电网抗震：对变压器、断路器、隔离开关设备提出高要求

我国位于世界两大地震带：太平洋地震带与欧亚地震带之间，是地震多发国家之一。据中国地震台网中心消息，中国大陆平均每年发生5级以上地震20次，6级以上地震4次，7级以上平均3年2次。

而在各类自然灾害中，地震对电力工程的危害最大，具有范围广、损失大、恢复困难等特点。随着社会工业化与现代化程度的提高，人们对电力的依赖程度也越来越高。但地震灾害的一大显著特征就是对电力系统的破坏，以及由此引发的停电、停水、停产、火灾、通信中断、救援困难等一系列问题。自上世纪60年代以来，我国发生了十几次对电气设备造成震害较大的地震，如1975年海城地震(7.3级，震中9度)、1976年的唐山地震(7.8级，震中11度)，2008 年的汶川地震(8.0级，震中11度)，以及最近发生的芦山地震(7.0级，震中9度)。

随着经济建设的发展、电压等级的提高、设计方案的优化、设备类型的改进，每一次地震灾害都为电网抗震技术的改进、设计规范的完善提供了宝贵的经验。

在汶川地震之后，国家电网公司于2008年6月20日下发了《国家电网公司输变电工程抗震设计要点》，对工程选址、场地地震评价、岩土工程勘察、结构抗震设计、建筑非结构构件抗震设计、配电装置选型、设备选型、设备安装及地震次生灾害防治等方面均提出了明确的要求。

另外，针对震害调研中出现的问题，国家电网公司联合相关机构、院校启动了一批电力设施抗震相关科研课题，包括震害机理、抗震设计、减隔震技术的理论与试验研究，以及《电力设施抗震设计规范》(GB500260-96)的修订，取得了一系列成果。

开展了输变电工程抗震设计研究。结合汶川震后电网受损情况的调研，评价目前电力设施抗震设计标准的适用性，通过国内外抗震设计标准的对比、分析，对现行抗震设计规范进行梳理，提出修改意见和建议。同时对具体电气设施的抗震设计进行研究，通过理论与试验分析工作，研究地震作用下电气设备的动力特性、连接性能及薄弱部位，评估电气设备在不同烈度的水平地震作用下的抗震能力，在技术经济合理的前提下，研究在工程建设中切实可行的抗震措施，为灾后电网的恢复重建和今后电网输变电工程设计提供指导性意见和建议。

开发了电气设备减隔震技术研究及减隔震装置。研究内容主要包括变电站设备的地震破坏机理研究、动力特性理论分析与试验研究、减震技术及措施研究、地震台抗震试验与减震效率试验研究、技术经济对比分析以及工程设计及应用研究等。

项目针对低矮型和细高型设施分别提出了采取隔震和减震的技术方案，建立了相应的设计与选型方法，研发了安装方便、设计参数灵活、性能稳定的系列隔震和减震装置，通过变压器、避雷器、断路器、隔离开关等设施的地震台试验验证了其减震效率在30%至70%之间，表明该技术投资少、成效高，具有较好的经济和社会效益。这一项目的研究成果已经分别在四川下孟、甘肃临江、云南清水海等新建变电站工程得到了成功应用，其中四川下孟变电站投运三年多来已经经受了30余次4级以上的地震考验而未见任何损坏。

同时，对《电力设施抗震设计规范》进行修订。经过科研、设计、试验、设备等单位的通力合作，新版《电力设施抗震设计规范》已经获住房与城乡建设部批准发布，定于2013年9月1日开始实施。相对于96版设计规范，新规范做了较大改进，吸收了汶川大地震电力设施及电力设备受损情况的经验和教训，适当提高了电力设施的抗震设计标准;调整了规范的适用范围;对电气设施的动力抗震设计方法、支架动力放大系数、荷载效应组合以及地震试验等提出了更明确的要求;增加了电气设备的隔震与消能减震设计;适度增加了主厂房钢筋混凝土结构布置的要求，对特别不规则布置提出了限制条件;补充了栈桥与相邻建构筑物间在高抗震设防要求时的连接方式等内容;明确了抗震验算杆塔的设计原则。

对特高压变电设备抗震安全评估与减震设计进行研究。立足于我国特高压建设实际，结合工程的重要性、前期规划、特高压设备的结构特点和工程设计需求等情况，从设防标准、支架动力放大作用、连接法兰弯曲刚度简化、抗震评估方法、减震设计及减震装置设计等方面出发，结合震害调研、规范对比、理论分析、数值仿真、试验验证等研究手段，系统地获得了符合特高压工程特点且与我国特高压工程建设需求相协调的地震安全评估与减震设计方法、减震装置等研究成果，并编制了相应的评估规程与减震设计规程，项目研究成果为特高压设备的抗震设计、评估、优化、加固等提供了较为系统的解决方案。

以上科研成果的逐渐落实，将为电网设施整体抗震水平的提高打下了较好的基础，但也还需要做好以下几方面的工作：

充分利用芦山地震电网震害数据，结合现有的科研成果和有关规范的要求，进一步调整与细化电网设施的抗震设防目标，达到经济水平、技术条件、社会需求、使用寿命、地震概率等因素的协调统一。

落实新规范的相关要求，通过设备厂家、设计院、咨询与鉴定单位的共同努力，确保入网设备的抗震能力，确保设计方案的安全合理。

加快减震隔震技术的推广应用，电气设备的功能要求与结构特点决定了其抗震能力相对较弱，减隔震技术不改变原设备的设计方案，具有投资少、免维护、易安装 [p] 、效果好的优点。

结合电网工程中的新材料、新设备、新设计等先进技术的应用，继续开展电网设施抗震方面的科研工作，并逐步由单体设备的抗震能力扩展到变电站甚至区域电网的整体抗震可靠度研究，加强电网的整体抗震安全保障。