110kv六氟化硫断路器基础设计

110kv六氟化硫断路器基础设计
１前言
１１０ｋＶ户外高压六氟化硫断路器是变电所作为控制、保护非常重要的设备，由于该设备较细高，在使用中易发生基础变形，从而影响使用。

因此，设计前一定要对变电所址的地质情况，进行细致的分析，取得正确的地质资料，采用合理的结构设计以保证基础的稳定性，从而达到安全运行的目的。

２电气设备基础设计
变电所电气设备的基础设计，应保证基础有较强的稳定性和抗变形能力。

１１０ｋＶ户外六氟化硫（ＬＷ２１－１１０型）断路器技术要求：１）断路器静态总负荷２０ｋＮ，向上运动负荷５０ｋＮ，向下运动负荷８０ｋＮ；２）断路器底脚固定采用８个Ｍ２４地角螺栓，应垂直锚固；３）采用加垫片的方法，使断路器三级安装法兰面保持水平。

例如，新疆某地区一座１１０ｋＶ变电所工程，地质情况为：土壤，地面上覆亚砂土０．８ｍ，下层粉砂，设计时按含砂粘土考虑；地下水位：春季３～４月份最高０．８ｍ，一般情况１．２ｍ以下；最大冻土层深度：０．７１ｍ；地基承载力：８ｔ／ｍ２。

断路器基础设计方案（见图１断路器总体外型图，见图２断路器预埋螺栓和基础平面图）确定为：１）地脚螺栓锚固定于基础上共８个，横向间距从左至右为１．４５ｍ，０．５ｍ，１．４５ｍ，纵向间距中间部分为０．５２４ｍ，左右两侧为０．３２ｍ；２）依据地脚螺栓孔分布的位置，确定采用柱状支墩整体底板结构，共设计一个中墩，２个边墩，中墩宽１．１ｍ，长１．１ｍ，高１．３ｍ，边墩宽０．５ｍ，长０．８２ｍ，高１．３ｍ，基础露出地平面０．３ｍ，埋入地下１．０ｍ。

预埋孔边缘至墩边缘按不小于０．１５ｍ控制；３）支墩下部设钢筋混凝土整体板，以加强基础结构的整体性、稳定性和抗变形能力，板厚按大于０．２０ｍ控制，基础底面设在最大冻土深度以下０．２ｍ以上；４）设备基础混凝土标号采用不小于Ｃ１５，二次灌孔混凝土采用Ｃ２０；５）在支墩下增加整体底板的结构有利于抗地基变形和设备基础的稳定；６）底板结构采用混凝土标号不低于Ｃ１５，底厚取０．２５ｍ，板底受力钢筋不宜小于Φ８。

间距不宜大于２
０ｃｍ，分布筋可用Φ６＠２００或Φ８＠２５０。

７）基础自重，中墩Ｗ１＝３０．５ｋＮ，边墩Ｗ２＝２２．７ｋＮ，底板Ｗ３＝３１．７ｋＮ，设备自重Ｗ４＝２０ｋＮ，Ｗ总重＝１０４．９ｋＮ。

由计算可知：支墩自重等于７３．２ｋＮ。

大于断路器设备向上运动荷载５０ｋＮ，安全系数为１．４６，由此可知支墩下增加底板为加强稳定的结构措施底板。

设计需要基础底板面积计算为：Ｓ＝３．５４ｍ２实际基础底板面积计算为Ｓ｀＝５．２５ｍ２＞３．５４ｍ２。

安全系数Ｋ＝１．４９，满足要求。

３设备基础设计中应注意事项
１）在满足地基稳定和变形要求前提下，基础应尽量浅埋。

当上层地基的承载力大于下层时，宜利用上层作持力层；２）基础宜埋置在地下水位以上，当必须埋
在地下水位以下时，应采取地基土在施工时不受扰动的措施；３）利用软弱土层作为持力上层时，宜在其上覆盖较好的土层，当上覆土层较薄，应注意避免施工时对松软土质的扰动；
４）在地下水位较高（埋深小于２．３ｍ时），基础处于中湿状况时，应对基础采取防腐措施，在与土体接触面上，热涂沥青两道，如土壤对砼有中等以上腐蚀破坏的地区，应将基础混凝土标准提高到Ｃ２５，并控制水灰比小于０．５，再加热涂两道热沥青防腐措施；５）对地下水位过高（埋深小于１．５ｍ时），土壤中含水量较大，地基承载力较低，可采用回填砂砾人工加强地基，有条件的地区可采用专用土工布包裹砂砾加强地基效果更好，人工砂砾基础，可按刚强基础要求设计；６）当设备基础处于冻胀土的地基中时，冻胀对基础变形影响较为突出，应将基础底面设置于多年最大平均冻土深度以下０．２ｍ处；在地下水位较高地区，如砼结构易受冻胀破坏，还应参照砼抗盐碱腐蚀的作法进行加强设计。

４结束语
变电所电气设备基础是保证设备正常运行的重要保证之一，基础的稳定非常重要，设计前一定要对所址地质情况，进行细致的分析，取得正确的地质资料，选择合理的所址。

如所址地质较差，设计中一定要采取可靠的措施。

砂土地基础需浅埋，增大基础，增大人工垫层。

在水位较高的寒冷地区还应考虑基础的抗冻问题。

总之，电气设备的基础设计要进行承载力、变形、稳定性计算，以实际的地质情况，制定合理的、经济的、安全的电气设备基础。

作者简介：吕忠良（１９６２－），男，大学，高级工程师，从事水利工程设计工作１７年。

王卫峰（１９６８－）男，大专，工程师，从事电力设计工作。

作者单位：新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院一分院。