Ricerca sullo schema strutturale e sulle caratteristiche tecniche delle centraline elettriche prefabbricate
1. Schema del contenitore
1.1 Schema strutturale
Nello schema strutturale del contenitore, il contenitore è principalmente costruito con lastre d'acciaio, travi d'acciaio, colonne d'acciaio, ferramenta d'angolo, ecc. La struttura del contenitore è una struttura integrata formata combinando lastre d'acciaio e un telaio. Basandosi sul layout monolivello del contenitore, viene utilizzato un software di elementi finiti per creare il modello strutturale del contenitore, e quindi viene simulato e calcolato il carico strutturale del contenitore. I risultati dei calcoli mostrano che lo stress generato in ogni componente del contenitore è inferiore allo stress ammissibile dell'acciaio, e la deformazione dei componenti è anch'essa inferiore al valore ammissibile. Si può vedere che il contenitore disposto su un singolo livello può soddisfare bene i requisiti di carico strutturale degli edifici di sottostazioni.
1.2 Caratteristiche tecniche
La struttura a contenitore adotta standard internazionali generali sia per la struttura complessiva che per i suoi componenti, facilitando la standardizzazione. Sfruttando la capacità produttiva e le attrezzature dei produttori di contenitori esistenti in collaborazione con i produttori di apparecchiature secondarie, si può raggiungere la produzione in serie attraverso miglioramenti, risparmiando costi e ottenendo buoni benefici economici. Tuttavia, è difficile ottenere un aspetto estetico gradevole sulla superficie del contenitore. Quando viene utilizzato per costruire sottostazioni in aree con elevati requisiti di valutazione ambientale, come aree urbane e luoghi panoramici, spesso non supera la valutazione ambientale locale, ponendo significativi ostacoli alla costruzione.
Come prodotto standard, a causa delle limitazioni delle sue caratteristiche strutturali, le posizioni delle aperture delle porte del contenitore sono relativamente fisse, e risulta difficile aprire porte in altre posizioni, causando una mancanza di diversità nello schema. In caso di apertura di porte necessaria, ciò influirebbe sulla stabilità e l'ermeticità del contenitore. Pertanto, come integrare lo spazio richiesto dalle apparecchiature elettriche nello spazio prefissato fisso è una grande sfida nell'implementazione dello schema strutturale del contenitore per le sottostazioni.
In generale, la durata di vita dei contenitori da trasporto è di 7-10 anni. La durata di progettazione delle apparecchiature primarie nelle sottostazioni è di 40 anni, e quella delle apparecchiature secondarie è di 20 anni. Se viene adottata la struttura a contenitore per le sottostazioni, è necessario migliorare la durabilità della struttura del contenitore. La durata di vita della struttura del contenitore è influenzata da molti fattori, come lo schema di rivestimento anticorrosivo, la durabilità intrinseca dei materiali, l'ambiente operativo dell'attrezzatura e le misure di protezione operativa. Dopo il trattamento anticorrosivo, se la struttura del contenitore viene collocata in un'area con un ambiente buono, basso contenuto di polvere e sabbia e minima corrosività, la sua durata di vita può raggiungere 20 anni o anche 30 anni. Tuttavia, se collocata in un'area con un ambiente povero, la sua durata di vita sarà notevolmente ridotta a causa di fattori come la propria resistenza strutturale e la tecnologia di trattamento anticorrosivo superficiale esistente.
2. Schema della lastra Jinbang
2.1 Schema strutturale
La lastra Jinbang è principalmente composta da cemento, cenere volante, silice in polvere e perlite, rinforzata con fibre composite. Viene formata mediante estrusione a pressione alta sotto vuoto, curata con vapore ad alta temperatura e pressione, lavorata e spruzzata a più strati. Durante il processo di produzione della lastra Jinbang, non vengono generati acque reflue, rifiuti solidi o gas di scarico, e non inquina l'ambiente, rendendola un prodotto edile verde ed ecologico. I disegni superficiali della lastra Jinbang possono essere combinati con il processo di rivestimento superficiale tramite progettazione e sviluppo di stampi per ottenere una varietà di disegni e qualsiasi combinazione di colori del rivestimento superficiale, creando un effetto ricco e colorato e rendendo la superficie della cabina delle apparecchiature visivamente attraente.
2.2 Caratteristiche tecniche
La struttura della lastra Jinbang utilizza uno scheletro composto da acciaio profilato come base portante fondamentale e adotta un metodo di isolamento esterno. Le pareti della struttura della lastra Jinbang sono composte da materiali come la lastra Jinbang, strato di ventilazione, film sigillante impermeabile, pannelli orientati, materiali isolanti, tubi quadrati a parete sottile e gesso. I principali materiali grezzi per la produzione della lastra Jinbang sono materiali inorganici, conferendole eccellenti proprietà antincendio. Che venga utilizzata come materiale per pareti a graticcio o come strato superficiale dell'isolamento esterno, la lastra Jinbang mostra un'ottima performance antincendio.
Allo stesso tempo, attraverso calcoli meccanici, la struttura garantisce la resistenza statica e dinamica durante i processi di sollevamento, trasporto e installazione, soddisfacendo il requisito di una durata di vita di 25 anni. Ha le caratteristiche di alta densità, buona resistenza atmosferica, dimensioni stabili, coefficiente di deformazione basso, resistenza all'acqua, al fuoco, all'erosione e al gelo. La lastra Jinbang, simile ai materiali a base di cemento, ha un buon aspetto a breve termine. Tuttavia, la sua natura leggera e fragile, la tendenza a crepare e la scarsa resistenza all'impatto compromettono significativamente le prestazioni protettive che la parete stessa dovrebbe possedere. La lastra Jinbang è fissata allo scheletro interno tramite parti di appendere.
Le parti di giuntura delle lastre sono rivestite con un sigillante impermeabile elastico. Vengono adottati metodi di connessione a lingua e scanalatura e fissaggio con elementi di fissaggio, e vengono utilizzate connessioni speciali alle giunture delle lastre, riempite con materiali sigillanti elastici. A causa delle limitazioni del materiale, le prestazioni di sigillatura alle connessioni porta-lamiera sono scarse, il che non è favorevole per ottenere effetti anti-polvere, anti-umidità e anti-condensa. Una leggera deformazione o vibrazione durante il trasporto o il sollevamento può facilmente causare danni o crepe all'aspetto, e in alcuni casi, la lastra Jinbang potrebbe addirittura cadere.
Inoltre, a causa delle sue scarse proprietà meccaniche, la lastra Jinbang può essere utilizzata solo indipendentemente come materiale di manutenzione esterna non portante e materiale di parete a graticcio, e non può servire come struttura portante, quindi non può fornire funzioni di supporto e rinforzo. Il processo esistente può solo realizzare l'integrazione di equipaggiamenti a singolo strato, e c'è margine per ottimizzare ulteriormente l'integrazione della struttura tridimensionale.
3. Schema della cabina prefabbricata
3.1 Schema strutturale
La struttura della cabina prefabbricata deriva da tecnologie di progettazione e fabbricazione mature di sottostazioni a cassa esterna, ed è un prodotto personalizzato specificamente progettato per l'installazione integrata di apparecchiature elettriche. La cabina prefabbricata è un tipo di apparecchiatura con capacità antideformazione propria. La base strutturale è saldata con acciaio profilato, e il telaio della cabina è una struttura saldata integrata. L'acciaio principale utilizzato è acciaio da costruzione al carbonio di alta qualità, che ha sufficiente resistenza meccanica, durezza e resistenza allo snervamento, e presenta una forte adattabilità ambientale.
L'esterno della cabina è fatto di lastre d'acciaio metalliche, che offrono eccellenti proprietà decorative, fornendo varie possibilità per la decorazione esterna. Può essere flessibilmente verniciato a spruzzo in base all'ambiente locale per fondersi perfettamente con l'ambiente circostante e risulta più probabile essere accettato dai residenti locali. Quando è sottoposta a forze esterne durante il trasporto, il sollevamento, ecc., la cabina può subire una leggera deformazione per contrastare gli effetti di queste forze esterne e riprendersi in breve tempo, proteggendo l'installazione dei componenti elettrici dalle forze meccaniche, garantendo la stabilità dinamica del sistema elettrico e resistendo efficacemente agli impatti di forze esterne come terremoti.
Nel progetto strutturale della cabina prefabbricata, è previsto un margine nella selezione di materiali e strutture d'acciaio, che può affrontare efficacemente i danni strutturali causati dai terremoti. Il design interno della cabina prefabbricata è flessibile. Vengono utilizzati materiali a sezione per il rinforzo per aumentare la forza di supporto complessiva, e può essere adottato un layout strutturale tridimensionale. Applicando questo schema, l'area occupata viene ridotta e viene sfruttato lo spazio verticale, realizzando la conservazione delle risorse terriere. Nel frattempo, nel layout strutturale tridimensionale, vengono installati dispositivi di isolamento vibratorio tra i livelli superiori e inferiori per eliminare il rumore e ridurre le vibrazioni. La forza e le prestazioni antisismiche della cabina prefabbricata sono state verificate attraverso analisi a elementi finiti e da istituzioni di test autoritarie nazionali, assicurando una sufficiente affidabilità.
3.2 Caratteristiche tecniche
Sia il telaio che il tetto della cabina sono fatti di lastre d'acciaio galvanizzate, e i pannelli delle pareti sono lastre d'acciaio a doppio strato riempite con materiali ignifughi, fiammabili e isolanti termici. Combinato con la struttura di isolamento termico a ponte interrotto, si riduce la conduzione termica tra le strutture. In caso di incendio all'interno o all'esterno della cabina, la carcassa esterna della cabina può mantenere la sua integrità e resistenza al fuoco entro 3 ore, dimostrando ottime prestazioni di isolamento termico e resistenza al fuoco.
Viene utilizzato un processo di sigillatura "simile a quello automobilistico" per ottenere effetti anti-polvere, anti-umidità e anti-condensa. A seconda delle apparecchiature interne e dell'ambiente di applicazione, la struttura, le dimensioni, le porte di manutenzione e le aperture di ingresso/uscita dei cavi della cabina prefabbricata possono essere progettate in modo flessibile. In base ai requisiti di espansione delle apparecchiature interne, possono essere riservate diverse aperture di ingresso/uscita delle apparecchiature, e il tetto può essere smontato a sezioni, facilitando l'installazione delle apparecchiature in un secondo momento. Ciò può soddisfare diversi requisiti di progetto e offre una varietà di opzioni di progettazione.
La struttura della cabina prefabbricata ha ottime prestazioni anticorrosive. Il trattamento anticorrosivo segue lo standard ISO12944 "Protezione contro la corrosione delle strutture in acciaio mediante sistemi di vernici protettive". Vengono adottati più processi anticorrosivi, inclusi il pretrattamento, lo strato di zinco, lo strato intermedio, lo strato superficiale e altri trattamenti, assicurando che la cabina possa raggiungere un livello di anticorrosione senza arrugginire entro 30 anni in un ambiente C4. La durata di vita operativa della cabina prefabbricata è progettata per essere superiore a 40 anni, e con una manutenzione semplice, può raggiungere una durata di vita di 60 anni.
A confronto con la struttura del contenitore, la struttura della cabina prefabbricata presenta i seguenti vantaggi: può essere progettata flessibilmente in base alle esigenze reali, ha uno spazio interno maggiore, offre condizioni operative e di manutenzione migliori, e risulta meno influenzata dalle condizioni di trasporto stradale.
4. Conclusioni
Con la proposta del concetto di rete elettrica verde, sono stati formulati concetti di costruzione verde come intelligenza, alta efficienza, affidabilità, praticità economica, massimi benefici nel ciclo di vita, risparmio di terra, energia, acqua, materiali e protezione ambientale per la costruzione di sottostazioni. Le sottostazioni prefabbricate, che utilizzano apparecchiature prefabbricate, sono in linea con il concetto di rete elettrica verde e sono caratterizzate da velocità di costruzione rapida, piccola impronta, alta integrazione del sistema, facile trasporto e rapida installazione.
A confronto con la struttura del contenitore e la struttura della lastra Jinbang, la struttura della cabina prefabbricata presenta più caratteristiche e vantaggi. Il modello strutturale della cabina prefabbricata ha vantaggi eccezionali come sicurezza e affidabilità, forte adattabilità ambientale, layout flessibile, alta operatività in termini di operazioni, manutenzione e ispezione, nonché risparmio energetico e protezione ambientale. Ha dimostrato grandi vantaggi nelle applicazioni pratiche e ha un ampio valore di applicazione.
