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　　摘要：箱式變電站在配電網(wǎng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用，但是在城市中心高密度區(qū)地上箱式變電站的建設(shè)有著諸多的不利因素。針對(duì)供電部門(mén)的需求，本文對(duì)預(yù)制式地下箱式變電站的設(shè)計(jì)包括電氣設(shè)備的選擇，及預(yù)制混凝土殼體、通風(fēng)、防水等問(wèn)題進(jìn)行了闡述。

　　關(guān)鍵詞：預(yù)制式 地下 箱式 變電站 通風(fēng) 防水

　　1.前言

　　隨著城市電網(wǎng)負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)、城市居民生活質(zhì)量的提高，以及用電負(fù)荷深入負(fù)荷中心，低壓配電網(wǎng)的供電半徑逐步縮小(市區(qū)中心不大于100米)的要求，必須在人口稠密、建筑密度大的商業(yè)、經(jīng)濟(jì)、文化中心建設(shè)配電設(shè)施，但城市中心繁華地區(qū)、文物保護(hù)區(qū)等地區(qū)，城市規(guī)劃部門(mén)對(duì)市容景觀及整體環(huán)境有著特殊要求，所以地上輸配電設(shè)施建設(shè)難度十分大，而且常規(guī)的地上箱式變電站造成與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，影響了城市環(huán)境的協(xié)調(diào)性，城市居民及游客對(duì)地上箱變也頗有微詞，另外地上箱變建設(shè)除征地費(fèi)用昂貴外，拆遷困難，場(chǎng)地不規(guī)則，施工條件困難等因數(shù)均給地上箱式變電站建設(shè)帶來(lái)了諸多不利因素。為解決變電站與周圍環(huán)境不相協(xié)調(diào)問(wèn)題，預(yù)制式地下箱式變電站產(chǎn)品成為供電部門(mén)的一大需求，預(yù)制式地下箱式變電站的建設(shè)成為必然。預(yù)制式地下箱式變電站的使用可布置在人行步道上，充分利用地下空間，而且所有設(shè)備安裝均在工廠完成，安裝時(shí)箱變僅分箱體部分和蓋體部分吊裝,大大的節(jié)省了施工的周期。

　　2. 電氣部分

　　預(yù)制式地下箱變適用于電纜環(huán)網(wǎng)型用戶，電氣主接線采用單母線接線。10kV中壓采用電纜環(huán)網(wǎng)型 2K+1T 型(10kV進(jìn)線、出線和變壓器出線各1路)SF6環(huán)網(wǎng)柜，進(jìn)出線配置SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)及短路/接地故障指示器，變壓器出線配置SF6負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器組合。高壓電纜進(jìn)出線全部采用下進(jìn)下出方式。變壓器選用全密封油浸式變壓器，變壓器高低壓端子布置于變壓器器身的兩端，變壓器與高低壓設(shè)備的電纜連接均采用了T型肘型插頭直接插入的連接方式，使用方便同時(shí)起到全封閉全絕緣的防護(hù)作用。低壓系統(tǒng)采用全封閉配電柜，柜內(nèi)選用塑殼斷路器，且配置一組補(bǔ)償電容器。低壓電纜進(jìn)出線采用下進(jìn)上出方式。由于運(yùn)行環(huán)境(相對(duì)濕度95%以上)的要求，同時(shí)考慮雨季較長(zhǎng)地區(qū)使用的問(wèn)題，所以考慮所有電氣設(shè)備均采用防護(hù)等級(jí)較高的電氣設(shè)備，同時(shí)高低壓柜內(nèi)二次進(jìn)線均加裝防護(hù)罩。保證電氣設(shè)備在惡劣環(huán)境下安全可靠運(yùn)行。

　　箱式變壓器室內(nèi)采用“品”字型布置，運(yùn)行人員于箱體頂部沿爬梯而下，在箱內(nèi)端部布置變壓器，左右兩側(cè)分別布置低壓配電柜和高壓環(huán)網(wǎng)柜及電纜進(jìn)線柜。中央部分為操作空間。箱體底部設(shè)置300mm高的電纜夾層，用于穿設(shè)進(jìn)線電纜及高壓環(huán)網(wǎng)柜及變壓器間的聯(lián)絡(luò)電纜。為滿足高壓電纜轉(zhuǎn)彎半徑的要求，在平面板底預(yù)制200mm高的高壓環(huán)網(wǎng)柜及低壓箱設(shè)備支架。

　　地下箱變的箱蓋兩端設(shè)有通風(fēng)口。10kV電源進(jìn)線電纜由箱變上蓋側(cè)的通風(fēng)“耳朵”處進(jìn)入電纜進(jìn)線柜，再經(jīng)電纜夾層返上高壓環(huán)網(wǎng)柜。低壓電纜出線由對(duì)端的通風(fēng)“耳朵”處出線進(jìn)入電纜予埋管。所有的電纜出入口均由鋼管保護(hù)，外加防水處理。變壓器與高低壓設(shè)備采用電纜連接。同時(shí)地下箱變箱體預(yù)制復(fù)合環(huán)形封閉式地線網(wǎng)，箱體上部4處留出接地極，待施工時(shí)與新做地網(wǎng)可靠焊接。以解決地下箱變的接地問(wèn)題。

　　每臺(tái)箱變均裝設(shè)綜合控制儀實(shí)現(xiàn)對(duì)補(bǔ)償電容器的自動(dòng)投切,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)箱變的供電計(jì)量功能。采集箱變內(nèi)的電流、電壓，有功功率、無(wú)功功率及計(jì)算有功電度和無(wú)功電度等遙測(cè)信息。并采集高、低壓開(kāi)關(guān)位置、電纜故障信號(hào)、電容器保護(hù)動(dòng)作信號(hào)等遙信信息。每臺(tái)箱變的綜合控制儀通過(guò)調(diào)制解調(diào)器及光纜與附近的箱變形成一個(gè)光纖網(wǎng)。可將遙信信息傳送到集控中心，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動(dòng)化功能。

　　3. 土建部分

　　預(yù)制式地下箱變?cè)诠�廠制做完成運(yùn)至安裝地點(diǎn)，與現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留的進(jìn)出線電纜對(duì)接，完成電纜預(yù)留孔的防水封堵，將檢修人孔密封固定后，即可投入正式運(yùn)行。預(yù)制式地下箱變可以安裝在道路下、花壇下，不僅很好地利用了地下豐富的空間資源，主要是滿足了一些特殊環(huán)境的市政規(guī)劃要求和苛刻的工期要求。

　　地下箱變采用分體結(jié)構(gòu)，由箱體和箱蓋組成。箱體結(jié)構(gòu)：箱體為一個(gè)兩邊帶“耳朵”的長(zhǎng)方體盒子，箱體尺寸為：高2500mmx長(zhǎng)3700mmx寬2900mm，箱體重量約為13噸。箱體由鋼筋砼整體澆筑而成，箱體壁厚100mm，砼采用防水砼，在砼中摻入多功能復(fù)合劑，使砼具有高強(qiáng)、高抗?jié)B、高耐久和抗裂性。箱體內(nèi)部空間上下分為設(shè)備層和夾層兩部分。在箱體上預(yù)留爬梯，爬梯采用可伸展設(shè)計(jì)，檢修人員可以通過(guò)設(shè)在箱蓋上的活動(dòng)人孔蓋板，沿箱體內(nèi)爬梯進(jìn)入箱內(nèi)，將爬梯收起然后進(jìn)行操作;在箱壁上安裝防潮燈，于夜間的檢修工作。箱蓋：地下箱變箱蓋結(jié)構(gòu)由鍍鋅鋼板焊接成凹型，箱變整體安裝后填入瀝青砼、地板磚等與周圍環(huán)境相同的材料，使箱變與周圍環(huán)境融為一體，從而達(dá)到“視而不見(jiàn)”的效果;在箱蓋上設(shè)置檢修人孔，作為箱變運(yùn)行中的出入口，在人孔處用活動(dòng)蓋板做封堵，蓋板周邊安裝密封圈，通過(guò)螺釘固定蓋板;蓋板一邊與箱蓋連接，掀開(kāi)后與箱蓋成90o支撐在箱蓋上，為便于工作人員出入，在人孔活動(dòng)蓋板下面設(shè)欄桿，蓋板掀開(kāi)后欄桿可作為扶手使用。夾層頂板：頂板結(jié)構(gòu)同箱蓋，局部采用箅子，便于夾層內(nèi)氣體交換。

　　地下箱變的通風(fēng)問(wèn)題是電氣設(shè)備安全運(yùn)行的必要保障。通風(fēng)借助箱體外風(fēng)力造成的風(fēng)壓和由于室內(nèi)外溫差形成的熱壓做為動(dòng)力進(jìn)行自然通風(fēng)。地下箱變通過(guò)箱蓋“耳朵”的箅子進(jìn)行通風(fēng)。風(fēng)從通風(fēng)口百頁(yè)經(jīng)過(guò)通風(fēng)管先由上至下，再由下而上進(jìn)入箱體，對(duì)設(shè)備進(jìn)行散熱(同時(shí)保證SF6氣體泄漏后SF6氣體的排放)，然后經(jīng)過(guò)通風(fēng)管從另一通風(fēng)口百頁(yè)排出。兩個(gè)通風(fēng)口的百頁(yè)朝著相對(duì)方向安裝，用來(lái)確定風(fēng)的流向。為了使箱體內(nèi)氣體充分交換，防止風(fēng)直接通過(guò)箱體兩個(gè)通風(fēng)管形成對(duì)流，造成風(fēng)壓損失，在箱體內(nèi)一側(cè)通風(fēng)管處安裝輕質(zhì)擋風(fēng)板，迫使風(fēng)在整個(gè)箱體內(nèi)流通。

　　地下箱變的防水是另一個(gè)核心問(wèn)題，其主要包括箱體防水、箱體和箱蓋接口防水、通風(fēng)口防水、電纜出入口防水和檢修人孔防水。箱體采用自防水結(jié)構(gòu)，可有效防止地下水滲入;箱體和箱蓋接口處以及檢修人孔處均設(shè)置防水密封圈;電纜出入口處，首先在箱體上預(yù)埋穿墻防水套管，電纜敷設(shè)完成后，在電纜與套管之間填充瀝青麻絲、橡皮條的防水材料，再利用法蘭盤(pán)通過(guò)雙頭螺栓與套管固定，形成柔性防水節(jié)點(diǎn)。通風(fēng)口考慮水自然滲入和利用浮球防水兩種情況;從通風(fēng)口進(jìn)入的少量水，通過(guò)通風(fēng)百頁(yè)，自上而下自然滲入回填的砂石中;如果遇到大量水流入，水流不能盡快自然滲入地下的情況下，水位上升，則浮球也隨之上升，從而將通風(fēng)管堵住，以防大水進(jìn)入。

　　4.安裝及應(yīng)用

　　地下箱變?cè)诠�廠內(nèi)制做完成后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，在安裝位置根據(jù)具體的土質(zhì)情況，開(kāi)挖同箱體體積相近的坑體，其大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)確定;在坑體制做接地網(wǎng)，然后在坑底鋪一層150mm厚的砼墊層;將箱變吊裝就位，接入電纜，最后，在箱體與坑壁間用砂石填滿，并填充防止損壞箱體的防水處理表層。

　　預(yù)制式地下箱式變電站主要應(yīng)用于城市商業(yè)、經(jīng)濟(jì)、文化中心等繁華地區(qū)，地下箱變的選址盡量避免安裝于城市的低洼處、坡道處。建議安裝于人行步道上等地勢(shì)較高處。解決了城市環(huán)境整體協(xié)調(diào)性，體現(xiàn)了“以人為本”的思想，箱變裝于地下，行人、游客步行其上、車輛通行均不受影響;箱變制造可實(shí)現(xiàn)工廠化，節(jié)約成本，縮短工期。同時(shí)地下箱變需要定期的檢查維護(hù)工作：每6個(gè)月定期清除通風(fēng)口、滲水口的雜物，檢查浮球的狀態(tài)，同時(shí)檢查電纜入口處的密封性。

　　5.展望及前景

　　隨著城市配電網(wǎng)的建設(shè)及城網(wǎng)改造工程的推進(jìn)，在經(jīng)后的奧運(yùn)場(chǎng)館、城區(qū)中心地區(qū)危改項(xiàng)目中預(yù)制式地下箱式變電站將得以大力推廣。預(yù)制式地下箱式變電站做為新型的城市配電電氣設(shè)備，在技術(shù)上處于國(guó)內(nèi)的先進(jìn)領(lǐng)先水平，有著廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間。預(yù)制式地下箱式變電站也將給供電部門(mén)帶來(lái)良好的應(yīng)用效果及社會(huì)效益。