CN109403702A - 一种抗震地下变电站 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抗震地下变电站，包括设置在地面下方的变电站主体，所述变电站主体包括第一预制钢板与第一水泥混凝土层制成的底板、第二预制钢板与第二水泥混凝土层制成的侧壁，所述第一预制钢板下方设置纵波防护机构，所述第二预制钢板外侧设置横波防护机构，所述第一预制钢板下方设置降温机构，所述变电站主体内设置震动监测机构、驱鼠机构，所述变电站主体上方设置遮盖机构。本发明所提供的地下变电站可以对地震时产生的纵波和横波进行防护，避免变电站主体被冲击力撞毁从而损坏到内部设备，且能够对内部的各个设备进行低能耗降温，更加省电，也能避免蛇鼠虫害对变电站内设备的损坏。

Description

一种抗震地下变电站

技术领域

本发明涉及变电设备技术领域，具体涉及一种抗震地下变电站。

背景技术

随着科技与时代的发展，电力已经成为城市生活不可或缺的能源，电力供应是保障城市运行的命脉之一。近年来，城市建设飞速发展，生活水平不断提高，城市用电负荷呈现持续迅猛增长的势头。众所周知，用电负荷中心往往与城市建设的核心相重合。对于上海这样的国际化大都市，核心区域的商业规划十分紧凑，独立建造大型变电站的选址难度日益增加。建造大型地下变电站是未来主要的发展方向。但是地下变电站面临许多的问题，其中最主要的问题便是地震的灾害，由于变电站位于地面以下，地震的能量很强大，没有很好的防护措施，变电站极为容易被地震摧毁。

授权公告号为CN 207302824 U的实用新型提供了一种地下式变压器结构，涉及供电设备技术领域，包括基坑，所述基坑底部靠近中间位置固定有基座，所述基座上设置有变压器，所述基坑上口处还设置有盖板，所述盖板上设置有柜体，所述柜体与盖板之间设置有通风窗，所述通风窗上开有若干向下的散热通孔，还包括至少一个热管，所述热管下端位于变压器内部，所述热管上端位于通风窗内腔内，使用热管进行散热，改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠大风量风扇获得更好散热效果的传统散热模式，易安装使用，散热效果好，非常适合地下变电站的散热要求，有良好的经济和社会效益。该地下变电站并未考虑到对高级别地震的防护措施。

地下变电站是设置于地面以下，对于地震等的自然灾害抵抗力很小，非常容易受到地震时纵波和横波的伤害，使得变压器形变、爆炸等，这就限制了地下变电站在某些已发生地震地区的使用。

公布号为CN 105679496 A的发明公开了一种抗震变压器箱，包括底座和箱体，所述的底座由地基座和抗震板组成，所述的箱体固定在抗震板上，所述的地基座固定在地下。所述抗震板是由致密弹性橡胶材料制成。在地震来时，可使抗震板在地基座上相对晃动，通过地震板的弹性阻尼作用，可极大地减小变压器箱的震动，从而达到抗震目的。该发明仅仅是对地上变电站进行减震保护，目前还没有对于地下变电站的减震保护。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种抗震地下变电站，可以对地震时产生的纵波和横波进行防护，避免变电站主体被冲击力撞毁从而损坏到内部设备，且能够对内部的各个设备进行低能耗降温。

为解决上述技术问题，本发明提供一种抗震地下变电站，包括设置在地面下方的变电站主体，所述变电站主体包括第一预制钢板与第一水泥混凝土层制成的底板、第二预制钢板与第二水泥混凝土层制成的侧壁，所述第一预制钢板下方设置纵波防护机构，所述第二预制钢板外侧设置横波防护机构，所述第一预制钢板下方设置降温机构，所述变电站主体内设置震动监测机构、驱鼠机构，所述变电站主体上方设置遮盖机构。

进一步的，所述震动监测机构、驱鼠机构、降温机构与主控机构信号连接，所述主控机构包括微控制器。

进一步的，所述降温机构包括变电站主体旁边地面上竖向设置的L型管道，所述L型管道的下端与设置在地面内的通风管道连通，所述通风管道的另一端堵死且与所述底板下方的毛细散热机构连通，所述毛细散热机构包括所述通风管道两侧设置的若干个L型降温管，所述L型降温管的上端通过出气管道与所述侧壁下部设置的出气孔连通，所述L型管道内设置风机，所述风机与所述主控机构信号连接。

进一步的，所述毛细散热机构还包括水冷机构，所述水冷机构包括设置在底板下方两侧的密封水池，所述L型降温管穿过密封水池，所述密封水池为不锈钢制件，所述密封水池内设置导热液体。

进一步的，所述纵波防护机构包括所述第一预制钢板下表面向下设置的若干个钢制立柱，所述立柱的下端设置圆台形的横撑板，所述横撑板的边缘水平高度高于其中心的水平高度，所述横撑板下方设置第三预制钢板，所述第三预制钢板的厚度小于第一预制钢板的厚度，所述第一预制钢板和第三预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。

进一步的，所述横波防护机构包括所述第二预制钢板外侧面设置的若干个钢制横柱，所述横柱另一端设置圆台形的竖撑板，所述竖撑板的边缘距离第二预制钢板的长度小于其中心距离第二预制钢板的长度，所述竖撑板外侧设置第四预制钢板，所述第二预制钢板和第四预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。

进一步的，所述遮盖机构包括所述变电站主体上方设置的一圈护壁，所述护壁上端设置顶盖，所述护壁上设置通风口，所述顶盖边缘设置遮雨檐。

进一步的，所述震动监测机构包括侧壁内侧设置的横杆，所述横杆端部水平设置第一弹性杆，所述横杆上部竖向设置第二弹性杆，所述第一弹性杆和第二弹性杆端部设置加速度传感器，所述加速度传感器与主控机构信号连接，所述主控机构上设置显示器和报警器。

进一步的，所述驱鼠机构包括设置在变电站主体内的超声波驱鼠器。

本发明提供了一种抗震地下变电站，包括设置在地面下方的变电站主体，所述变电站主体包括第一预制钢板与第一水泥混凝土层制成的底板、第二预制钢板与第二水泥混凝土层制成的侧壁，所述第一预制钢板下方设置纵波防护机构，所述第二预制钢板外侧设置横波防护机构，所述第一预制钢板下方设置降温机构，所述变电站主体内设置震动监测机构、驱鼠机构，所述变电站主体上方设置遮盖机构。本发明涉及的是半地下变电站，对遮盖机构改变可以将本申请的半地下变电站改为全地下变电站。底板有第一预制钢板和其上方的第一水泥混凝土层组成，侧壁有第二预制钢板和其内侧的第二水泥混凝土层组成，混凝土层可以对第一和第二预制钢板提供一定的防腐作用。纵波防护机构可以对地震时的纵波进行防护，横波防护机构可以对地震时的横波进行防护，从而减小地震时纵波和横波对地下变电站造成的伤害，降温机构设置在第一预制钢板下方，通过将外界空气送入地下深处，将空气的温度传到给地面，对进入的空气进行降温后再送入变电站主体内，变电站主体内进入的较冷空气受热上升，从而对变压器实现降温。震动监测监测机构可以监测地下的震动情况，从而在地震来临时迅速报警，能够对地质灾害迅速反应。驱鼠机构可以驱逐老鼠、蛇以及昆虫，避免其对地下变电站内的设备造成损坏。

所述震动监测机构、驱鼠机构、降温机构与主控机构信号连接，所述主控机构包括微控制器。主控机构对震动监测机构、驱鼠机构、降温机构进行控制。

所述降温机构包括变电站主体旁边地面上竖向设置的L型管道，所述L型管道的下端与设置在地面内的通风管道连通，所述通风管道的另一端堵死且与所述底板下方的毛细散热机构连通，所述毛细散热机构包括所述通风管道两侧设置的若干个L型降温管，所述L型降温管的上端通过出气管道与所述侧壁下部设置的出气孔连通，所述L型管道内设置风机，所述风机与所述主控机构信号连接。L型管道使得进气口朝下，避免雨水进入到通风管道内影响空气的进入，风机将外界空气吸入并送至通风管道内，通风管道另一端伸入较深的地面，通风管道和L型降温管都采用导热好的材质制成，较深的地下温度较低，空气在通风管道和L型降温管内运动时与土壤进行热交换，从而对空气进行降温，使得最终从侧壁的出气孔进入的空气气温较低，降温效果较好，且该过程仅仅提供一个风机的电能，并且因为变电站主体内气体受热上升，该过程对气体进入通风管道在进入变电站主体内的运行是有促进作用的，即风机的能耗也会很小。L型降温管可以从第三预制钢板和泡沫混凝土内穿过与出气孔连通，为了保证出气孔的工作，第二水泥混凝土层上需要设置对应的孔洞，使得空气可以进入到变电站主体内。

所述毛细散热机构还包括水冷机构，所述水冷机构包括设置在底板下方两侧的密封水池，所述L型降温管穿过密封水池，所述密封水池为不锈钢制件，所述密封水池内设置导热液体。为了增加L型降温管的降温效果，底板下方设置包裹L型降温管的密封水池，在地下水的温度会更低且与L型降温管的换热速度会跟高，能够加速降温管内空气的降温。同时密封水箱增加了与土壤的基础面，即水的温度可以更快的向外传递，散热效果更好。

所述纵波防护机构包括所述第一预制钢板下表面向下设置的若干个钢制立柱，所述立柱的下端设置圆台形的横撑板，所述横撑板的边缘水平高度高于其中心的水平高度，所述横撑板下方设置第三预制钢板，所述第三预制钢板的厚度小于第一预制钢板的厚度，所述第一预制钢板和第三预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。纵波防护机构防护地震时的纵波，纵波会引起地面的上下跳动，即带动土壤竖向冲击变电站主体，第一预制钢板厚度较大，对整个地下变电站起到支撑作用，第三预制钢板厚度较小，其对地下变电站支撑力较小。仅仅部分区域与横撑板连接的部位支撑力较大，横撑板与立柱对第一阈值钢板进行支撑，泡沫混凝土层起到减震作用，当纵波冲击时，冲击力会撞击在第三预制钢板上，因为其厚度较小，冲击力很大时会发生形变，泡沫混凝土层吸能形变，从而减缓一定的冲击力，使得变电站主体上下跳动减缓，起到一定的防护作用。

所述横波防护机构包括所述第二预制钢板外侧面设置的若干个钢制横柱，所述横柱另一端设置圆台形的竖撑板，所述竖撑板的边缘距离第二预制钢板的长度小于其中心距离第二预制钢板的长度，所述竖撑板外侧设置第四预制钢板，所述第二预制钢板和第四预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。横波的破坏力最大，当横波产生时会冲击变电站主体的侧壁，第四预制钢板外侧面最先受到冲击，冲击力较大时会引起第四预制钢版形变，从而使得泡沫混凝土层破碎形变，吸收一定的能量，从而减缓竖撑板传递至第二预制钢板的能量，进而减轻变电站主体左右晃动的幅度。

所述遮盖机构包括所述变电站主体上方设置的一圈护壁，所述护壁上端设置顶盖，所述护壁上设置通风口，所述顶盖边缘设置遮雨檐。遮盖机构对变电站主体进行防护，同时也对周边的人进行防护，护壁上的通风口方便变电站主体内的空气排出，利于变压器的降温，遮雨檐对通风口进行防护，避免雨水进入。若改为全地下变电站可以将变电站主体向下移，主体的上方浇铸混凝土后覆盖土壤即可。同时遮盖机构也可以是大楼的，作为工作人员的办公区。

所述震动监测机构包括侧壁内侧设置的横杆，所述横杆端部水平设置第一弹性杆，所述横杆上部竖向设置第二弹性杆，所述第一弹性杆和第二弹性杆端部设置加速度传感器，所述加速度传感器与主控机构信号连接。震动监测机构可以监测地面的震动情况，第一弹性杆上的加速度传感器可以监测纵波，第二弹性杆上的加速度传感器可以监测横波，两个配合便能够监测地震时的横波和纵波，并将监测到的信息发送至主控机构，主控机构可以与控制中心连接，在震动超过阈值时，控制中心的报警器发出警告。

所述驱鼠机构包括设置在变电站主体内的超声波驱鼠器，其工作时会发出刺耳的高频超声波和电磁波同时工作，对人体和设备无影响，但是对蛇鼠、昆虫影响较大，避免蛇鼠、昆虫在地下变电站内活动。

本发明所提供的地下变电站可以对地震时产生的纵波和横波进行防护，避免变电站主体被冲击力撞毁从而损坏到内部设备，且能够对内部的各个设备进行低能耗降温，更加省电，也能避免蛇鼠虫害对变电站内设备的损坏。

附图说明

图1为本发明抗震地下变电站的结构示意图；

图2为本发明降温机构的结构示意图；

图3为本发明遮盖机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-3，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一，本发明提供了一种抗震地下变电站，包括设置在地面下方的变电站主体8，所述变电站主体8包括第一预制钢板14与第一水泥混凝土层15制成的底板、第二预制钢板4与第二水泥混凝土层5制成的侧壁，所述第一预制钢板14下方设置纵波防护机构，所述第二预制钢板4外侧设置横波防护机构，所述第一预制钢板14下方设置降温机构，所述变电站主体8内设置震动监测机构、驱鼠机构，所述变电站主体8上方设置遮盖机构。

所述震动监测机构、驱鼠机构、降温机构与主控机构9信号连接，所述主控机构9包括微控制器。

本发明涉及的是半地下变电站，对遮盖机构改变可以将本申请的半地下变电站改为全地下变电站。底板有第一预制钢板和其上方的第一水泥混凝土层组成，侧壁有第二预制钢板和其内侧的第二水泥混凝土层组成，混凝土层可以对第一和第二预制钢板提供一定的防腐作用。纵波防护机构可以对地震时的纵波进行防护，横波防护机构可以对地震时的横波进行防护，从而减小地震时纵波和横波对地下变电站造成的伤害，降温机构设置在第一预制钢板下方，通过将外界空气送入地下深处，将空气的温度传到给地面，对进入的空气进行降温后再送入变电站主体内，变电站主体内进入的较冷空气受热上升，从而对变压器实现降温。震动监测监测机构可以监测地下的震动情况，从而在地震来临时迅速报警，能够对地质灾害迅速反应。驱鼠机构可以驱逐老鼠、蛇以及昆虫，避免其对地下变电站内的设备造成损坏。主控机构对震动监测机构、驱鼠机构、降温机构进行控制。

实施例二，其与实施例一的不同之处在于：

所述降温机构包括变电站主体8旁边地面上竖向设置的L型管道24，所述L型管道24的下端与设置在地面内的通风管道26连通，所述通风管道26的另一端堵死且与所述底板下方的毛细散热机构连通，所述毛细散热机构包括所述通风管道26两侧设置的若干个L型降温管27，所述L型降温管27的上端通过出气管道33与所述侧壁下部设置的出气孔32连通，所述L型管道24内设置风机25，所述风机25与所述主控机构9信号连接。L型管道使得进气口朝下，避免雨水进入到通风管道内影响空气的进入，风机将外界空气吸入并送至通风管道内，通风管道另一端伸入较深的地面，通风管道和L型降温管都采用导热好的材质制成，较深的地下温度较低，空气在通风管道和L型降温管内运动时与土壤进行热交换，从而对空气进行降温，使得最终从侧壁的出气孔进入的空气气温较低，降温效果较好，且该过程仅仅提供一个风机的电能，并且因为变电站主体内气体受热上升，该过程对气体进入通风管道在进入变电站主体内的运行是有促进作用的，即风机的能耗也会很小。L型降温管可以从第三预制钢板和泡沫混凝土内穿过与出气孔连通，为了保证出气孔的工作，第二水泥混凝土层上需要设置对应的孔洞，使得空气可以进入到变电站主体内。

所述毛细散热机构还包括水冷机构，所述水冷机构包括设置在底板下方两侧的密封水池40，所述L型降温管27穿过密封水池40，所述密封水池40为不锈钢制件，所述密封水池40内设置导热液体41。为了增加L型降温管的降温效果，底板下方设置包裹L型降温管的密封水池，在地下水的温度会更低且与L型降温管的换热速度会跟高，能够加速降温管内空气的降温。同时密封水箱增加了与土壤的基础面，即水的温度可以更快的向外传递，散热效果更好。

实施例三，其与实施例一的不同之处在于：

所述纵波防护机构包括所述第一预制钢板14下表面向下设置的若干个钢制立柱13，所述立柱13的下端设置圆台形的横撑板12，所述横撑板12的边缘水平高度高于其中心的水平高度，所述横撑板12下方设置第三预制钢板11，所述第三预制钢板11的厚度小于第一预制钢板14的厚度，所述第一预制钢板14和第三预制钢板11之间浇铸泡沫混凝土34。

纵波防护机构防护地震时的纵波，纵波会引起地面的上下跳动，即带动土壤竖向冲击变电站主体，第一预制钢板厚度较大，对整个地下变电站起到支撑作用，第三预制钢板厚度较小，其对地下变电站支撑力较小，仅仅部分区域与横撑板连接的部位支撑力较大，横撑板与立柱对第一预制钢板进行支撑，泡沫混凝土层起到减震作用，当纵波冲击时，冲击力会撞击在第三预制钢板上，因为其厚度较小，冲击力很大时会发生形变，泡沫混凝土层吸能形变，从而减缓一定的冲击力，使得站内设备与变电站主体上下跳动减缓，起到一定的防护作用。

所述横波防护机构包括所述第二预制钢板4外侧面设置的若干个钢制横柱3，所述横柱3另一端设置圆台形的竖撑板2，所述竖撑板2的边缘距离第二预制钢板4的长度小于其中心距离第二预制钢板4的长度，所述竖撑板2外侧设置第四预制钢板1，所述第二预制钢板4和第四预制钢板1之间浇铸泡沫混凝土34。

横波的破坏力最大，当横波产生时会冲击变电站主体的侧壁，第四预制钢板外侧面最先受到冲击，冲击力较大时会引起第四预制钢版形变，从而使得泡沫混凝土层破碎形变，吸收一定的能量，从而减缓竖撑板传递至第二预制钢板的能量，进而减轻变电站主体和内部设备左右晃动的幅度。

所述遮盖机构包括所述变电站主体8上方设置的一圈护壁30，所述护壁30上端设置顶盖31，所述护壁30上设置通风口29，所述顶盖31边缘设置遮雨檐28。遮盖机构对变电站主体进行防护，同时也对周边的人进行防护，护壁上的通风口方便变电站主体内的空气排出，利于变压器的降温，遮雨檐对通风口进行防护，避免雨水进入。

实施例四，其与实施例一的不同之处在于：

所述震动监测机构包括侧壁内侧设置的横杆38，所述横杆38端部水平设置第一弹性杆37，所述横杆38上部竖向设置第二弹性杆36，所述第一弹性杆37和第二弹性杆36端部设置加速度传感器35，所述加速度传感器35与主控机构9信号连接。

所述驱鼠机构包括设置在变电站主体8内的超声波驱鼠器39。

震动监测机构可以监测地面的震动情况，第一弹性杆上的加速度传感器可以监测纵波，第二弹性杆上的加速度传感器可以监测横波，两个配合便能够监测地震时的横波和纵波，并将监测到的信息发送至主控机构，主控机构可以与控制中心连接，在震动超过阈值时，控制中心的报警器发出警告。超声波驱鼠器工作时会发出刺耳的高频超声波和电磁波同时工作，对人体和设备无影响，但是对蛇鼠、昆虫影响较大，避免蛇鼠、昆虫在地下变电站内活动。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种抗震地下变电站，其特征在于：包括设置在地面下方的变电站主体，所述变电站主体包括第一预制钢板与第一水泥混凝土层制成的底板、第二预制钢板与第二水泥混凝土层制成的侧壁，所述第一预制钢板下方设置纵波防护机构，所述第二预制钢板外侧设置横波防护机构，所述第一预制钢板下方设置降温机构，所述变电站主体内设置震动监测机构、驱鼠机构，所述变电站主体上方设置遮盖机构。

2.如权利要求1所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述震动监测机构、驱鼠机构、降温机构与主控机构信号连接，所述主控机构包括微控制器。

3.如权利要求2所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述降温机构包括变电站主体旁边地面上竖向设置的L型管道，所述L型管道的下端与设置在地面内的通风管道连通，所述通风管道的另一端堵死且与所述底板下方的毛细散热机构连通，所述毛细散热机构包括所述通风管道两侧设置的若干个L型降温管，所述L型降温管的上端通过出气管道与所述侧壁下部设置的出气孔连通，所述L型管道内设置风机，所述风机与所述主控机构信号连接。

4.如权利要求3所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述毛细散热机构还包括水冷机构，所述水冷机构包括设置在底板下方两侧的密封水池，所述L型降温管穿过密封水池，所述密封水池为不锈钢制件，所述密封水池内设置导热液体。

5.如权利要求4所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述纵波防护机构包括所述第一预制钢板下表面向下设置的若干个钢制立柱，所述立柱的下端设置圆台形的横撑板，所述横撑板的边缘水平高度高于其中心的水平高度，所述横撑板下方设置第三预制钢板，所述第三预制钢板的厚度小于第一预制钢板的厚度，所述第一预制钢板和第三预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。

6.如权利要求5所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述横波防护机构包括所述第二预制钢板外侧面设置的若干个钢制横柱，所述横柱另一端设置圆台形的竖撑板，所述竖撑板的边缘距离第二预制钢板的长度小于其中心距离第二预制钢板的长度，所述竖撑板外侧设置第四预制钢板，所述第二预制钢板和第四预制钢板之间浇铸泡沫混凝土。

7.如权利要求6所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述遮盖机构包括所述变电站主体上方设置的一圈护壁，所述护壁上端设置顶盖，所述护壁上设置通风口，所述顶盖边缘设置遮雨檐。

8.如权利要求7所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述震动监测机构包括侧壁内侧设置的横杆，所述横杆端部水平设置第一弹性杆，所述横杆上部竖向设置第二弹性杆，所述第一弹性杆和第二弹性杆端部设置加速度传感器，所述加速度传感器与主控机构信号连接，所述主控机构上设置显示器和报警器。

9.如权利要求8所述的抗震地下变电站，其特征在于：所述驱鼠机构包括设置在变电站主体内的超声波驱鼠器。