電網(wǎng)提高抗震能力手段：換、抗、避

每一次地震都為電網(wǎng)抗震積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)

中國(guó)電科院抗震技術(shù)已在全國(guó)多地獲得成功應(yīng)用

特高壓變電站設(shè)備和設(shè)計(jì)可應(yīng)用于7～8度地震設(shè)防區(qū)

記者：近年來(lái)我國(guó)地震災(zāi)害頻發(fā)，電網(wǎng)抗震能力逐漸受到各方關(guān)注，可否向我們介紹一下目前我國(guó)提高電網(wǎng)設(shè)備抗震能力的方式?國(guó)外地震頻發(fā)國(guó)家在電網(wǎng)抗震設(shè)計(jì)和應(yīng)用上有哪些可值得我們借鑒的地方呢?

代澤兵：目前，我國(guó)提高電網(wǎng)設(shè)備抗震能力的主要手段,分別用一個(gè)字概括就是“換”“抗”或“避”。

“換”就是將重心高、地震易損性強(qiáng)的瓷類設(shè)備更換為重心低、地震反應(yīng)小的設(shè)備，如封閉式組合電器(GIS)、復(fù)合式組合電器(HGIS)等等;“抗”就是大幅度提高設(shè)備的機(jī)械強(qiáng)度，來(lái)增強(qiáng)抵抗地震的能力，如增大設(shè)備斷面、采用高強(qiáng)瓷或復(fù)合絕緣材料等;“避”就是采用隔震或減震措施，通過(guò)增加輔助裝置改變?cè)O(shè)備本體的自振頻率，避開(kāi)場(chǎng)地的地震波卓越頻率，同時(shí)由輔助裝置消耗一部分地震能量，避免由電網(wǎng)設(shè)備自身消耗所有的地震能量，減少地震造成的損失。

不過(guò)應(yīng)該注意到，電網(wǎng)抗震是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，目前我們基本上沿用了常規(guī)建筑抗震的設(shè)計(jì)理念。但電網(wǎng)設(shè)備的功能特點(diǎn)、震害機(jī)理以及震害影響等都與常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)有著本質(zhì)的區(qū)別，因此其設(shè)防目標(biāo)、評(píng)估方法、試驗(yàn)要求等都應(yīng)有其獨(dú)特性。相對(duì)來(lái)說(shuō)，美、日、歐等地震多發(fā)國(guó)家或地區(qū)逐漸完善了電網(wǎng)設(shè)備抗震設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)體系，一方面通過(guò)提高設(shè)防水平來(lái)要求生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗震能力，另一方面針對(duì)電網(wǎng)設(shè)施的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)相關(guān)研究提出了一系列能降低設(shè)備地震反應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，這些都是我國(guó)電網(wǎng)設(shè)備抗震設(shè)計(jì)中值得借鑒的地方。

記者：2008年《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)》印發(fā)之后，目前的實(shí)際應(yīng)用情況如何?電網(wǎng)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有哪些改進(jìn)和完善?

代澤兵：在汶川地震之后，國(guó)家電網(wǎng)公司于2008年6月20日下發(fā)了《國(guó)家電網(wǎng)公司輸變電工程抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)》，對(duì)工程選址、場(chǎng)地地震評(píng)價(jià)、巖土工程勘察、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)、配電裝置選型、設(shè)備選型、設(shè)備安裝及地震次生災(zāi)害防治等方面均提出了比較明確的要求，也得到了設(shè)計(jì)與業(yè)主單位很好的遵循。

不過(guò)，由于我國(guó)電網(wǎng)存在電壓等級(jí)多、設(shè)備種類多、生產(chǎn)廠家多等特點(diǎn)，各設(shè)備的實(shí)際抗震能力也參差不齊，如要切實(shí)提高電網(wǎng)的實(shí)際抗震能力，還需要解決以下問(wèn)題：

一是考慮到電網(wǎng)工程的重要性，應(yīng)適當(dāng)提高抗震設(shè)防水平，并建立嚴(yán)格的設(shè)備入網(wǎng)抗震能力許可條件，規(guī)范試驗(yàn)方法和結(jié)果采信標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)設(shè)備抗震能力的提高。

二是要進(jìn)一步推廣減隔震技術(shù)，進(jìn)一步完善減震設(shè)計(jì)技術(shù)與減震裝置的研發(fā)，以滿足不同電壓等級(jí)和不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的電氣設(shè)施的抗震需求，并加快減震隔震技術(shù)的推廣應(yīng)用。

三是繼續(xù)開(kāi)展電網(wǎng)設(shè)施抗震方面的科研工作，并逐步由單體設(shè)備的抗震能力擴(kuò)展到變電站甚至區(qū)域電網(wǎng)的整體抗震可靠度研究，形成完善的涵蓋設(shè)備能力、試驗(yàn)鑒定、變電站設(shè)計(jì)要求、抗震構(gòu)造措施等內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)體系，加強(qiáng)電網(wǎng)的整體抗震安全保障。

經(jīng)過(guò)科研、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、設(shè)備等單位的通力合作，新版《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》已于今年9月1日開(kāi)始實(shí)施。相對(duì)于1996版設(shè)計(jì)規(guī)范，新規(guī)范做了較大改進(jìn)，吸收了汶川大地震電力設(shè)施及電力設(shè)備受損情況的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，適當(dāng)提高了電力設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);對(duì)電氣設(shè)施的動(dòng)力抗震設(shè)計(jì)方法、支架動(dòng)力放大系數(shù)、荷載效應(yīng)組合以及地震試驗(yàn)等提出了更明確的要求;增加了電氣設(shè)備的隔震與消能減震設(shè)計(jì);適度增加了主廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)布置的要求，對(duì)特別不規(guī)則布置提出了限制條件;補(bǔ)充了棧橋與相鄰建構(gòu)筑物間在高抗震設(shè)防要求時(shí)的連接方式等內(nèi)容;明確了抗震驗(yàn)算桿塔的設(shè)計(jì)原則。

記者：從2008年的汶川地震至青海玉樹(shù)地震、今年的蘆山地震、甘肅定西地震，這5年間電網(wǎng)震害情況如何?

代澤兵：地震災(zāi)害的一大顯著特征就是對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的破壞，并由此引發(fā)的停電、停水、停產(chǎn)、火災(zāi)、通信中斷、救援困難等一系列問(wèn)題，因此相關(guān)國(guó)家將電網(wǎng)工程歸入生命線工程范疇，要求其具備更高的抗震能力。不過(guò)我國(guó)電網(wǎng)設(shè)施的抗震問(wèn)題直到最近幾年才得到一些關(guān)注，但重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及常規(guī)建筑結(jié)構(gòu)的抗震，也不及公路橋梁、水工結(jié)構(gòu)、輸油管線等行業(yè)，這主要與電力工業(yè)大規(guī)模發(fā)展的時(shí)間不長(zhǎng)有關(guān)，相關(guān)研究工作滯后，相關(guān)規(guī)范不完善，相關(guān)試驗(yàn)方法也不盡合理。

盡管我國(guó)也是地震多發(fā)國(guó)家，但我國(guó)關(guān)于電網(wǎng)抗震的規(guī)范要求也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)、日本、智利等地震多發(fā)國(guó)家，一方面是設(shè)防水平偏低，導(dǎo)致設(shè)備的實(shí)際抗震能力偏低，另一方面規(guī)范只給出了原則性建議，可操作性也有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展、電壓等級(jí)的提高、設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化、設(shè)備類型的改進(jìn)，每一次地震災(zāi)害都為電網(wǎng)抗震技術(shù)的改進(jìn)、設(shè)計(jì)規(guī)范的完善提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

記者：我國(guó)目前是否有已經(jīng)投入使用的電網(wǎng)設(shè)備抗震項(xiàng)目，效果如何?據(jù)我所知，國(guó)家電網(wǎng)公司在四川巴塘500千伏變電站等3個(gè)站所進(jìn)行了變電站抗震技術(shù)集成應(yīng)用試點(diǎn)，可否向我們簡(jiǎn)要介紹一下情況。

代澤兵：中國(guó)電力科學(xué)研究院所研發(fā)的電網(wǎng)減隔震技術(shù)已分別在四川下孟、甘肅臨江、云南清水海等新建變電站工程得到了成功應(yīng)用，其中四川下孟變電站投運(yùn)三年多來(lái)已