Ang Pagtuon ug Pagpakita sa Ginabuhat nga Balay-bugtong nga Struktura Alang sa mga Kahimutang sa Mataas nga Bentahe sa mga Substation
Ang pag-unlad sa ekonomiya nagpapahiwatig ng mas mataas na epektividad sa pagtatayo ng mga substation, na nagresulta sa teknolohiya ng prefabricated cabin substation. Sa modular na disenyo, ang pagkakawire, komisyoning, at prefabrication ng mga aparato ay natatapos sa factory, kailangan lamang ng "building-block" assembly on-site. Halimbawa, ang 10kV prefabricated high-voltage room: ang mga aparato at cabin ay inilalapat sa factory, ang trabaho on-site ay limitado sa busbar at assembly ng cabin. Ang main transformer incoming line ay konektado sa pamamagitan ng wall bushings, at ang mga outgoing lines ay lumalabas sa pamamagitan ng under-cabin cable layer, na malaking pagsisip ng construction cycle at pagbabawas ng gastos.
Ang tradisyonal na high-voltage rooms ng substation ay gumagamit ng reinforced concrete structures, na nangangailangan ng layer-by-layer na pagpapour ng concrete na maaaring umabot hanggang 6 buwan mula sa civil works hanggang sa installation—hindi nakakatugon sa pangangailangan ng grid construction. Ang mataas na gastos sa materyales at labor din ang nagdudulot ng pagtaas ng kabuuang gastos. Bukod dito, ang kanilang iisang struktura ay kulang sa dust-proofing, thermal insulation, at environmental control functions. Ang mataas na temperatura ay nagpapabilis ng pagtanda ng insulation ng mga aparato, habang ang moisture sa mga bahagi ng insulation ay maaaring magdulot ng electrical failures.
Upang tugunan ang mga isyung ito, ang paper na ito ay nagpopropona ng prefabricated high-voltage room structure. Ang prefabrication at debugging sa factory ay nagbibigay-daan sa mabilis na on-site assembly, na may integrated environmental control at equipment monitoring. Ito ay binubuo ng high-voltage cabinet units, cable shaft units, atbp., na optimizes ang paggamit ng espasyo at pinapadali ang maintenance ng mga aparato.
1.Core Technical Principles and Functions of Structural Modules
1.1Prefabricated Cabin Unit
Bilang minimum na unit ng assembly, ito ay nagintegrate ng pre-installation ng mga aparato. Ang factory-produced switchgear at control panels ay inilalapat, commissioned, at pre-assembled sa cabin, pagkatapos ay inilalayas para sa transport. Ang sukat nito ay pasok sa trailers, ang mga unit ay modularly assembled on-site: splicing cabinets, connecting busbars at power busbars, at joining cabins para bumuo ng high-voltage room.
1.2 High - Voltage & Cable Shaft Units
1.3 Communication & Control Panel Unit
Nagpapalit ng gitnang switchgear sa control panels upang makolekta ng primary equipment data, na inililipat sa pamamagitan ng cable shaft sa control room para sa remote monitoring.
1.4 Door - Equipped Units
Nagseal ng mga dulo ng high-voltage room sa fire-escape doors. Double-sealed (Fig. 2) upang mapigilan ang dust, ang mga pinto ay gumagamit ng lightweight GRP-polyurethane panels na may stainless steel edges para sa durability.
1.5 Prefabricated Cabin Unit: Frame Structure and Load - bearing Design
Ang prefabricated cabin unit ay binubuo ng frame, vertical struts, at walls. Ang frame ay isang grid-type structure na welded sa pamamagitan ng H-section steel through groove welding, na nagbabantay sa self-weight ng cabin at internal equipment (switchgear, control panels, etc.). Ang steel frame din ay ginagamit bilang embedded foundation para sa installation ng mga aparato, na ang switchgear at panels ay direktang mounted sa ito para sa stable load-bearing.
1.6 Vertical Struts: Mechanical Reinforcement and Upper Support
Ang mga vertical struts ay inilalagay sa mga splicing edges ng cabin unit, na may 4 struts bawat isa sa harapan at likuran ng switchgear sa splicing surface, kabuuang 8. Gawa sa square steel tubes, sila ay vertically welded sa pagitan ng bottom at top steel frames ng cabin, na reinforced ng diagonal braces upang palakasin ang mechanical strength. Bukod sa pagpapalakas ng overall rigidity ng high-voltage room, ang mga struts ay nagbibigay ng reliable support para sa upper prefabricated control room, na nagpapaligtas ng effective load transfer.
1.7 Wall System: Thermal Insulation, Waterproofing, and Structural Reinforcement
Ang cabin walls ay double-layer composite structures (inner + outer walls), na binubuo ng snap-type composite steel plates na puno ng thermal insulation materials.
Ang mga plaka ay fixed sa pamamagitan ng inner-side bolts pagkatapos ng splicing, na may ends na welded sa frame. Ang crisscross connection ay malaking nagpapalakas ng wall anti-deformation capability, na nagpapabuti ng thermal insulation at structural stability upang mapigilan ang external forces.
1.8 Anti-small-animal Module
Nagintegrate ng door-integrated card slot (na nag-hold ng baffle upang mapigilan ang pests kapag bukas) at wall/corner fixed points para sa sticky traps, na bumubuo ng dual protection laban sa small animals.
1.9 Temperature & Humidity Control Module
Nag-combine ng automatic thermostat, industrial heater (para sa long-term low-temp stability), at decentralized AC. Ang real-time data ay nag-drive ng smart on/off ng heating/cooling upang mapanatili ang stable cabin conditions.
1.10 Decentralized Air-Conditioning System
Gumagamit ng high-power industrial AC unit + top-mounted ducts. Ang cold air ay lumulubog sa ilalim, na nagbubuo ng convection para sa uniform temp distribution, na nagpipigil ng local overheating upang protektahan ang mga aparato.
1.11 Patrol Robot Module
Sumusunod sa switchgear channels; ang mga robot (na may retractable detectors) ay auto-position sa pamamagitan ng navigation. Ginagawa nila ang 360° inspections (AI recognition, IR temp, partial discharge), na nagpapadala ng real-time data para sa hidden danger diagnosis—nagpapalit ng manual checks.
1.12 Lighting Module
Dual-mode: Embedded LED channel lights (para sa maintenance) + UPS-powered emergency lights (cross-installed, na may warnings) para sa backup during outages, na nagpapabuti ng safe visibility.
1.13 Air Inlets/Outlets
Top inlets + bottom outlets form convection. Trunk-shaped (Fig. 5) na may downward-facing external vents (pre-filtered by sand nets), labyrinth ducts (to slow air, trap debris), at high-protection filters—balancing ventilation at dust control.
1.14 Design of Ring-Shaped Grounding Busbar
Ang ring-shaped grounding busbar, gawa sa hot-dip galvanized flat steel, ay openly laid along the walls of the high-voltage room. Ito ay konektado sa primary equipment grounding, protective grounding, at maintenance grounding, na may sapat na manual grounding terminals upang matugunan ang "five-prevention" requirements at tiyakin ang ligtas na maintenance grounding. Ang apat na soft copper wires 引出 (led out) mula sa busbar ay lumalabas sa pamamagitan ng cabin floor upang bumuo ng reliable connections sa main grounding grid, na nagtatatag ng global grounding system.
2 Analysis of Key Technologies
Ang prefabricated cabin-type high-voltage rooms ay nagpapahiwatig ng mabilis na substation construction, environmental optimization, at ligtas na operasyon sa pamamagitan ng tatlong core technologies, na sumusuporta sa stable 10kV switchgear operation:
2.1 Intensive Layout of Cable Layer
Sa panahon ng civil construction, ang high-voltage room foundation at cable layer lang ang itinayo, at ang prefabricated cabins ay direkta na inaassemble sa itaas ng cable layer pagdating. Ang dedicated staircases (bilaterally configured with FRP rain shelters) ay idinagdag, na may drainage wells sa ilalim na konektado sa sumps para sa stormwater discharge. Ito ay tumutugon sa fire evacuation standards at nagpapadali sa operator access sa cable layer.
2.2 Factory Prefabrication and Assembly
Ang prefabricated cabin units ay nakonfigure at pre-assembled sa factory batay sa electrical equipment requirements, pagkatapos ay inilalayas para sa mabilis na on-site assembly. Ang factory installation ay nag-iwas sa quality issues on-site mula sa environmental o personnel factors, na nagbibigay-daan sa "cabin-cabinet integrated" delivery upang bawasan ang construction workload, adaptable sa complex terrains, at nagbibigay ng significant time at cost advantages.
2.3 Space-Optimized Double-Layer Structure
Maaaring itayo ang prefabricated control room sa itaas ng high-voltage room. Ang double-layer design ay nagtransform ng selected switchgear positions sa secondary cable shafts, na nagpapayaman ng space utilization at nagbawas ng cable length. Ang square steel tube vertical struts na may diagonal braces ay nagpapalakas ng mechanical strength, na sumusuporta sa double layer at inspection robot tracks para sa space reuse.
3 Technical Advantages
3.1 Multi-Functional Module Integration
Ang integration ng anti-small-animal, temperature-humidity control, at patrol robot modules ay nagbibigay ng dust-proofing, thermal insulation, environmental regulation, at equipment monitoring capabilities, na nagbubuo ng "intelligent carrier" para sa power equipment.
3.2 Full Lifecycle Environmental Assurance
Ang automatic temperature-humidity control at decentralized air conditioning ay nagpapanatili ng stable cabin conditions, na nagpapabuti ng reliability at comfort ng operasyon ng mga aparato, at nagpapahinto ng insulation aging at short-circuit risks mula sa mataas na temperatura.
4 Application Case
Sa ilalim ng China Southern Power Grid’s 2018 New Technology Pilot Application Plan, ang Zhongshan Power Supply Bureau ay nag-apply ng prefabricated technology sa 110kV Tongfu Substation, na natapos ang construction (including civil works, installation, at commissioning) sa loob ng 6 buwan—nag-resolve ng traditional schedule issues. Ang construction material costs ay bumaba ng 25%. Ang 10kV prefabricated high-voltage room ay may reliable structure, rational equipment layout, at perfect environmental systems, na nag-achieve ng organic integration ng electrical equipment at cabins para sa long-term stable operation.
Pagkatapos ng operasyon, ang reduced equipment hazards, optimized environment, at improved power supply reliability ay nagbawas ng emergency repair costs, ensured 10kV feeder load supply, at nagbigay ng significant economic at social benefits.
5 Conclusion
Tumutugon sa "long construction period, poor environment, at weak intelligent O&M" ng traditional reinforced concrete high-voltage rooms, ang paper na ito ay nagpopropona ng prefabricated cabin-type solution: factory debugging ng cabin at equipment, pagkatapos ay on-site "building block" assembly pagkatapos ng disassembly transport. Ang snap-fit insulated cabin, shaft cable layout, at multi-module integration ay nagpapahiwatig ng efficient construction at environmental optimization.
Ang strukturang ito ay sumusuporta sa full lifecycle equipment safety, simplifies O&M, at nagbibigay ng broad promotion value, na nagbibigay ng innovative path para sa smart substation construction.
