刚性的各个元件用螺栓连接起来的，为了防止SF6气体泄漏，母线管法兰连接时的垂直误差不能超过0.5 mm，对基础预埋件的平整度要求较高，大多GIS组合电气要求基础预埋件的平整度高差不得大于2毫米，且应露出地面2-3毫米，由于基础预埋件多达近几十件，在施工完成后发现基础预埋件不能很好的满足平整度要求。

造成基础预埋件平整度不满足要求的原因，主要为基础预埋件安装完成后因浇筑混凝土时的震动和建筑工人的踩踏造成基础预埋件移位，以及在浇筑梁与楼板时模板的起拱高度不一样及模板支撑不牢产生不均匀沉降造成基础预埋件沉降，拆模后造成基础预埋件平整度不满足要求。

为避免以上问题的发生，在建筑工程施工中，对基础预埋件采取二次浇筑的措施，取得了较好的效果，施工方法为浇筑梁与楼板时在基础预埋件位置只预埋加密的锚筋，待模板拆除后再使用水准仪确定基础预埋槽钢水平度并与预埋锚筋焊接牢固，二次浇筑高标号细石混凝土，使基础预埋件平整度满足GIS组合电气设备安装要求。

二、接地线宜采用铜排、镀铜钢绞线或其它不易腐蚀材料

接地是电气设计的重要内容，是保证变电站可靠运行的重要保证，变电站接地方式以水平接地体为主，辅以垂直接地极，水平接地体常采用60х8镀锌扁钢，垂直接地极常采用70х6镀锌角钢，变电站主接地网接地电阻应不大于0.5欧姆。但由于土壤的污染和地下水的侵蚀以及焊接点防腐防锈处理的不足，常造成接地主网经过几年运行后接地材料锈蚀严重，接地电阻升高，不满足变电站安全运行要求，必须对接地主网进行大修，而室内变电站建筑建成后，不易对埋置地下的接地主网更换或大修，即使能够更换或大修，其费用也很大，所以应尽可能延长其使用寿命。

对接地主网宜采用防腐性能好铜排和铜垂直接地极，或采用新型的镀铜接地钢绞线和镀铜垂直接地棒，连接处采用专用焊接方式预防腐蚀，能很好满足变电站的安全运行要求，通过对投运变电站的回访，两者的效果都很好，虽然一次投入较大，但减少了接地主网大修，维护运行方便，总运行维护费用降低。

三、GIS组合电气设备室的要求

GIS组合电气设备是变电站内除主变压器外最大的电器设备，室内布置时，设计要通过对GIS室设备的宽度和通道宽度计算决定房间的大小。工作通道宽度应考虑当采用电缆作为进出线时，由于GIS设备与高压电缆的交流耐压试验的标准值不同，现场耐压试验需要装设临时SF6空气套管，必须注意带电体与墙壁之间的安全距离，同时还要考虑移动式SF6气体回收装置的宽度及转弯半径，检修和搬运GIS组件所需要的宽度。GIS室的高度必须考虑设备运输、安装、大修和试验的可能性，检修时应可以整体起吊断路器及其他组件，并注意现场耐压试验时带电体与房顶的安全距离，吊钩最大起吊高度不得小于GIS设备厂家要求的吊绳高度（吊绳呈人字形时，人字形的夹角不得大于60℃与30厘米空余高度之和。

GIS室里的SF6气体的体积分数≤1000 mL/m3，空气中的含氧量不得低于18%，所以在GIS室内必须装设通风设备，其通风量为GIS室空间体积的3～5倍。一方面考虑正常情况下运行人员进入GIS室前对室内进行换气，另一方面在GIS外壳发生爆裂后应能可靠排出SF6气体。根据发热通风的要求，室内通风通常将出风口布置于室内的上部，但由于SF6气体的比重约为空气的5倍，SF6气体沉积于电缆沟或接近地板的底层空间 ，所以通风设备的出风口应考虑设在GIS室的下部，以便迅速可靠地排出外逸的SF6气体，在室内六氟化硫设备场所应配备六氟化硫浓度仪和氧量仪，GIS室通风设施的控制开关应设计在GIS室门外，在施工时应注意安装方向。

GIS室的室内装饰目的是以防潮、防尘为主，在GIS现场安装、检修过程中，空气中含尘量一般不得超过0.1 mg/m3，空气的相对湿度不宜超过70%。因此GIS室不宜采用容易起灰的水泥地面和石灰墙面，并应尽量减少不必要的门窗，设计应对建筑装饰周全考虑。

四、GIS组合电气设备的站内运输及吊装

GIS组合电气设备利用已有的站内环形道路到达吊装位置，使用吊车起吊到吊装平台后再用地锚或室内吊车就位。

吊装平台的设计宽度和设计荷载应满足GIS组合电气设备的吊装要求，其栏杆宜为活动栏杆，吊装平台顶面宜为细石混凝土面，以便于GIS组合电气设备吊装，吊装完成后再安装栏杆及处理吊装平台面。

GIS组合电气设备重量较大，就位较为困难，如果室内未设置吊车，则土建设计人员应根据电气要求在在GIS室的两端和适当位置预埋地锚钩，以便GIS设备的就位。

五、电气埋管、防雷接地及预留孔洞

GIS变电站土建施工过程中的电气埋管、接地敷设及孔洞预留数量多、形式复杂，在保证电气安装的顺利进行及整个变电站的施工质量上起着重要的作用。施工过程中常常发生预埋管道或预留孔洞等遗漏，在电气设备安装时只有重新预埋管道和对建筑物破坏开孔，造成施工困难，影响建筑物外观，且建筑物质量受到影响，为变电站的安全运行留下隐患。

为避免以上问题的发生，施工前设计人员应会同电气安装技术人员、土建施工技术人员对电气施工图纸和土建施工图纸进行共同审核，明确按照施工图上标明的预埋管道、接地敷设和孔洞的的具体位置和大小，防止出现遗漏或差错，施工图上表示不明确或不详细的地方，设计要及时明确，保证施工的准确性。施工单位还必须加工制作和备齐土建施工阶段中的预埋件、预埋管道和零配件，防止耽误施工进度。

主体结构施工阶时根据梁、板施工的进度要求及流水作业的顺序，逐层逐段的按图做好预埋预留配合，完成管道的铺设、穿梁管道的套管预埋、防雷接地网的焊接、预留孔洞的设置及大型设备预埋构件的固定等。

砌体工程施工时做好墙身埋管及预留孔洞等工程的施工。电气安装人员按照砌体位置校核出在结构预埋阶段所预埋的孔洞、管线的正确性，并检查预留的管道是否通畅，同时做好半成品的保护措施，防止砌体施工中砂浆、垃圾等进入管道并阻塞管道，与土建施工做好配合，预留好墙体上的各种孔洞，并且要掌握好土建详细的砌体进度才能保证跟踪到位，不遗落任何孔洞，根据图纸的要求在墙身开槽铺设管道及安装户内箱盒等。

总之，随着经济的发展，中心城区负荷密度越来越高，而土地资源的缺乏，不仅使得地价极其昂贵，有时还使得一座变电站仅落实站址、解决通道和拆迁，以及报批等前期工作就花费很长的时间，所以110KV室内GIS变电站是今后城市变电站的发展趋势，为设计、土建施工及电气设备安装提出了更高的要求。

参考文献

[1]陈玉芝.电气安装工程与土建工程的施工配合及预留中应注意的问题.[J]黑龙江科技信息，2009，（3）.

[2]变电所建筑结构设计技术规定 [S] .

[3]35～110KV变电所设计规范[S] .

[4]供配电系统设计规范[S] .