Сейсмостойкость подстанций и опор ВЛ: расчет по КМК 2.01.03-19

Карта сейсмического районирования Узбекистана

Согласно карте общего сейсмического районирования, большая часть территории страны, включая Ташкент, Ферганскую долину и предгорья, находится в зоне 8-9 баллов по шкале MSK-64. Это первый параметр, который проектировщик определяет для конкретной площадки перед расчетом конструкций.

Требования КМК 2.01.03-19 к фундаментам подстанций

Для силовых трансформаторов, металлоконструкций ОРУ и зданий ЗРУ выполняется расчет на сейсмические нагрузки с учетом категории грунта и коэффициента ответственности сооружения. Тяжелое оборудование (трансформаторы 40-80 МВА) требует специальных виброизолирующих опор и увеличенного армирования фундаментной плиты.

Расчет опор ВЛ на сейсмику

Опоры воздушных линий переносят землетрясения легче, чем тяжелые фундаменты подстанций. Но на площадках 9 баллов анкерные и угловые опоры проверяют отдельно. Считают, выдержит ли фундамент боковой сейсмический толчок вместе с ветром и гололедом.

Какие данные нужны для сейсмического расчета

Расчет начинается с инженерно-геологических изысканий на самой площадке. Карта дает только исходную балльность, а грунт может ее повысить или понизить.

Из изысканий проектировщику нужны:

• категория грунта по сейсмическим свойствам;
• уровень грунтовых вод;
• просадочность и набухание грунтов;
• несущая способность основания.

От производителя оборудования нужны масса, положение центра тяжести и подтвержденная сейсмостойкость аппарата. Если завод не дает данных о сейсмостойкости, это повод запросить их до закупки, а не после.

Оборудование ОРУ и трансформаторы: слабые места при землетрясении

Больше всего на подстанции страдают высокие аппараты на фарфоровых изоляторах и жесткие связи между ними. При толчке аппараты качаются с разной частотой, и жесткая шина ломает изолятор.

Поэтому в проекте для зон 8-9 баллов обычно:

• между аппаратами ставят гибкую ошиновку с запасом длины;
• трансформатор крепят к фундаменту от сдвига и опрокидывания;
• проверяют выключатели, разъединители и трансформаторы тока на резонанс;
• оставляют запас длины кабелей на вводах в здания и шкафы;
• шкафы в ЗРУ крепят к полу и между собой.

Заложить эти решения в проект дешевле, чем ремонтировать подстанцию после землетрясения.

Просадочные грунты: вторая проблема после сейсмики

Во многих районах Узбекистана площадки стоят на лессовых грунтах, которые проседают при замачивании. Для фундамента трансформатора это так же опасно, как землетрясение.

Просадка начинается с протечки, полива газона или поднятия грунтовых вод. Фундамент наклоняется, ошиновка натягивается, бетон трескается. Если изыскания показали просадочность, в проекте предусматривают уплотнение или замену грунта, сваи и отвод воды от фундаментов. Решение выбирают по данным изысканий, а не по типовому проекту.

Дополнительные климатические факторы

Кроме сейсмики, в проекте учитывают жару, засоленные грунты и пыль. От жары до +50°C зависят допустимый ток проводов и выбор трансформаторного масла. Засоленные грунты разъедают заземление, а из-за пыли нужны изоляторы с большей длиной пути утечки.