临沂市规划建筑设计研究院 山东临沂 276000
摘要：根据建筑电气规范要求，探讨各类电气设备的抗震设防标准，对建筑电气规范中值得商榷的地方提出看法，并说明实际工程设计中抗震设计的具体做法。在建筑结构的抗震研究中，往往忽略机电设备。随着电气设备破坏而造成的经济损失和次生灾害越来越严重，电气系统的抗震设计将越来越引起人们的重视。基于此，本文就针对建筑电气抗震设计进行分析。
关键词：建筑电气；抗震设计；探讨分析
1地震作用
地震作用机理很复杂，按照机电设备及构件承受的主要地震作用，地震破坏类型大致分为惯性力破坏、变形破坏以及惯性力和变形作用共同导致的破坏。（1）惯性力破坏。体积小、质量相对集中的设备，如变压器、机柜等，其底部与周围构件的连接强度或自身强度不足，不能承受地震产生的惯性力作用，而发生倾倒、滑移或变形。（2）变形破坏。对于两个正交方向刚度差异较大的设备或构件，如导体硬连接装置、设备安装固定构件等，由于不能抵抗地震产生的位移作用，而发生变形破坏。（3）惯性力和变形共同作用破坏。同时具有这两种特点的设备或构件，整体抵抗地震惯性力的作用能力较弱，在刚度较大方向抵抗位移作用的能力也较弱，在惯性力和位移的同时作用下发生破坏，后果常常更严重。4 地震作用基本计算抗震计算方法主要有等效侧力法和楼面反应谱法。等效侧力法将机电设施的设备或构件简化为侧向地震力与重力成正比且作用于重心的单自由度系统，水平地震作用标准值按简化公式进行计算，是广泛采用的方法。楼面反应谱法把主体结构与机电设施连接处主体结构的反应以谱的形式（楼板反应谱）作为机电设施的输入，描述在楼板运动作用下不同频率的振子所产生的最大反应特性。对于单点支撑的设备或构件，楼面反应谱法可以形成合理、有效的楼板谱，比等效侧力法更准确地计算地震响应，克服了等效侧力法系数取值不准确、地震力计算准确度不高等缺点。楼面反应谱法需要计算每个建筑相应的楼面反应谱，造成极大的重复性劳动，给实际工程运用带来不便，因此应用范围有限。
2抗震措施
2.1设备间连线的抗震设计
减小电气设备接线端子承受的拉力，也是减小震害的重要措施之一。对于高地震烈度地区设备间的连接，应尽量采用软导线，导线的长度在满足带电距离校核的情况下应留有一定的裕度，以保证导线安装完成后一定的弧垂。临沂站主变与 1000k V GIS 连接采用架空进线的方式，电压互感器与避雷器与主变进线回路采用软连接。
2.2设备安装方式选择
第一，变压器、高压并联电抗器安装。在地震烈度为Ⅶ度及以上的地区，宜将变压器和电抗器直接安装在基础平台上，并采用螺栓连接或采用焊接方式将设备底座直接和基础预埋件连接，防止设备在地震时发生水平位移。在场地允许的情况下，电力变压器和高压并联电抗器等设备的基础平台应尽量加宽，其宽度一般不小于 800mm，以保证即使设备在地震时发生水平移动时也不会发生倾倒等事故。
第二，敞开式电气设备安装。敞开式电气设备包括敞开式的断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、支柱绝缘子和干式空心电抗器。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此类设备因设备本体结构又细又高，顶部重量大，设备头重脚轻，重心较高；设备本体及体系的自振频率为 1～10Hz，在地震波的卓越频率范围内，地震时，与地震波发生共振的几率较高，而且这些设备阻尼比又较小，一旦发生共振，动力反应放大系数就很大，使得作用在设备上的地震荷载增加。
2.3减小设备端子的拉力
减小设备端子承受的拉力，也是减小震害的措施之一。为此，设备间的引线或引下线不宜过长。对于软导线连接或引下线过长时，增设固定支点或增设减震装置来解决，以减小软连接导线或引下线摇摆时所引起的拉力。
2.4装设减震阻尼装置
对于某些现阶段无专门抗震结构的设备产品的情况，可考虑必要时在电气设备的底座与设备支架（或设备基础）之间，装设阻尼器等减震阻尼装置，这也是提高电气设备抗震能力的有效措施之一。在国外，如法国、日本等国家的部分电气设备也是采用减震、阻尼装置作为抗震措施之一。减震阻尼装置的作用主要是改变本体的自震频率，使电气设备体系的自震频率避开安装地点场地的地震波频率，避免或减少共振。同时，还能够加大体系的阻尼比，减少设备体系动力反应放大系数，降低设备根部的应力，从而达到提高抗震能力的目的。
2.5增加隔震减震措施
隔震技术是通过“以柔克刚，隔震耗能”的途径，采用隔震、消能等方法，达到隔离地震反应的目的。
通过对电气设备采用隔震措施，可以大大提高其抗震能力。隔震的本质作用是使结构和（或）部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开，隔断地震能量的传播途径，尽量减少传递到减震隔震结构上部的地震能量，从而减少上部结构的地震反应。具体就是在工程结构的特定部位，装设减振器、隔震垫等，以改变或调整结构的动力特性或动力作用，使工程结构在地震（或风）作用下的动力反应（加速度、速度、位移）得到合理控制，确保结构本身及结构中的人、仪器、设备、装修等的安全和处于正常的使用环境状况。与传统的抗震结构体系相比较，隔震减震体系具有下述优越性：（1）明显有效地减轻结构的地震反应。隔震体系的上部结构加速度反应只相当于传统结构（基础固定）加速度的 1/12~1/4。（2）确 保安全。在地面剧烈震动时，上部结构仍能处于正常的弹性工作状态，这不仅适用于内部有重要设备的建筑物，也适用于重要的电力设施，确保在强地震中正常使用。针对电气设备的结构特点，制定相应的隔震或减震方案。
结束语
随着社会的现代化发展，建筑中的电气设备越来越多，如供配电系统、电子信息系统、消防报警系统、照明、电梯等。地震发生时，这些设备本身损坏的同时，也可能引起火灾、触电、泄漏、跌落等事故，故造成的经济损失越来越大，且次生灾害超过直接灾害带来的损失。相关调查结果表明，加装抗震支撑系统的设备系统相比未安装支撑的系统，地震时位移降低，大大提升了抗震性能与效果。
参考文献
[1]姜春林.智能变电站抗震设计研究[J].江西建材，2016，11：38-39.
[2]杨秀敏.特高压变电站电气设备的结构特点及抗震设计[J].河北电力技术，2016，02：63.
[3]王睿.高压电气设备的减震设计方法研究[J].建材与装饰，2016，19：211-212.
[4]燕妮，韩军锋.电气设备抗震措施研究[J].通讯世界，2016，17：131-132.
[5]杨佳，项金志，李峰.浅谈电气化铁路牵引变电架构及基础抗震设计[J].高速铁路技术，2016，06：38-43.
论文作者:马玉峰,王翠花
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/20
标签：设备论文; 结构论文; 惯性力论文; 电气设备论文; 作用论文; 阻尼论文; 构件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;