变电所户内配电装置屋盖选型
陈可人
（湖南省电力勘测设计院，湖南长沙410007）
　　随着经济技术的发展，变电所控制系统综合自动化水平的提高，电气设备技术更加先进，变电所无人值守已成为一种趋势，配合国家的耕地政策，220kV变电所的110kV，220kV配电装置更多地采用户内型式。而户内配电装置的屋盖型式选择合理与否，是文中讨论的重点。屋盖选型除满足其必要的防风、防雨、防雪、防直晒等功能外，尚有降低造价、减少维护、美化环境的重要作用。
　　110kV，220kV户内配电装置由于电气设备的布置方式和安装尺寸的要求，建筑物一般为1～3层，单层高度达10m，跨度为10～12m，3层总高20m左右；当电气设备采用GIS时，为方便安装维护，室内设5～10t行车1台。因此，目前我国的配电装置结构大部分采用框排架。

1　常规屋盖结构型式及特点　　
　　在110kV，220kV配电装置中，常规采用的屋盖结构型式有现浇钢筋混凝土屋面体系、钢屋架大型预应力混凝土屋面板体系、网架压型钢板体系等，每种型式在技术经济、施工、运行维护方面各有所长。
1．1　现浇钢筋混凝土屋面体系
　　现浇钢筋混凝土屋面体系由混凝土框架梁、板组成，防水层有刚柔性与柔性2种，为节约材料、减少自重，常采用结构找坡，平均板厚约180mm，自重约485kg／m²。这种结构的优点是：a．结构耐久性好，耐污染能力强；b．结构整体性好，柱网布置灵活，具有成熟的设计与施工经验。综合造价约为450元／m²（未计入对基础的影响费用）。但这种结构的缺点是：a．自重大，对框架结构及基础不利；b．由于配电装置层高较高、跨度较大，施工时模板工程量大，且屋面全部现捣现浇，必须连续施工，为尽量避免留设施工缝，一次浇灌混凝土量大，施工难度高，施工工期长；c．屋面采用刚柔性及柔性防水，需专业施工单位施工，一旦施工质量差，节点防水处理不好，则可能发生渗漏等后患，柔性防水层还存在着使用年限短，维护困难等问题。
1．2　钢屋架大型预应力混凝土屋面板体系
　　这种屋面的主要结构为钢屋架及其钢结构支撑系统，屋盖为大型预应力钢筋混凝土屋面板加柔性防水层，钢屋架结构起拱找坡，自重较现浇钢筋混凝土屋面轻，约为320kg／m²，屋盖对基础的影响相对较小。由于目前国内大型预应力钢筋混凝土屋面板长度只有6m，对结构柱网布置有局限，每块板重量为2．45t，施工时须采用大型机具吊装，对施工单位的设备配备要求较高，而且变电所场地布置一般均比较紧凑，难以满足预制、拼装、吊装的要求。主结构为钢屋架加支撑系统，用钢量大，维护困难。屋面防水为预制结构加柔性防水，比现浇钢筋混凝土屋面更难处理。整个屋面由于采用预制、拼装、吊装的施工方法，施工速度快，周期短，劳动强度降低，可节省大量的支模工作量及模板费用，但工程综合价较高，约为570元／m²（未计入对基础的影响费用）。
1．3　网架结构压型钢板屋面体系
　　主要承重结构为网架，钢杆件螺栓球联接，由于充分利用其空间受力特性，结构整体性能良好，用钢量省，单位耗钢量仅30kg／m²左右，框架结构柱网布置灵活，屋面采用单层压型钢板或双层夹心压型钢板（保温隔热时）加型钢檩条，结构自防水，防水性能好，维护工作量少。网架钢构件喷塑处理，屋面板为拷漆板，色彩艳丽美观，防锈能力强。整个屋盖结构自重轻，约100kg／m²，对结构及基础影响更小。施工安装现场拼装，仅须设置一滑动安装平台，施工费用省，工期短。所有构件工厂制作，工艺水平好，成品率高。但是，由于整个屋盖结构均为钢结构，费用较低，综合价格约450元／m²。
2　轻型彩色压型钢板拱型屋面体系　　
　　轻型彩色压型钢板拱型屋面是20世纪90年代初从美国引进的一种新型屋盖体系，它用彩色镀锌涂层钢板作为圆弧形屋盖，跨度可达36m，通过对24～33m跨彩板拱型屋顶结构现场1∶1足尺寸破坏研究及按照新的计算理论证明其安全可靠，将其应用于高岭、津市2座220kV变电所，经过实际运行，效果良好，优点突出。
2．1　价格适宜，单位造价为330元／m²。轻型彩色压型钢板拱型屋面不需要屋架，彩色压型钢板既是维护结构，又是受力结构，结构自承重，重量轻，传至框架及基础的荷载小，每平米仅40kg，从而减少了梁柱及基础的配筋及截面大小。结构自防水，维修周期长，与隔几年要对混凝土屋面防水层维修一遍相比较，节省了后期费用。
2．2　安装工艺简单，周期短，施工速度快。它的全部设备和材料均置于汽车上，运到现场后制板、咬合、吊装，高岭变3000m²屋面仅用10天即施工完毕，缩短了工期，提高了投资效益。
2．3　屋面色彩艳丽，有多种颜色可供选择，风格独特，新颖而有韵味，提高了整个建筑物的档次。
2．4　轻型彩色压型钢板拱型屋面采用的彩色镀锌钢板是在冷轧钢板上双面热镀锌，再双面用烘锌磷酸涂膜初涂，精涂聚脂涂层，全国只有宝钢、首钢等大型钢厂生产，防氧化、耐腐蚀，钢板之间通过专用机组锁边联接形成整体，其结构直接伸入天沟，雨水无停留直接流入天沟，因此无渗水漏水现象，防水性能好。内部净空大，通风性能好，因为不需要屋架，屋顶圆弧下的空间可得到利用，空间空旷，有利通风。
2．5　存在的缺点是彩色压型板的保质期为15年，厂家承诺保修10年，距变电所的使用年限有一定差距，加大板材厚度可有效解决此问题。另外，由于彩色压型板只能采用单层压型板制作，结构强度稍差，保温隔热性能差，如要加强保温能力，则要增加20mm保温层，增加造价40元／m²。单层压型板隔声差，下雨时室内噪音大，增设吊顶可适当改善此问题。
3　结　语　　
　　经过比较可以看出，各种不同类型的屋面结构形式各有优缺点，但对于变电所配电装置楼来说，对保温隔热的要求不是很高，而且变电所的建设周期一般较短，建设地点在市郊，污染小，因此，选用施工周期短，防水性能好，造价适中的屋盖系统较为合理，采用轻型彩色压型钢板拱型屋面不失为一种技术经济均较优的方案。
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