GRC复合材料预制式二次设备舱结构及仿真分析

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1、第37卷第4期华电技术V0l_37No．42015年4月HuadianTechnologyApt．2015GRC复合材料预制式二次设备舱结构及仿真分析顾锦书，袁涤非，俞春林，包安群，苏麟，车勇，单强。(1．南京国电南自电网自动化有限公司，南京211100；2．江苏省电力设计院，南京211102；3．国网新疆电力公司，乌鲁木齐830013)摘要：介绍了一种全新的玻璃纤维增强混凝土(GRC)复合材料预制式二次设备舱，对其结构形式和特点进行了分析，并根据仿真分析计算二次设备舱总发热量，得出该材料设备舱可适用于各种极端恶劣的气候地区

2、的结论。关键词：预制式二次设备舱；模块化建设；舱体；玻璃纤维增强混凝土中图分类号：TU528．572文献标志码：B文章编号：1674—1951(2015)04—0025—03O引言顶部夹层2013年，国家电网公司提出并开展了智能变电焊接预埋件站模块化建设⋯。预制式二次设备舱是户外智能GRC变电站模块化建设的产物，舱内由二次设备、暖通、照明、消防、安防、图像监控等设备构成，由工厂完成保温层生产、整体运输及安装，实现工厂加工、工厂调试。玻璃纤维增强混凝土(GRC)复合材料已在建筑、化工等行业得到广泛应用，但2013年前尚无用屏柜

3、安装底座于电力系统二次保护及自动化设备领域的先例。本文结合国内首个工程实例，研究GRC复合材料预制式二次设备舱的舱体结构特点并进行仿真分析。图1舱体截面列布置。屏柜与安装底座之间使用地脚螺栓固定，1预制式二次设备舱舱体研究为保证屏柜在吊装及运输过程中的稳定性，屏柜顶1．1GRC材料概述部与舱内壁之间设计安装固定连接器，使整列屏柜GRC是20世纪70年代国外发明的一种复合与舱形成受力的刚体。屏柜下方设计线缆槽盒，舱材料，在水泥、砂或其他填料基质中掺入各种形式的内、外线缆通过双端预制的预制光缆和预制电缆进耐碱玻璃纤维制成，其综合

4、了玻璃纤维的高抗张强行快速连接，实现即插即用。为保证舱内的美观，同度和水泥基质的高抗压强度J。GRC材料在美国、时降低线缆的损坏率，舱内辅助控制、插座等设备的日本等多个国家被广泛应用，在建筑领域中占有特线缆暗埋敷设于舱内顶部夹层及舱壁内的线管内。殊地位，具有高抗弯强度、高耐冲击性能、防火阻燃、舱体排水管设计暗埋于舱壁之中，在舱体四角下方抗腐蚀、防冻裂、防凝露、隔热保温、使用寿命长等设计落水口。在舱内防静电地板下层，按屏柜布置特点。的方向敷设截面积100mm的专用铜排，将该专用1．2预制式二次设备舱舱体结构铜排首、末端连接，形

5、成舱内二次等电位接地网，屏预制式二次设备舱体底座由槽钢整体焊接成柜内部接地铜排与二次等电位接地网连接。舱内二型，舱体由舱壁、舱顶中的预埋件拼焊而成，如图1次等电位接地网采用4根以上截面积不小于50所示。舱壁和舱顶由GRC复合材料与保温材料浇mm的铜带(缆)与舱外主地网一点连接。舱内还注成型，舱壁结构如图2所示。配备有摄像头、消防及温控系统等设备。1．3舱体工作环境舱内屏柜按照国家电网公司相关规范双列或单搭载二次保护及自动化设备的预制式二次设备收稿日期：2014—07—29；修回日期：2015—04—15舱主要应用于变电站户外

6、环境当中，其所处环境具·26·华电技术第37卷有以下特征。裂缝问题，此舱体可以很好地适应于骤冷、骤热(1)风沙及工业粉尘。风沙、灰尘和工业粉尘地区。都是机械活性粒子，这些物质除了会使设备机械部(5)GRC复合材料具有较好的耐高、低温性能分阻塞和磨蚀外，有些固体物质还会与空气、水分或及抗太阳辐射性能，结合舱壁夹层内的隔热保温材其他物质发生化学反应，产生酸性或碱性腐蚀。料，大大增强了舱体的保温隔热性能，综合仿真分析(2)雨水。预制舱舱体受雨水的侵蚀、浸泡，其和实际应用经验，100Bin的舱壁厚度即可满足舱内表层防护材料会脱落，金

7、属材质的舱体会锈蚀，严重设备使用的环境要求，节省了舱内调试空间，舱壁结时还会导致舱体穿孔，雨水进入设备内部，导致设备构如图2所示。同时，GRC复合材料还具有较好的因短路而发生故障。耐候性，适用于不同气候的地区。(3)凝露。在低温环境下，设备内部空气中含锯嘲删GRC!$itifiLLLLLLLlii有的水分会在设备内部产生凝露现象，而凝露产生id$iflLLLLLLL啸lilli挂黼LLLLLLL隘撙的水珠会对内部电气设备产生致命影响，一滴水珠liniL8LLLLLLLlI!Iilil搿矧LLLLLLLH譬删!删劂LLLLLL

8、Llifili!Ul就足以导致设备故障。iIUiiLLLLLLLlJiliililiiiliLLLLLLL黼(4)高温及太阳辐照。夏季高温季节，尤其在UliiilLLLLLLLiUi；LLLLLLLLLLL$ilii!IiilLLLLLLL}iUl{华南地区和西北个别地域，气温会高达40℃