预制式二次设备舱舱型简介及工程选型方法

预制式二次设备舱舱型简介及工程选型方法

包安群袁涤非

（南京国电南自电网自动化有限公司南京211153）

摘要：预制式二次设备舱作为电力二次设备在户外运行的载体，有集装箱式、钢结构式、玻纤复合材料式等多种舱型，各种舱型的结构形式、重量、保温性能、环境适应能力、使用寿命各不相同。本文对目前的几种主要预制舱型进行了分析介绍，并针对不同舱型的性能特点，提出工程应用中的选型方法。

关键词：预制式二次设备舱；舱体形式；集装箱；钢结构；玻纤复合材料；选型

0.引言

随着国内电力行业的快速发展，国网公司全面推进智能变电站模块化建设模式。预制式二次设备舱应运而生，二次设备在出厂前完成安装、调试，预制舱具有完善的环境控制，占地面积小、建设周期短、成本相对较低等显著优点。在推进智能变电站建设与运营起到重要作用。

中国幅员辽阔，气候多样，为了在预期的设计使用寿命期内满足国内外不同的环境条件，预制舱可由多种材料加工，并根据材料特性的不同，形成相应的结构形式。在实际工程应用中，集装箱式预制舱、钢结构预制舱、玻纤复合材料预制舱是具有实际应用案例的产品。

1.预制式二次设备舱型介绍

预制式二次设备舱按材料及结构形式，可分为集装箱式预制舱、钢结构预制舱、玻纤复合材料预制舱。

集装箱式预制舱的结构参考了标准集装箱结构体系。主要分为以下几个部分：钢框架、构成箱体围护的波浪形侧墙板、地板及其附加梁，开启门扇及其附属部分、以及各装卸用构件。各种组成部分相互焊接，形成了具有完整独立的盒式结构体。集装箱式预制舱是以集装箱标准结构为基础，结合智能变电站二次设备结构特点设计制造的预制舱型。其特点是主体框架、内外部围护板材均为金属材料，通常采用普通钢材。

钢结构预制舱钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。钢结构预制舱，顾名思义，是以钢结构作为主体框架的预制舱型。其结构分主体框架、围护板材、内饰板材3部分。其中主体框架又可细分为底座、侧框架、顶盖部分。（如图1所示）其特点是主体框架为金属材料，外部围护材料为非金属材料，内饰板材为复合保温材料。

图1钢结构预制舱框架结构示意图

玻纤复合材料预制舱主要由底座和舱体主体构成。底座采用热轧型钢焊接，舱体主体为玻纤复合材料与钢筋骨架整体浇注成型。舱体底座由槽钢整体焊接成型，舱壁和舱顶由玻纤复合材料与保温材料整体浇注成型，舱体由舱壁、舱顶中的预埋件分别拼接焊接而成。其特点是舱壁、舱顶均为非金属材料，即作为受力构件，又作为围护构件。

2.预制式二次设备舱工程选型方法

根据上文的介绍，不同预制式二次设备舱型的材料与结构形式，决定了其不同的产品性能，在实际工程应用中，应当根据预制式二次设备舱不同的使用环境，选择不同的舱型。

集装箱式预制舱结构紧凑，零部件较少，因此舱体重量较轻。全钢结构，具有良好的强度。但外侧围护板材为钢制波浪形瓦楞板，大面积暴露在空气中的钢板易受环境因素的影响，产生锈蚀现象，进而影响预制舱的使用寿命。因此，集装箱式预制舱多应用于气候条件较好的地区，且对产品寿命要求较低，对价格敏感的应用领域。

钢结构预制舱采用热轧型钢整体焊接形成舱体骨架，在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，具有轻质高强的特点。并且钢材韧性、塑性好，材质均匀，结构可靠性高，适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀，近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。因此钢结构预制舱具有较高的结构可靠性。但钢结构耐火性能较差。虽然外部围护材料采用非金属材料，提升了舱体的环境适应性，使用寿命比集装箱式预制舱有了提升，但仍需要定期对围护材料进行维护。因此，钢结构预制舱多用于气候条件一般，对产品品质有一定要求的场合。

玻纤复合材料预制舱具有较强的耐腐蚀、耐化学、抗渗透性能，对酸、碱、盐及大部分有机物有较强的抵抗能力；具有较强的耐久性、抗风化性能；

具有亲水性、防潮性、阻燃性，舱体材料可吸收空气中的水蒸气，使水蒸气不易在舱壁上附着，抑制了凝露的发生；具有良好的耐火性能，经测试，舱壁的耐火极限可达3小时，当预制舱距离主变等设备较近时，无需专设防火墙保护。因此适用于沿海、多雨、潮湿、重化工污染等环境恶劣地区。

3.结论

综上所述，集装箱式预制舱结构紧凑、价格低，但不耐腐蚀，使用寿命较短，多用于对预制舱使用寿命要求不高，且环境条件较好的地区；钢结构预制舱轻质高强，使用寿命较高，多用于对预制舱性价比有较高要求，且环境条件一般的地区；玻纤复合材料预制舱耐腐蚀、防凝露、耐火，使用寿命高，多用于环境条件相对恶劣的地区。