加强型非金属GRC箱体.doc

一种理想的箱式变电站箱体——加强型非金属GRC箱体 知识产权专利申请号：200920235828.X 苏州爱信输配电设备有限公司 肖云骧 蒋剑刚 魏薇 邹文治 内容提要：加强型非金属GRC箱体，从结构上成功解决了大型箱式变电站箱体制造、运输难题，克服了GRC水泥材质脆性的弱点，并使箱体重量下降30～40%。 这种箱体结构，能够采用分体制造技术、现场安装方式，解决运输上超高超宽限制，使大型箱式变电站应用非金属箱体成为可能。另外，箱体内的立体钢骨架空间结构，对箱变抗强地震有着特殊意义。预计，由于其结构的先进性，将可能对箱变应用和箱体制造业产生积极影响。 关键词：结构特点、受力分析、强度验算 引言： 箱式变电站始于上世纪60年代研发应用，70年代我国也开始箱变研制和生产。其箱体外壳材料从普通钢板、铝板、不锈钢板、彩钢板等逐步有被新兴非金属GRC复合材料所替代。箱体中的材料除底架为钢制外，其余如隔室板、门等逐步非金属化。由于非金属GRC材料制造的箱体有着多重优点，而且可在如城市人行道旁、绿化区、高架桥下、生活小区、景区等地方安装，外观可与环境相匹配，又由于占地面积较小，仅是土建变电所的1/5～1/10，不但减少占地和建筑费用，而且还省去申报基建项目的审批麻烦等，所以箱式变电站得到快速发展。随之而来的是非金属箱体应用范围和数量不断增加，使用非金属箱体已不仅限于10KV箱式变电站，20KV、35KV箱变上也相继使用，并扩展到电站用消弧线圈柜、中性点电阻柜、110KV高压电熔补偿柜箱体等，其他行业如天燃气户外燃气调压站箱体，电信户外站箱体也广泛开始使用。GRC材料箱体与其他材质制造的箱体相比，见阿尔斯通推荐的评估表。其优点是显而易见，不容置疑的。但是，自然界的美好事物，并非都是十全十美的，非金属GRC箱体同样也存 箱变箱体材料评价比较表 评估项目 GRC 传统水泥 金属 抗腐蚀性 好 中 差 抗火性 好 中 差 抗内部燃烧性 中 好 差 维护性 好 好 差 寿命 中 好 差 总评 高 高 差 在着不足的一面。 首先，现有的非金属GRC箱体，是由GRC材料浇注的墙板、顶盖与型钢底架通过焊接技术联结为一体。但中间没有钢骨架结构作支撑，因此，墙板就成为箱体的承重墙，虽其强度可满足箱体的技术要求，但它毕竟是以水泥为基材的制品，其质地脆性是自身存在的。在运输过程中可能遇到路况欠佳，颠簸或急刹车等特殊情况，可能会发生意外的裂缝、开裂等现象，这是用户最担心的。 其次，非金属GRC箱体为保证其自身的强度和刚度要求，其GRC制品构件墙板、顶盖的厚度均在7cm以上，个别达10cm，与相同尺寸的金属材料制作的箱体相比较重5～8倍。一般箱体重在2.5吨～6吨，个别大的箱体重达10吨以上，因此给起重作业增加一定危险性。 再次，对用户需求的超大型的非金属箱变箱体，受道路超宽、超高限制而无法运输。所以很多较高、较宽的大型箱体无法运输到现场，限制了大型非金属GRC箱体的使用。 因此研制一种新型的非金属GRC箱体，满足客户需求和解决客观环境上的限制是非常必要的。我公司设计新型结构是针对现有非金属GRC箱体的不足，从结构上克服了GRC材质上的弱点，并大幅度减轻了箱体重量，设计上解决了客观环境（限高、限宽）的限制。因此，新型加强型非金属GRC箱体是深受广大用户欢迎和放心的产品。 加强型非金属箱体结构和特点： 其结构见图（一），底座架（1）是按承重要求设计由型钢焊接而成，骨架（2）是由结构钢方管，按结构具体要求焊接在底架（1）上。箱体由各种形状和尺寸的墙板（3），及顶盖（4），通过其中的预埋件钢板与方管骨架（2）焊接成一体。墙板、顶盖除承受自身质量的重力外，不再承受其 顶盖（4） 骨架（2） 墙板（3） 底架（1） 图（一） 他外力，与原非金属箱体结构相比，改变了GRC墙体承受外力的构件性质。 由于结构上的这种改进，箱体内部的结构钢方管骨架，在与底座架牢固焊接成一体后，形成了具有承受自重和运输中产生的惯性等外力的空间刚体。故加强型结构箱体在任何情况下都不会发生墙体开裂、折断、脱离等现象出现。 新箱体特点： （1）其外观完全与非金属GRC箱体相同。其特性完全保持非金属GRC箱体的抗曝晒、抗辐射、隔热、吸音