工业企业电气设备抗震鉴定标准GB50994-2014

前言

中华人民共和国国家标准
工业企业电气设备抗震鉴定标准
Standard for aseismatic appraisal of electrical facilities in industrial plants
GB 50994-2014
主编部门：中国石油化工集团公司

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2015年3月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第431号
关于发布国家标准《工业企业电气设备抗震鉴定标准》的公告

现批准《工业企业电气设备抗震鉴定标准》为国家标准，编号为GB 50994-2014，自2015年3月1日起实施。其中，第1.0.4、3.0.10条为强制性条文，必须严格执行。
本标准由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年5月29日

本标准是根据住房和城乡建设部《关于印发<2012年工程建设标准规范制修订计划>的通知》(建标[2012]5号)的要求，由中国石化工程建设有限公司会同有关单位共同编制完成。
本标准在编制过程中经编制组广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国际标准和国外先进标准，并经广泛征求意见和多次讨论、修改，最后经审查定稿。
本规范共分为5章和3个附录，主要内容包括：总则、术语和符号、基本规定、抗震鉴定、抗震验算等。
本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国石油化工集团公司负责日常管理，由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中，如有意见或建议，请寄送中国石化工程建设有限公司(地址：北京市朝阳区安慧北里安园21号；邮政编码：100101)。
本标准主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中国石化工程建设有限公司
参编单位：中国地震灾害防御中心
贵阳铝镁设计研究院有限公司
鞍钢集团工程技术有限公司
中石化石油工程设计有限公司
参加单位：江西变压器科技股份有限公司
天水长城开关厂有限公司
胜利油田海洋电气有限责任公司
主要起草人：卢丙仕倪正理赵凤新邓少强宋刚孙光明孙恒志袁学群胡向全
主要审查人：侯忠良葛学礼姚德康邱正华张晓鹏赵勇押现中齐青张郁山李小波姜涛魏田涛张文成范景昌朱小利王庆如陈双翥

条文说明
制订说明

    《工业企业电气设备抗震鉴定标准》GB 50994-2014，经住房和城乡建设部2014年5月29日以第431号公告批准发布。
    本标准在制定过程中参考了《建筑抗震设计规范》GB 50011、《建筑抗震鉴定标准》GB 50023和《构筑物抗震设计规范》GB 50191，并与《电力设施抗震设计规范》GB 50260进行了协调。同时，向全国有关单位和部分专家广泛征求意见，编制组对反馈意见进行了认真讨论和研究，这些都在编制中有所体现。
    为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《工业企业电气设备抗震鉴定标准》编制组按章、节、条顺序编制了本标准的条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明，还着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。

1总则

1.0.1 为了使工业企业既有电气设备(以下简称：电气设备)经抗震鉴定和采取抗震措施后，达到抗震设防标准，以减轻电气设备地震破坏、避免人员伤亡、减少经济损失，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于设计基本地震加速度值不大于0.40g(即抗震设防烈度9度及以下)地区，且电压等级为220kV及以下的工业企业既有电力变压器、电抗器、断路器、避雷器、电流(压)互感器、电瓷设备、电力电容器组(柜)、蓄电池组(柜)、开关柜、变流柜、控制(保护)屏、直流屏、应急电源装置和组合电器及其他电气设备的抗震鉴定和应采取的抗震措施。
本标准不适用于设计基本地震加速度值大于0.40g地区或有特殊要求的工业企业既有电气设备的抗震鉴定。
1.0.3 按本标准进行抗震鉴定和实施抗震措施的电气设备，当遭受本地区抗震设防烈度及以下地震影响时，应不致产生严重损坏，经简单维修可继续供电。
1.0.4 设计基本地震加速度为0.05g(即抗震设防烈度6度)及以上地区未进行抗震设防的电气设备。必须进行抗震鉴定和采取必要的抗震措施。
1.0.5 设计基本地震加速度值和抗震设防烈度应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306的有关规定确定；对已编制抗震设防区划的地区或已进行地震安全性评价的工程场地，可按批准的设计地震动参数或抗震设防烈度进行抗震鉴定。
1.0.6 电气设备的抗震鉴定除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明

1 总则
1.0.1 本条是标准编制目的和指导思想，本标准编制贯彻了《中华人民共和国抗震减灾法》地震工作以“预防为主”的方针；抗震鉴定是以现有科技水平和经济条件为前提，相信将来抗震设防水平会有所提高。

1.0.2 本条是本标准的适用范围，基本涵盖了我国工业企业绝大部分既有电气设备的种类，对少部分未在本标准的适用范围内的电气设备抗震鉴定，可参照本标准相类似的电气设备抗震鉴定规定执行。
1.0.3 在地震中，电气行业被国际工程抗震界称之为生命线工程，其抗震重要性高于其他行业。一般情况下，抗震鉴定标准的设防目标要略低于设计标准。所以，本标准的抗震设防目标，略高于现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023，但比现行国家标准《工业企业电气设备抗震设计规范》GB 50556略低。
1.0.4 本条为强制性条文，必须严格执行。在国内外历次破坏性地震中，电气设备的被破坏现象比比皆是，轻则短时停电，重则因主要设备破坏严重长时间停电，给震后救灾和恢复建设增大难度。我国是多地震国家之一，在建国后的60多年时间里，发生过无数次破坏性地震，这些地震大部分发生在低烈度区或不需抗震设防的地区，给国家和人民的生命、财产带来巨大损失。所以本条强制性规定设计基本地震加速度值为0.05及以上(即：抗震设防烈度6度及以上)地区的工业企业未进行抗震设防的既有电气设备必须进行抗震鉴定。
1.0.5 一般情况下，各企业的抗震设防烈度是采用现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306规定的该地区的地震动参数和与之对应的抗震设防基本烈度，对做过地震安评的企业，则按主管部门批准的地震动参数进行抗震设防。重要工程需要提高设防等级时，必须经国家主管部门的批准后方可实施。

2术语和符号

2.1 术语

2.1.1 抗震措施 seismic measures
除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括抗震构造措施。
2.1.2 抗震设防 seismic precaution
各类工程结构按照规定的可靠性要求，针对可能遭遇的地震危害性所采取的工程和非工程的防御措施。
2.1.3 抗震设防标准 seismic precautionary criterion
衡量抗震设防要求高低的尺度，由抗震设防烈度或设计地震动参数及结构抗震设防类别确定。
2.1.4 抗震设防烈度 seismic precautionary intensity
按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况，取50年内超越概率为10％的地震烈度。
2.1.5 抗震鉴定 seismic appraisal
通过检查既有工程的设计、施工质量和现状，按规定的抗震设防要求，对其在地震作用下的安全性进行评估。
2.1.6 抗震加固 seismic retrofit for engineering；seismic strengthening for engineering
使现有工程结构达到抗震鉴定的要求所进行的设计和施工。
2.1.7 地震作用 earthquake action
由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。
2.1.8 地震作用效应 seismic action effect
在地震作用下结构产生的内力(剪力、弯矩、轴向力、扭矩等)或变形(线位移、角位移)等。
2.1.9 设计基本地震加速度 design basic acceleration of ground motion
50年设计基准期超越概率10％的地震加速度设计取值。

2.2 符号

2.2.1 地震作用和作用效应
F——电气设备(结构)的地震作用；
m——电气设备的质量；
m_i——集中在质点i的操作状态下的质量；
M——弯矩；
T——结构自振周期；
T_g——特征周期；
σ——拉(压)应力；
τ——剪应力；
g——重力加速度。
2.2.2 材料性能
E——材料弹性模量；
K——体系的侧移刚度；
σ——拉(压)应力；
τ——剪切应力；
[σ]——许用应力设计值；
[τ]——许用剪应力设计值。
2.2.3 几何参数
A——截面面积；
d——圆形截面的内径；
D——圆形截面的外径；
H——结构的高度；
H_i——质点i的计算高度；
I——截面惯性矩；
W——截面模量；
Z——截面矩。
2.2.4 计算系数
k——不均衡系数；
α——地震影响系数；
α_max——地震影响系数最大值；
β——楼层动力放大系数；
λ——刚度折减系数；
γ——振型参与系数。

3基本规定

3.0.1 电气设备应按以下要求分为重要电气设备和一般电气设备：
1 重要电气设备：电压等级为110kV和220kV或向企业的一级用电负荷供电的电气设备，以及其他在地震时必需保障供电的电气设备；
2 一般电气设备：除1款外的电气设备。
3.0.2 电气设备在抗震鉴定时，其外观检查应符合下列要求：
1 设备本身应无损坏，电瓷部件应无裂纹；
2 电气连接应可靠，固定螺栓应完好，螺母应无松动；
3 设备与基础或支承结构的连接应牢固；
4 焊缝应无裂纹，金属部件应无严重锈蚀；
5 设备的支承构架和附件应无变形或损坏。
3.0.3 电气设备所在地区遭受的地震影响可采用下列地震动参数表征：
1 设计基本地震加速度或抗震设防烈度；
2 特征周期。
3.0.4 设计基本地震加速度值和抗震设防烈度的对应关系应符合表3.0.4的规定。

表3.0.4 设计基本地震加速度值和抗震设防烈度的对应关系

注：g为重力加速度，9.8m／s²。
3.0.5 电力变压器类、三相垂直布置电抗器和避雷器、断路器及瓷套管等电气设备当具有下列情况之一时，均应进行抗震验算：
1 设计基本地震加速度值为0.20g及以上地区；
2 设计基本地震加速度值为0.10g及0.15g地区，且电压等级为110kV和220kV；
3 设计基本地震加速度值为0.15g地区，且放置电气设备的楼层或支架高度大于2.0m。
3.0.6 下列电气设备可不进行抗震验算，但应对固定方式和本体结构进行抗震鉴定并采取抗震措施：
1 电力电容器组(柜)、蓄电池组(柜)、开关柜、变流柜、控制(保护)屏、直流屏、应急电源装置和组合电器及其他电气设备；
2 放置电气设备的柜架等；
3 本标准第3.0.5条规定以外的电气设备。
3.0.7 重要电气设备应按本地区设计基本地震加速度值提高一级进行地震作用计算，并应按抗震设防烈度提高一度采取抗震措施；当抗震设防烈度为9度时，地震作用计算所采用的设计基本地震加速度值可不再提高，抗震措施的要求可适当提高。
3.0.8 电气设备不满足抗震鉴定要求时，应采取抗震措施或按本标准附录A采取减震措施。
3.0.9 除本标准另有规定外，电气设备抗震验算所采用的许用应力设计值应按下列规定选用：
1 弹性材料可取材料设计温度下许用应力的1.4倍，但不应大于材料在设计温度下屈服强度的0.9倍；
2 脆性材料可取材料受拉强度设计值的1.2倍或材料设计温度下破坏应力值的0.6倍。
3.0.10 各类电气设备应可靠地固定在基础、支座或柜架上，设备的地脚螺栓或焊接强度应满足抗震设防要求。
3.0.11 设计基本地震加速度值为0.20g及以上地区，高位布置或多层布置的配电设备宜改为低位布置或采取抗震措施，管形母线宜采用悬挂形式。
3.0.12 电气设备引线和设备之间的连接宜采用软导线，其长度应留有余量。当采用硬母线连接时，应加设伸缩接头过渡。

条文说明

3 基本规定

3.0.2 本条规定了工业企业电气设备抗震鉴定时，需要进行宏观检查鉴定的主要内容，在实施过程中要根据电气设备的实际情况确定。
3.0.4 本条的设计基本地震加速度值和抗震设防烈度的对应关系是参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011编制的。其中设计基本地震加速度值的每一档本标准称之为一级。
3.0.7 本条规定了重要电气设备和一般电气设备抗震鉴定的区别；现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011和《构筑物抗震设计规范》GB 50191规定，重要建筑物的抗震措施提高1度，基本地震加速度不提高；但现行国家标准《电力设施抗震设计规范》GB 50260规定，重要结构的抗震措施和抗震计算均提高1度，这显然不太合理；本标准是按现行国家标准《工业企业电气设备抗震设计规范》GB 50556规定选用的。
3.0.9 本条规定了电气设备抗震鉴定验算时，许用应力取值的规定。一般情况下，抗震设计许用应力取材料许用应力的1.2倍，抗震鉴定则取抗震设计许用应力的1.2倍，综合起来看，抗震鉴定应取材料许用应力的1.44倍，所以本标准规定应取材料许用应力的1.4倍。
3.0.10 本条为强制性条文，必须严格执行。经国内有关单位的震害调查及计算分析，电流互感器、棒式绝缘子及穿墙套管，地震时一般不会遭受破坏，只需将浮放设备固定即可。电力电容器、蓄电池及开关柜屏箱类设备，本身大多为钢制框架结构，强度较高，本身重心也较低，据国内外震害调查，只要是用地脚螺栓固定的，地震时一般不会遭受破坏。

4抗震鉴定

4.1 电力变压器类

Ⅰ 一般规定

4.1.1 电力变压器类应包括变压器和消弧线圈。
4.1.2 电力变压器类抗震鉴定时，应重点检查安装方式、引线与外部连接的方式、油枕支架以及散热器悬臂的强度。
4.1.3 抗震设防烈度7度及以上时，应按本标准第5章的有关规定进行抗震验算。

Ⅱ 抗震鉴定

4.1.4 变压器和消弧线圈的抗震鉴定应满足下列规定：
1 变压器和消弧线圈应与基础固定；
2 变压器与外部连接的母线应设置软连接；
3 变压器的油枕支架应无明显变形，支架与变压器本体和油枕的连接应牢固；
4 变压器的悬臂式散热器及连接应完好。
4.1.5 单独设置的油冷却器与变压器本体之间的连接管，在靠近变压器处应设有切断阀和柔性接头。
4.1.6 电杆上变压器应有固定措施。

Ⅲ 抗震措施

4.1.7 变压器和消弧线圈不满足本节抗震鉴定要求时，应按下列规定采取抗震措施：
1 变压器和消弧线圈，应采用地脚螺栓或焊接等方法直接固定在基础上，不应仅采用限位措施；
2 当变压器套管采用软导线连接时，应适当放松；当绝缘间距不满足要求时，可采用弹簧线夹；当采用硬母线连接且截面尺寸大于50mm×5mm时，应加设软连接；10kV及以下配电变压器，抗震设防烈度为6度或7度时，宜加设软连接；抗震设防烈度为8度或9度时，应加设软连接；
3 变压器的悬臂式散热器，可采用固定在变压器本体上的角钢支架支撑或用扁钢沿散热器环形连接。
4.1.8 单独设置的油冷却器与变压器本体之间的连接管，在靠近变压器处应设有切断阀和柔性接头，散热器、潜油泵及连接管与基础之间的距离，不应小于200mm。
4.1.9 电杆上变压器的下部，应设有螺栓与下横梁固定；抗震设防烈度为8度及以上时，其上部与电杆之间也宜采取固定措施。

条文说明

4.1 电力变压器类

4.1.4、4.1.7 变压器因浮放受地震而损坏的情况，在许多震害调查报告中已有说明。关于固定方式有两种意见，一种认为采用螺栓或焊接的方式；一种认为应采用打拉线或其他弹性固定。在经过振动台试验后，证明铁芯加速度比变压器外壳小，应力也不大。在企业以往的加固工作中，变压器仅采用角钢等进行限位，在发生高于本地区设防烈度地震影响时，仍有可能发生位移、倾斜或倾倒的情况，抗震效果不太明显。因此本条规定，应采取地脚螺栓或焊接方式固定，但需满足抗震强度要求。
    变压器硬母线加软连接对保护变压器瓷套管有很大作用。有部分企业的变压器已加软线连接，但做法各异。地震时影响因素很多，对软连接详细计算较困难，本条规定只是根据各企业的经验，综合总结得出的。
    一般情况下，软连接宜采用各向柔软度相同的铜编织带制成。硬母线断口长度宜为200mm左右。软连接安装位置应尽量靠近套管，在变压器与外部第一个支持点之间。
    大型变压器的散热器和油枕与本体连接较薄弱，而且地震时会产生二次放大作用。在振动台进行的试验证明，散热器和油枕的加速度值为输入值的2倍以上，所以要进行验算并且对其加固要给予重视。

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