本發(fā)明涉及一種箱體模塊組合式變電站及其安裝方法。

背景技術(shù)：

近年來，社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，各行業(yè)電力需求急劇增長。為了滿足用電負荷，提高供電能力，國家電網(wǎng)提出“兩型一化”的變電站建設(shè)理念。而傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)變電站，建施工周期長，建設(shè)質(zhì)量及工期較難固定，不利于環(huán)保和節(jié)能減排；傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式變電站的土建施工，結(jié)構(gòu)構(gòu)件又過于零散，且不易進行功能拓展，不同規(guī)模變電站需要重新獨立設(shè)計，較難實現(xiàn)工廠制作和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述原因，本發(fā)明提出了一種箱體模塊組合式新型變電站結(jié)構(gòu)及其安裝方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種箱體模塊組合式變電站，包括標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊、拓展箱體模塊以及連接各個箱體模塊的連接件；所述標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊及所述拓展箱體模塊均為六面體箱體；所述標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和所述拓展箱體模塊又分別包括可拆卸模塊和不可拆卸模塊；

所述可拆卸模塊采用工字型鋼；所述可拆卸模塊的橫梁與立柱之間通過角件連接；所述橫梁或所述立柱與所述角件之間通過封板與高強螺栓固定連接；在所述上部角件的頂部及所述下部角件的底部均設(shè)有抗剪鋼板；在所述橫梁與所述立柱上設(shè)置有若干第二螺栓孔；

所述不可拆卸模塊采用方形鋼；所述不可拆卸模塊的橫梁與立柱之間通過角件焊接連接；在所述上部角件的頂部及所述下部角件的底部均設(shè)有抗剪鋼板；在所述橫梁和所述立柱上一側(cè)均開設(shè)有孔洞，在所述孔洞一側(cè)設(shè)置有第一螺栓孔；

所述連接件包括連接板以及與所述連接板連接的凹槽板；在所述連接板上開設(shè)有與所述第一螺栓孔或第二螺栓孔相對應(yīng)的連接件螺栓孔；在所述凹槽板正反兩面均開設(shè)有凹槽；所述凹槽與所述角件上的抗剪鋼板相互配合。

所述可拆卸模塊的所述封板焊接于所述橫梁或立柱端部；在所述封板上開有螺栓孔；所述封板與所述角件通過螺栓相連。

所述連接件的結(jié)構(gòu)為凹槽板相鄰兩側(cè)連接連接板、凹槽板其中一側(cè)連接連接板或者兩連接板拼合連接。

根據(jù)連接上下層箱體模塊的數(shù)量和連接部位的不同選擇不同形式的連接件。

利用各不同模數(shù)的箱體模塊實現(xiàn)變電站整體建筑尺寸和局部功能的任意拓展組合。

一種箱體模塊組合式變電站安裝方法，步驟如下：

(1)通過螺栓穿過箱體模塊橫梁或立柱上的螺栓孔實現(xiàn)底層箱體模塊拼合；

(2)根據(jù)需要連接的上層箱體模塊數(shù)量及連接部位選擇連接件并固定連接在底層箱體模塊上；

(3)吊裝上層箱體模塊并固定；同時拼合上層箱體模塊；

(4)重復(fù)步驟(2)、(3)直至最終結(jié)構(gòu)安裝完成。

有益效果：本發(fā)明是一種零建筑結(jié)構(gòu)體系，即整個建筑結(jié)構(gòu)沒有具體的梁柱構(gòu)件而是像盒子一樣由多個箱體模塊(包括標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和拓展箱體模塊)拼裝而成，各箱體模塊獨立存在，在工廠制造成型，直接運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場整體吊裝進行箱體拼接，大大減少了零部件加工和現(xiàn)場施工作業(yè)量，有效提高了施工建設(shè)效率，在變電站建筑“兩型一化”建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)拼裝透視圖；

圖2為本發(fā)明不可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊示意圖；

圖3為本發(fā)明可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊示意圖；

圖4為本發(fā)明丁字形連接件示意圖；

圖5為本發(fā)明角件與連接件連接示意圖；

圖6為本發(fā)明不可拆卸箱體模塊上下箱體安裝示意圖；

圖7為本發(fā)明可拆卸箱體模塊上下箱體安裝示意圖；

圖8為本發(fā)明L字形連接件示意圖；

圖9為本發(fā)明一字形連接件示意圖；

圖10為本發(fā)明拼合梁連接件示意圖；

圖11為本發(fā)明不可拆卸箱體模塊拼合梁示意圖；

圖12為本發(fā)明不可拆卸箱體模塊拼合柱示意圖；

圖13為本發(fā)明可拆卸箱體模塊拼合梁示意圖；

圖14為本發(fā)明可拆卸箱體模塊拼合柱示意圖；

圖15為本發(fā)明十字形連接件示意圖；

圖16為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)拓展后拼裝透視圖。

其中，1、3、5為標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊，2為連接件，4為拓展箱體模塊，6、13為長跨橫梁，7、14為短跨橫梁，8、15為立柱，9為上部角件，10為下部角件，11、12為抗剪鋼板，16為橫梁連接螺栓，17為橫梁封板，18為立柱連接螺栓，19為立柱封板，20為連接件螺栓孔，21為凹槽，22為高強螺栓，23為孔洞，24為第一螺栓孔，25為第二螺栓孔，26為拓展箱體模塊，27、28為標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊。

具體實施方式

下面參照附圖，以如圖1所示的箱體模塊組合式新型變電站結(jié)構(gòu)體系為實施例，對本發(fā)明具體實施方案做出更為詳細的描述：

如圖1所示，本發(fā)明箱體模塊組合式新型變電站結(jié)構(gòu)體系由五部分組成，包括標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊1、3、5和拓展箱體模塊4以及連接件。各標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊之間、拓展模塊之間以及標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和拓展箱體模塊之間通過連接件相互連接拼裝成整體結(jié)構(gòu)。箱體模塊均為六面體箱體。按電器設(shè)備布置和功能的不同模塊1、3、4、5又可以作為主控通信樓(室)模塊、戶內(nèi)配電裝置樓(室)模塊、繼電器室模塊、二次設(shè)備室模塊、電容器室模塊、GIS組合電器裝置室、電纜夾層模塊等其中的一種或多種。其中標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊尺寸較大，主要為了滿足結(jié)構(gòu)的大空間要求比如可作為GIS組合電器裝置室；拓展箱體模塊尺寸較小，主要用于結(jié)構(gòu)尺寸的靈活拓展，可作為結(jié)構(gòu)外圍臨時增加值班室、電抗器室或者備品室、消防室等等。

標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和拓展箱體模塊又分別包括可拆卸模塊和不可拆卸模塊。其中，可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和可拆卸拓展箱體模塊的橫梁和立柱均采用工字型鋼，梁柱構(gòu)件使用高強螺栓通過封板與箱體角件相連，封板焊接于工字型鋼端部，上面開有螺栓孔，通過螺栓與角件相連；不可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和不可拆卸拓展箱體模塊的橫梁和立柱均采用方形鋼管，梁柱構(gòu)件直接與箱體角件焊接連接。不可拆卸箱體模塊依然設(shè)置角件，主要是為了可以與可拆卸箱體模塊交叉混合使用，保持二者間的協(xié)調(diào)關(guān)系，若變電站結(jié)構(gòu)單純使用不可拆卸箱體模塊組裝，其箱體可以直接鋼管與鋼管相焊接。同層之間的箱體模塊通過螺栓穿過橫梁立柱上的螺栓孔連接，上下層箱體模塊之間則通過連接件及螺栓連接。

本發(fā)明的不可拆卸箱體模塊包括長跨橫梁6、短跨橫梁7、立柱8、上部角件9以及抗剪鋼板11、下部角件10以及抗剪鋼板12，其中上部角件9的抗剪鋼板11焊接于角件9頂部，下部角件10的抗剪鋼板12焊接于角件10底部。角件9、10均為一由四塊鋼板焊接而成的六面體，箱體橫梁和立柱的方鋼管一側(cè)均開有孔洞23，孔洞23一側(cè)鋼板上預(yù)留有兩個第一螺栓孔24。

本發(fā)明的可拆卸箱體模塊包括長跨橫梁13、短跨橫梁14、立柱15、橫梁連接螺栓16、立柱連接螺栓18、橫梁封板17、立柱封板19、上部角件9以及抗剪鋼板11、下部角件10以及抗剪鋼板12，封板焊接于工字型鋼橫梁和立柱的端部，抗剪鋼板與角件焊接連接，其中上部角件9的抗剪鋼板11焊接于角件9頂部，下部角件10的抗剪鋼板12焊接于角件10底部。角件9、10均為一由四塊鋼板焊接而成的六面體，箱體工字型橫梁上預(yù)留有兩個第二螺栓孔25。

本發(fā)明的連接件2包括一體成型的連接板、凹槽板、連接件螺栓孔20、放置抗剪鋼板的凹槽21和高強螺栓22，其中凹槽21為雙面設(shè)置，正面凹槽放置上層箱體底部角件10的抗剪鋼板12，反面凹槽放置下層箱體頂部角件9的抗剪鋼板11，實現(xiàn)上下層箱體模塊水平固定。然后擰緊連接件上螺栓實現(xiàn)上下層兩個箱體模塊的垂直固定。連接件上螺栓孔的設(shè)置原則是統(tǒng)一設(shè)置在連接件外邊緣一側(cè)以便于安裝固定。

不可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和不可拆卸拓展箱體模塊在工廠預(yù)制而成，其梁柱構(gòu)件采用方形鋼管，直接與角件焊接連接；為了使變電站結(jié)構(gòu)體系空間變換更加靈活，更好的滿足局部大空間(如GIS室的局部挑高要求)的使用要求，且考慮到將來拆卸遷移變電站，回收利用鋼材的可能性，發(fā)明了可拆卸箱體模塊，可拆卸標(biāo)準(zhǔn)箱體模塊和可拆卸拓展箱體模塊在工廠預(yù)制而成，其梁柱構(gòu)件采用工字型鋼，分別使用橫梁高強螺栓16與立柱高強螺栓18通過橫梁封板17與立柱封板19與角件9、10連接。

整體結(jié)構(gòu)安裝時首先安放底層箱體模塊1、3、4、5，然后通過螺栓連接完成底層箱體橫梁立柱拼合，接著放置二層連接件2，放置連接件2時注意要把底層箱體模塊頂部角件9上的抗剪鋼板11與連接件2的反面凹槽對準(zhǔn)嵌入，然后吊裝上層箱體模塊，將上層箱體模塊底部角件10上的抗剪鋼板12與連接件2的正面凹槽21對準(zhǔn)嵌入，最后通過擰緊貫入上下層箱體模塊橫梁以及連接件2的高強螺栓22實現(xiàn)上下層箱體的垂直連接固定，然后螺栓連接完成上層箱體橫梁立柱拼合，這樣便有效固定了拼合梁柱使其共同工作，宛如增大了梁柱截面一樣，使結(jié)構(gòu)更加安全可靠，梁柱拼合如圖11、12、13、14所示。然后再依次安裝上層連接件，以此類推完成多層箱體安裝。當(dāng)拼接至最頂層箱體時，依然安放最頂層連接件通過螺栓連接完成最頂層箱體的水平固定。

組裝順序可表述為：

吊裝安放底層箱體模塊→通過螺栓連接完成底層箱體橫梁立柱拼合→安裝二層連接件→吊裝上層箱體模塊→擰緊貫入上層箱體、連接件和下層箱體的螺栓完成上下層箱體固定→通過螺栓連接完成上層箱體橫梁立柱拼合→安裝三層連接件，如此循環(huán)即可完成結(jié)構(gòu)安裝。

根據(jù)連接上下層箱體的數(shù)量和連接部位的不同，連接件2可有多種形式，如圖8是由兩個連接板和一個凹槽板組成，可實現(xiàn)上下兩個箱體在角件部位連接，連接時上層箱體的下部角件上抗剪鋼板置于連接件正面凹槽內(nèi)，下層箱體上部角件處抗剪鋼板置于連接件反面凹槽內(nèi)；圖9由一個連接板和一個凹槽板組成，可實現(xiàn)上層箱體角件在下層箱體橫梁中間任何部位連接，此時上層箱體的底部角件抗剪鋼板置于圖9中連接件凹槽21中，上(下)層箱體橫梁上開設(shè)螺栓孔，擰緊貫入的螺栓即可完成連接。例如在圖1中標(biāo)準(zhǔn)模塊1上方添加一個拓展模塊4時就可以用到此種連接件。圖10由兩個連接板組成，用于箱體橫梁非角點部位的拼合連接，此時，橫梁中間部位也開有孔洞和螺栓孔，可拆卸和不可拆卸箱體模塊的橫梁拼合就用到了這種連接件形式，如圖11、13所示。箱體最頂層橫梁間依然用圖10連接件進行連接。圖12、14分別是不可拆卸箱體模塊和可拆卸箱體模塊的拼合立柱圖。圖15由可用于上下八個箱體角點部位的橫梁與立柱拼合，拼合時把立柱角件上的抗剪鋼板置入連接件上凹槽21中，通過貫入連接件螺栓孔20的高強螺栓完成角點處橫梁的拼合，當(dāng)橫梁被固定拼合在一起后，立柱由于孔洞抗剪鋼板的限制自然的拼合在一起。

變電站的任意組合和拓展表現(xiàn)為若需要在圖1拓展模塊4與標(biāo)準(zhǔn)模塊5相鄰的位置增加一個單獨房間比如值班室或者備品室，此時就可直接單獨安裝一個拓展模塊26來實現(xiàn)，安裝過程簡單，只需與原有箱體模塊簡單螺栓連接即可實現(xiàn)。若需要增加標(biāo)準(zhǔn)模塊1、3的空間，如要把它們作為GIS配電裝置室，則可增加一個標(biāo)準(zhǔn)模塊27和標(biāo)準(zhǔn)模塊28，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸的拓展。拓展后結(jié)構(gòu)圖如圖16所示。上下層之間的拓展原理與同層之間的拓展相似，在此不再贅述。

本發(fā)明將整個變電站結(jié)構(gòu)通過箱體模塊像盒子一樣自由拼裝，各箱體模塊獨立存在，在工廠制造成型，直接運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場整體吊裝拼接，大大減少了零部件加工和現(xiàn)場施工作業(yè)量，有效提高了施工建設(shè)效率，在變電站建筑“兩型一化”建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。