Правильное выполнение строительной части подстанции обеспечивает ее долговечность и надежную работу установленного электрооборудования. В связи с этим контроль со стороны эксплуатационного персонала за выполнением строительных работ при сооружении ТП и РП и последующее содержание строительной части имеют первостепенное значение.
Необходимый контроль и выполнение основных технических требований, предъявляемых к строительной части ТП и РП, позволяют своевременно выявить различные дефекты и упущения при сооружении здания подстанций.
В городских сетях в основном применяются ТП и РП, строительная часть которых выполнена с использованием кирпичной кладки. В последние годы, в связи с индустриализацией строительно-монтажных работ, получают распространение ТП, строительная часть которых, как отмечалось, выполняется из сборных железобетонных элементов различных конструкций.
Отметим характерные решения, связанные с изготовлением основных строительных элементов ТП ленинградского типа и ТП единой серии в кирпичном исполнении.
Фундамент подстанции выполняется ленточным, из сборных бетонных блоков, и рассчитывается исходя из допустимой нагрузки на грунт, равной 100— 250 кПа (1,0—2,5 кгс/см2), Глубина заложения фундамента определяется в каждом отдельном случае проектом, в зависимости от результатов исследования грунта, а также условий промерзания. Для средней полосы Советского Союза глубина заложения фундамента примерно равна 1,5 м для песчаного, суглинистого или глинистого грунтов; для гравелистых, крупно- и среднезернистых песков глубина может быть уменьшена до 1,4 м. Под подошвой фундамента предусматривается подготовка из уплотненного крупнозернистого песка толщиной 100 мм.
Блоки фундамента складываются с обязательной перевязкой швов, на цементном растворе марки М-25. Для ввода кабелей в помещение подстанции в фундаменте проектом предусматриваются отверстия или закладываются асбоцементные трубы диаметром не менее 100 мм. В зависимости от типа ТП вместо асбоцементных труб можно закладывать газовые трубы, которые перед этим должны покрываться битумным составом. Закладку труб рекомендуется производить под наблюдением персонала монтажной организации.
Длина закладываемых труб принимается такой, чтобы они одним концом входили в стенку приямка, кабельного канала или подвала, а другим выходили за пределы бетонной или асфальтированной отметки, устраиваемой вокруг здания ТП и РП. Концы труб на период строительства следует закрывать деревянными пробками.
В районах с высоким уровнем грунтовых вод при привязке ТП должно быть предусмотрено устройство дренажа. ТП единой серии выполняют, считая, что грунтовые воды залегают ниже подошвы фундаментов.
При выборе отметки чистого пола подстанции учитывается уровень грунтовых и паводковых вод; во всяком случае он должен быть выше отметки планировки территории не менее чем на 300 мм.
Очень важным строительным элементом является конструкция пола подстанции. Для ТП и РП единой серии пол выполняется на указанной выше отметке и представляет собой утрамбованный грунт из щебня и песка, пропитанный жирным бетоном до образования монолитной плиты. Толщина бетонной подготовки около 120 мм, что исключает повреждение пола при транспортировке силовых трансформаторов. Такой пол называется набивным.
В ТП ленинградского типа предусматривается железобетонный пол, выполняемый из отдельных плит, которые образуют нижнее перекрытие подстанции. Отметка пола принимается по местным условиям, как правило, выше 300 мм. В таком случае подстанция имеет подвал для отходящих кабелей.
Каждый из способов выполнения пола и связанного с этим устройства для канализации кабелей имеет свои особенности. Стоимость изготовления набивного пола ниже, чем стоимость железобетонного перекрытия. Однако при наличии набивного пола возникает необходимость в сооружении каналов или приямков для кабелей, что видно из рис. 2-6. Вследствие этого увеличивается объем ручных работ и растет суммарная стоимость сооружения пола.
При наличии перекрытия кабели, как отмечалось, располагаются в подвале, который образуется в процессе возведения фундамента и перекрытия. Последнее выполняется с использованием заводских железобетонных изделий и с максимальным применением механизмов. В результате этого суммарная стоимость сооружения перекрытия может оказаться равной или даже меньшей, чем стоимость набивного пола.
Наряду с этим некоторые условия эксплуатации подстанции заставляют отдавать предпочтение нижнему железобетонному перекрытию. Такое перекрытие на РП, расположенное от уровня земли на расстоянии более 0,5 м. представляет несомненные удобства для эксплуатации и прокладки кабелей. Запас кабеля в подвале обеспечивает ремонт кабельных воронок в случае их повреждения.
При набивном поле на подстанции необходимо сооружать кабельный канал. Последний может находиться в центре или по сторонам РП. Раскладка кабелей в канале представляет определенные трудности, так как заводка кабелей к высоковольтным аппаратам требует соблюдения установленных радиусов изгиба. Для соблюдения этих радиусов центральный канал в РП должен иметь пологие разветвления в каждую из камер РУ, под которыми сооружаются специальные приямки. Канал необходимо перекрывать съемными металлическими или железобетонными плитами в уровень с чистым полом помещения. Масса отдельной плиты не может превышать 40—50 кг, В плитах предусматриваются «утопленные» ручки или другие устройства для их подъема. Канал и приямки обрамляют уголками.
На случай повреждения концевой муфты и ремонта кабеля перед зданием РП в земле предусматривается запас кабеля, так как в канале такой запас невозможен. В противном случае при повреждении концевой разделки кабеля необходимо будет произвести монтаж соединительной муфты у здания РП с заменой куска кабеля. Кроме того, при любом ремонте необходимо производить земляные работы для вскрытия кабеля.
Использование боковых каналов, на которые устанавливаются камеры РУ 6—10 кВ, имеет аналогичные недостатки. Кроме того, прокладка новых или замена существующих кабелей вызывает определенные трудности.
Набивной пол предъявляет очень высокие требования к его выполнению. Возможные неравномерные осадки грунта при изменении атмосферных условий приводят к трещинам и последующему разрушению пола, вызывая смещение оборудования. Набивной пол требует тщательного наблюдения при эксплуатации. Достаточно часто возникает необходимость его ремонта.
Устройство нижнего перекрытия взамен набивного пола позволяет избежать отмеченных недостатков. Кабели в подвале раскладываются с запасом, который используют при ремонте. Заводка кабелей в подвал может производиться с любой стороны РП. Легко выполняются требуемые радиусы изгиба кабелей. Никаких явлений, связанных с осадкой грунта, не наблюдается. При эксплуатации следят за состоянием только чистого пола.
Сказанное в равной мере относится к ТП. Кроме того, наличие подвала в ТП позволяет наиболее удачно выполнить вентиляцию подстанции. Холодный воздух подается под перекрытие через нижние жалюзи и обтекает весь кожух трансформаторов, охлаждая последние наиболее эффективно.
В ТП с набивным полом охлаждение трансформаторов производится через вентиляционные отверстия в дверях камер трансформаторов. Такой способ вентиляции менее эффективен, и кроме того, ослабляется прочность входных дверей.
На рис. 2-21 показан разрез строительной части ТП ленинградского типа. Нижнее перекрытие выполняется из сборных железобетонных плит заводского изготовления, уложенных по выровненному слою из цементного раствора. Швы между настилами замоноличиваются цементным раствором марки М-100. Чистый пол ТП выполняется бетоном марки М-200 толщиною 5 см. В перекрытии у стен предусматривается вентиляционный проем, соединяющий подвал с помещением, где устанавливаются трансформаторы.
Ниже перекрытия в стене предусматривается вентиляционное отверстие. Отметка пола принята на высоте 0,95 м. Высота подвала за счет выемки небольшого количества грунта равна 110 см до балки. Пол подвала выполняется из утрамбованного щебня, залитого цементным раствором марки М-25 по слою, шлака толщиной 50 см или производится утрамбовка грунта на глубину 100 мм, который покрывается бетоном марки М-100. Достаточно часто ограничиваются утрамбовкой грунта и засыпкой его песком.
На обрезе фундаментов, который выравнивается бетонным слоем марки М-100, устраивается гидроизоляция из двух слоев толя, наклеенных дегтевой мастикой. Иногда для этой цели используется рубероид, связанный битумом. Гидроизоляционный слой ТП единой серии состоит из слоя цементного раствора состава 1:2 толщиной 20 мм. Отметим, что на подстанциях с набивными полами поверхность каналов и приямков, соприкасающихся с грунтом, должна быть два раза обмазана горячим битумом.
Стены подстанции на отметках выше поверхности земли выкладываются обычно из силикатного кирпича. Кладка производится в один кирпич с облицовкой наружной поверхности стен облицовочным кирпичом. Во время кладки выполняются связи кирпичных стен в углах и местах примыкания друг к другу, используется арматурная сталь, заканчивающаяся анкерами. Арматура укладывается в горизонтальные швы кладки и входит в каждую из примыкающих стен на 1,5 м.
В ТП ленинградского типа выше фундамента предусматривается цоколь, который выкладывается из красного хорошо обожженного кирпича марки М-100, с последующей штукатуркой цементным раствором. В последних конструкциях ТП цоколь выполняется из путиловской плиты. Стена, где расположена входная дверь, выполняется в полтора кирпича.
Кладка стен производится с расшивкой швов снаружи и вподрезку изнутри. При кладке стен предусматриваются закладные части для установки дверей и вентиляционных жалюзи. Внутренние поверхности стен белятся известью, иногда используется штукатурка.
Для изготовления верхнего перекрытия применяются сборные железобетонные плиты, укладываемые на стены по предварительно уложенной цементной стяжке. Швы между плитами замоноличиваются.
В ТП ленинградского типа для защиты потолочного покрытия от промерзания накладывается утепляющий слой из газобетона или газосиликата, высота которого находится в пределах 10—15 см, в зависимости от конструкции и толщины используемых плит перекрытия.
Как правило, для ТП применяется мягкая кровля из рубероида или толя, имеющая большие преимущества в условиях повседневной эксплуатации по сравнению с покрытием из металла.
В ТП ленинградского типа утепляющий слой скрепляется цементной стяжкой толщиной 20 мм, поверх которой накладывается рулонный ковер из 4 слоев рубероида на дегтевой мастике или горячем битуме.
В ТП единой серии утепляющий слой отсутствует. После выполнения цементной стяжки и образования ровной поверхности на плиты накладывается водоизоляционный ковер из трех-четырех слоев гнилостойкого рубероида на мастике. Для защиты кровли от повреждения ее поверхность покрывается тугоплавким битумом с утопленным в него крупнозернистым песком и гравием.
Чтобы вода с кровли не затекала на стены подстанции, предусматривается свес кровли шириной не менее 200 мм. С этой целью при кладке карниза и выполнении цементной стяжки по периметру здания подстанции и на углах устанавливаются кобылки из антисептированных досок толщиной 40 мм.
Свес выполняется из оцинкованной кровельной стали, которая закрепляется на специальных костылях, установленных на кобылках. Водоизоляционный ковер накладывается на кровельное железо. Обрез ковра зашпаклевывается битумной мастикой с волокнистым наполнителем.
Существенное значение при эксплуатации подстанции имеет конструкция входных дверей и способ их установки. Размер дверного проема определяется габаритами оборудования, которое должно проноситься через этот проем. В частности, для РУ 6—10 кВ его размер определяется габаритами комплектных камер и панелей распределительных щитов, для камеры трансформатора — габаритами последнего. Как правило, в первом случае двери выполняются одностворчатыми, во втором — двустворчатыми.
Двери подстанции, в соответствии с правилами, должны быть несгораемые или трудносгораемые. Лучшим материалом является листовая сталь. Применяются деревянные двери, обитые железом по войлоку. Такие двери весьма громоздки, и их эксплуатация связана с определенными трудностями. Изменение атмосферных условий в течение года приводит к деформации дверей. Часто повреждается железная обивка из-за коррозии, особенно в районах с влажным климатом.
Установку дверей в проеме следует производить с утоплением в толщине стены на глубину 12—13 см, как это показано на рис. 2-21. Такая установка препятствует проникновению снега и капель косого дождя в помещение подстанции. Следует избегать порогов, так как последний, соприкасаясь с дверью, образует место, где может скапливаться снег и лед, препятствующие свободному открыванию дверей. В связи с этим в ТП ленинградского типа плоскость дверей и плоскость нижней вентиляционной решетки совпадают.
Размеры вентиляционных проемов определяются расчетом. Как правило, верхнее вентиляционное отверстие больше нижнего. Верхняя решетка устанавливается под карнизом. Пример ее установки в плоскости входной двери ТП ленинградского типа указан на рис. 2-21. Вентиляционная решетка изготавливается из уголковой рамы, которая заполняется приваренными к ней лопастями под углом 45°; лопасти размещаются с перекрытием друг друга. Толщина лопастей принимается не менее 3 мм. С внутренней стороны рекомендуется установка металлических сеток с очком 0,8X0,8 см. Крепление следует производить на штырях с гайками. Последнее позволяет снимать их для чистки от пыли и окраски.
В ТП единой серии для вентиляции камер трансформаторов жалюзийные отверстия устанавливаются в дверях, боковых стенах и над дверным проемом. Для увеличения воздухообмена внутри камер ниже вентиляционного отверстия устанавливается специальная диафрагма (см. рис. 2-6).
Двери, вентиляционные решетки и съемные сетки должны быть хорошо подогнаны, плотно входить в свои предварительно оштукатуренные гнезда и точно соответствовать конструктивным размерам. Если имеется нижнее перекрытие и подвал, в перекрытии должно быть предусмотрено отверстие (люк), закрытое металлической крышкой. Отверстие обрамляется уголками. Крышка люка выполняется из листовой стали толщиной 3—4 мм с утопленными ручками. Крышка люка устанавливается заподлицо с чистым полом подстанции.
Для входа на подстанцию при расположении ее пола выше уровня земли рекомендуется применять металлические лестницы — скобы (рис. 2-21).
Вокруг подстанции предусматривается отмостка шириной 1 м. С этой целью поверх уплотненного грунта накладывается щебеночное основание, которое покрывается асфальтом.
Строительная часть ТП из сборных элементов имеет свои особенности и определяется принятой конструкцией подстанции. До настоящего времени решения, связанные с такими ТП, имеют местный характер.
Основные строительные решения объемной ТП, разработанной для ленинградских условий, следующие. Фундамент ТП выполняется из буро-набивных бетонных свай. Цоколь монтируется из объемных элементов (блоков), собираемых из плоских панелей. Наружные стены выполняются из керамзитобетонных панелей, внутренние стены — из керамзито- и железобетонных панелей. При этом предусматривается отделка лицевых поверхностей наружных стеновых панелей ковровой керамикой.
Для крыши применяются плоские керамзитобетонные плиты. Крыша плос кая, совмещенная с наружным неорганизованным водостоком. Кровля рулонная с гравийным покрытием.
Все сварные соединения объемных элементов и закладные металлические детали ТП в процессе монтажа покрываются антикоррозийной защитой. Для отделки внутренних стен в потолка ТП применяется известковая побелка.
ТП со строительной частью из объемных железобетонных элементов применяются и в московской сети (см. рис. 2-14). Технология изготовления отдельных блоков и сборного фундамента, из которых монтируется ТП, имеет своп особенности. Внутренний вид камеры трансформатора в такой ТП показан на рис. 2-15.
После окончания сооружения строительной части ТП и РП она предъявляется к сдаче. К монтажу электрооборудования можно приступать после получения письменного разрешения городской сети и при наличии акта приемки строительной части. При сдаче строительной части предъявляется проект подстанции с перечнем допущенных отклонений и с указанием, с кем и когда эти отклонения согласованы, а также акты на скрытые работы: фундаменты, перекрытия, заземление.
