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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20cm,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｡