我國西部中小型城鎮(zhèn)的電力系統(tǒng)抗震能力分析
——以四川省鹽源縣為例

薄 濤，李明政，孫有為

（1．中國地震局工程力學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱 150080；2．北京市地震局，北京 100080；3．北京賽斯米克科技發(fā)展中心，北京 100080；4．防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 065201）

我國西部中小型城鎮(zhèn)的電力系統(tǒng)抗震能力分析
——以四川省鹽源縣為例

薄 濤1，2，3，李明政2，3，孫有為4

（1．中國地震局工程力學(xué)研究所，黑龍江哈爾濱 150080；2．北京市地震局，北京 100080；3．北京賽斯米克科技發(fā)展中心，北京 100080；4．防災(zāi)科技學(xué)院，河北三河 065201）

總結(jié)了電力系統(tǒng)的震害現(xiàn)象及其震害預(yù)測方法，并對適用于我國西部山區(qū)中小型城鎮(zhèn)電力系統(tǒng)的震害預(yù)測方法與抗震能力分析方法進行探索，結(jié)合汶川震害實例，優(yōu)化了震害等級分類方法與震害因子選取方法。選用震害因子法與有限元分析法對四川省鹽源縣電力系統(tǒng)的電力設(shè)施及其電氣設(shè)備進行分析，得出其失效等級在VI度至IX度地震作用下由不受影響到完全癱瘓的結(jié)論。最后總結(jié)并驗證了適用于分析西部山區(qū)中小型城市電力系統(tǒng)的經(jīng)驗統(tǒng)計與理論分析相結(jié)合的方法。

電力系統(tǒng)；生命線；抗震能力；震害預(yù)測；易損性

0 引言

我國西部是破壞性地震的高發(fā)區(qū)，破壞性地震往往對國家的經(jīng)濟建設(shè)和人民的生命財產(chǎn)安全造成損害。謝禮立院士在21世紀初首次明確了城市防震減災(zāi)能力的定義，即指一個城市確保其地震安全的能力。此后，國內(nèi)學(xué)者在城市防震減災(zāi)研究方面開展了大量的工作［1－2］。為減輕破壞性地震造成的影響，我國自1998年3月1日起施行了《中華人民共和國防震減災(zāi)法》，其中嚴格規(guī)定了城市防震減災(zāi)規(guī)劃與地震災(zāi)害預(yù)防等工作，各級部門紛紛響應(yīng)，積極開展相關(guān)工作［3］。目前，大部分大中型城市及東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)已開展城市防震減災(zāi)規(guī)劃工作，在原有基礎(chǔ)上進一步形成較為完善的防震減災(zāi)體系，而針對我國西部欠發(fā)達地區(qū)一些中小型城鎮(zhèn)的震害預(yù)測方法研究尚處于初步階段。

本文總結(jié)了城市防震減災(zāi)規(guī)劃中重要生命線工程——電力系統(tǒng)的抗震能力分析方法與震害預(yù)測方法，選取我國西部四川省發(fā)震區(qū)內(nèi)鹽源縣的電力系統(tǒng)進行分析，得出變電站建筑結(jié)構(gòu)以及電氣設(shè)備在不同烈度下的震害指數(shù)與失效概率，進而對其在破壞性地震發(fā)生后的震害影響范圍與程度做出估計和評價。

1 電力系統(tǒng)的震害現(xiàn)象

1.1 電力系統(tǒng)震害現(xiàn)象概況

電力系統(tǒng)是城市生命線的重要組成部分［4］。在破壞性地震作用下，電力系統(tǒng)可能會出現(xiàn)大面積破壞，引起連鎖反應(yīng)，造成嚴重損失，甚至嚴重影響現(xiàn)場救援與災(zāi)后重建工作。

在1976年的唐山大地震中，唐山市電力系統(tǒng)遭到嚴重破壞，陷入癱瘓。同時，與唐山市電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)輸電的北京市、天津市以及河北省秦皇島市、廊坊市、承德市和保定市等城市的電力系統(tǒng)也遭受了一定程度的破壞，京津唐電力系統(tǒng)整體受到影響。震后統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，唐山原有的37座變電站中，33座因地震破壞導(dǎo)致停電。同時唐山市內(nèi)所有輸電線路均跳閘，造成唐山地區(qū)全區(qū)域停電，用電設(shè)備所有功能均告失效，造成其他生命線系統(tǒng)的混亂甚至癱瘓，例如通過電力供能的給排水系統(tǒng)、交通信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。以上破壞導(dǎo)致災(zāi)情無法向外界傳遞，救援工作受到阻礙，延誤了寶貴的救援時間，同時造成嚴重的間接損失。

在日本1995年1月阪神7.2級地震中，47座變電站、10座火力發(fā)電站遭到破壞。神戶市因電線斷裂，通電后產(chǎn)生電火花，引燃周圍易燃物體，造成了多起火災(zāi)事件，在停電的同時也影響了火災(zāi)的撲救，造成了極大的損失，約有6500人死亡，32萬人無家可歸，直接經(jīng)濟損失高達日本國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的2%［5］。

在1999年9月臺灣集集7.3級地震中，臺灣中部山區(qū)向外輻射連接的各電廠、變電站、輸電塔線、配電線路及市政電線線路多處受到嚴重損毀、倒塌或傾斜。其中損壞的設(shè)施包括火力發(fā)電廠2座、水力發(fā)電廠1座、245kV變電站5座，161kV變電站8座，69 kV變電站13座［6］，嚴重影響了臺灣供電網(wǎng)絡(luò)的運轉(zhuǎn)。

2008年5月，在我國汶川8.0級地震中，四川、陜西、甘肅等鄰近省份的電力系統(tǒng)受地震影響破壞嚴重。據(jù)四川省電力試驗研究院統(tǒng)計，國家電網(wǎng)四川分公司由于地震原因累計停運火電站1座、水電站18座，35kV規(guī)模以上變電站171座，其中有17座變電站完全損毀，同時有多條輸電電路被迫停運［6］。震后，汶川、映秀等極震區(qū)由于電力系統(tǒng)中多處變電站、輸電塔結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致系統(tǒng)整體癱瘓，通信網(wǎng)絡(luò)失去能源供應(yīng)，從而使極震區(qū)形成了多個“信息孤島”，信息傳遞的不暢嚴重阻礙了救援行動的開展［5］。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)的破壞形式

西部山區(qū)中小城市的變電站建筑結(jié)構(gòu)與其他建筑結(jié)構(gòu)一樣易受地震作用而破壞。特別是在大震中，未經(jīng)加固的砌體結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)建筑物極易破壞甚至坍塌。同時，位于山區(qū)的電力建筑還易受到滑坡、泥石流、崩塌、落石等地震次生地質(zhì)災(zāi)害的影響［7］。電力設(shè)施往往會隨建筑物的倒塌而被掩埋、砸壞。而發(fā)電廠由于其抗震設(shè)防等級較高，其實際破壞程度遠遠低于變電站的破壞程度。

1.3 電氣設(shè)備的破壞形式

電氣設(shè)備的震害同樣主要發(fā)生于變電設(shè)備，在歷次破壞性地震中，各類變電設(shè)備都有嚴重損毀的實例。變壓器主體的破壞形式一般為：移位、傾倒、出軌、漏油等；其他電氣設(shè)備諸如斷路器、變壓器套管、絕緣支柱、隔離開關(guān)、避雷器等的破壞一般產(chǎn)生于其瓷質(zhì)部件，出現(xiàn)破裂或者根部整體斷裂等不同程度的破壞［7］。

1.4 輸電線路的破壞形式

高壓輸電線路通過高壓輸電塔連接，高壓輸電塔一般分為直線塔和耐張塔兩種。在地震中高壓輸電塔是線路破壞的關(guān)鍵點，其主要震害為：

①輸電塔上坡或下坡側(cè)發(fā)生滑坡、塌方或產(chǎn)生裂縫；

②輸電塔基礎(chǔ)及周邊發(fā)生滑坡、塌陷導(dǎo)致堡坎開裂、垮塌，基礎(chǔ)處回填土松動、開裂導(dǎo)致基礎(chǔ)破壞；

③輸電塔塔身整體變形、傾倒；

④輸電塔塔腳處因塌方造成空洞，整體沉降；

⑤絕緣子發(fā)生位移、傾斜、破裂等；

⑥輸電塔倒塌拉倒同線路其他輸電塔。

其中，輸電塔因地震水平荷載造成的破壞并不常見，多數(shù)破壞發(fā)生的主要原因是地震引起的次生地質(zhì)災(zāi)害，由于地震導(dǎo)致山體滑坡、崩塌、滾石等對山區(qū)的輸電塔造成間接破壞［7－8］。

2 電力系統(tǒng)震害預(yù)測方法

在地震發(fā)生后，電力系統(tǒng)中發(fā)電站—變電站—輸電線路中的任意環(huán)節(jié)失效即視為電力系統(tǒng)整體失效。其中變電站的建筑結(jié)構(gòu)、電力設(shè)施尤為重要［4］。變電站的失效概率可表示為：

2.1 建筑結(jié)構(gòu)震害預(yù)測方法

建筑物的震害預(yù)測分析是指建筑物在遭受某一烈度或地震動地面加速度的地震作用下，預(yù)測其破壞程度的工作。破壞程度常用破壞等級表示。本文破壞等級參照袁一凡分級模式：基本完好、輕微破壞、中等破壞、嚴重破壞、完全毀壞等（磚木、土木結(jié)構(gòu)建筑物可用完好、破壞和毀壞三個等級表示），并輔以對應(yīng)的震害指數(shù)取值范圍［7］。評定標準見表1。

電力建筑結(jié)構(gòu)通常參照一般建筑結(jié)構(gòu)進行易損性分析。主要有4種方法：

（1）經(jīng)驗統(tǒng)計方法：主要結(jié)合房屋建筑震害實例與歷史資料，通過統(tǒng)計分析得出不同類型的結(jié)構(gòu)在不同地震烈度下的破壞情況。此方法的可靠度由搜集樣本的情況、研究者對震害規(guī)律性的理解與認識決定［9－10］；

表1 房屋破壞等級及其對應(yīng)震害指數(shù)Tab．1 The damage degree of structure and the related seismic damage index

（2）半經(jīng)驗半理論方法：此方法通過設(shè)立結(jié)構(gòu)抗震能力指標，綜合考慮影像結(jié)構(gòu)易損性因素進行修正，最后利用概率方法給出結(jié)構(gòu)易損性矩陣；

（3）震害預(yù)測智能輔助決策方法：該方法依靠專家經(jīng)驗建立震害預(yù)測專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)調(diào)查與資料收集，取得所需的信息，通過檢索的方式給出易損性分析結(jié)果，并綜合實際情況得出結(jié)論［11－12］；

（4）抗震鑒定或抗震設(shè)計驗算方法：此方法根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計情況，建立結(jié)構(gòu)分析計算模型，依靠專業(yè)軟件（如中國建筑設(shè)計研究院研制的PKPM抗震驗算軟件）計算出建筑物在不同地震作用下的反應(yīng)，驗算出主要部件的承載力和變形，從而判斷是否符合相應(yīng)的抗震設(shè)防規(guī)定，或是否滿足應(yīng)對可能的地震破壞的相應(yīng)要求［13－14］。

2.2 電氣設(shè)備的震害預(yù)測方法

目前國內(nèi)與國際常用的電力設(shè)備易損性分析方法，可歸納為3類：

（1）震害統(tǒng)計方法：此方法通過搜集歷次地震對于電力系統(tǒng)造成破壞的資料，并對不同烈度地震下電力設(shè)備的震害程度進行統(tǒng)計，建立地震動參數(shù)與電力設(shè)備破壞概率之間的函數(shù)關(guān)系，生成電力設(shè)備地震易損性經(jīng)驗?zāi)Ｐ突蚯€。由此方法得出的結(jié)論與宏觀震害結(jié)果較為接近，其分析結(jié)果可作為實驗方法和理論方法的依據(jù)。缺點是其精度受到資料收集情況的限制。目前國際上較為成熟的分析結(jié)果是由Pacific Gas and Electric（PG＆E）公司和太平洋地震工程中心（PEER）聯(lián)合資助的加利福尼亞州變電站設(shè)備地震數(shù)據(jù)庫提供的，根據(jù)此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可直接得出高壓電氣設(shè)備地震易損性經(jīng)驗曲線［15－16］。

（2）實驗分析方法：此方法側(cè)重于采取進行可控性實驗的方式進行分析。適用于震害實例等資料不足或難以收集的情況。

（3）理論分析方法：此方法建立在有限元分析方法之上，依據(jù)可靠性理論，在水平地震荷載的作用下，通過計算設(shè)備構(gòu)件產(chǎn)生的最大應(yīng)力，并與構(gòu)件的極限應(yīng)力相比較，從而得到電氣設(shè)備構(gòu)件的失效概率。此方法可結(jié)合多種不同的理論模型與計算方法，經(jīng)過修正可得出更為合理的理論模型。

由以上方法可得出電氣設(shè)備的基本震害程度，參考東莞供電系統(tǒng)震害預(yù)測相關(guān)研究成果，可將其歸納總結(jié)為功能損失震害等級，并結(jié)合2008年汶川地震的實際震害調(diào)查結(jié)果，四川省地震基本烈度較高、電氣設(shè)備多為高原型等特點，考慮經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的實際情況，及大震下電氣設(shè)備毀壞的可能性，將原4個等級優(yōu)化為5個等級［17］（表2）。

2.3 電力系統(tǒng)震害綜合預(yù)測

破壞性地震發(fā)生后，變電站內(nèi)任意設(shè)備、元件的損壞都可能導(dǎo)致供配電功能的失效。據(jù)汶川地震中大量震害實例，建筑結(jié)構(gòu)的震害可能引起電氣設(shè)備的損壞。故本文在張美晶關(guān)于變電站功能失效分析歸納的變電站功能失效等級劃分標準的基礎(chǔ)上［6］，結(jié)合汶川地震中變電站實際震害情況，提出了新的劃分標準，考慮了完全毀壞的等級（表3）。

表2 電氣設(shè)備功能損失與震害等級對應(yīng)表Tab．2 The loss of electronic equipment function and its relevant seismic damage degree

表3 變電站功能失效等級劃分標準Tab．3 The degree classification standard of converting station function loss degree

3 鹽源縣電力系統(tǒng)震害預(yù)測

3.1 鹽源縣概況

鹽源縣位于青藏高原東南緣，雅礱江下游西岸，人口33.5萬，屬四川省涼山州西昌市，下轄8個鎮(zhèn)：鹽井、平川、衛(wèi)城、梅雨、黃草、白烏、瀘沽湖、樹河。全縣幅員面積8376km2，境域東西長132.6km，南北寬129.4km，縣城東距西昌市142km。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB 50021－2010）規(guī)定，西昌市轄區(qū)抗震設(shè)防烈度為不低于VII度，設(shè)計基本地震加速度值不小于0.10g［12］。

3.2 鹽源縣電力設(shè)施概況

經(jīng)統(tǒng)計得出鹽源縣內(nèi)共有18座已建水電站，2座擬建水電站；1座已建110kV變電站、3座已建35kV變電站；3條35kV線共108km，10kV線路共662km；低壓線路共850km。已形成自發(fā)自供的獨立地方電力系統(tǒng)［18］。其中城東110kV變電站為鹽源縣境內(nèi)樞紐級變電站，擔負全縣境內(nèi)電力交換與電能輸送任務(wù)，但其抗震能力遠遠低于重點抗震設(shè)防的發(fā)電站等設(shè)施，根據(jù)對汶川地震中電力系統(tǒng)震害實例的分析可以得出，此類縣級變電站多為電力系統(tǒng)的薄弱節(jié)點，所以本文選擇城東110kV變電站作為本次抗震能力分析中電站建筑結(jié)構(gòu)及電氣設(shè)備的重點分析對象。

3.2.1 城東110kV變電站建筑結(jié)構(gòu)概況

城東110kV變電站主建筑物共有3座，主控樓為二層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積為583.2m2；35kV配電室為單層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積為238.5m2；10kV配電室為單層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積為116.7m2。按VII度標準進行抗震設(shè)防。

3.2.2 城東110kV變電站電氣設(shè)備概況

城東110 kV變電站為新建變電站，共安裝2臺2×1.25萬kV主變；110 kV單母線連接線出線2回，35kV采用單母線分段接線方式出線4回，高壓開關(guān)柜13面；10 kV采用單母線分段接線方式，出線10回，高壓開關(guān)柜13面；并聯(lián)電容器4組；所用變電器2臺。其所有設(shè)備均選用高原型。高壓設(shè)備多放置于室外露天場地，設(shè)備的絕緣部件由瓷套管組成，脆性較高，抗彎能力差，在地震荷載作用下，連接處將承受巨大的彎矩，同時此類設(shè)備的阻尼較小，從而易導(dǎo)致破壞。設(shè)備的安裝模式一般采用軌道式，軌道與水泥柱或地面直接連接，部分設(shè)備直接置于地面，未采取有效固定措施，直接導(dǎo)致震害程度加重。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)震害預(yù)測結(jié)果

針對鹽源縣城東110 kV變電站建筑結(jié)構(gòu)震害預(yù)測，本論文采用上文所述經(jīng)驗統(tǒng)計方法中的震害因子法進行分析計算。在分析總結(jié)汶川地震實際震害資料的基礎(chǔ)上，提取對震害程度影響較大的因素，并對其進行定量評級，得出的結(jié)果作為震害因子，用di表示（i＝1，2，3……）。

震害因子與建筑結(jié)構(gòu)震害指數(shù)的關(guān)系為

式中：i為第i個震害因子；k為k類條件；w為地震動峰值加速度A的折減系數(shù)，A＜0.05g（VI度以下），w＝0；0.05g≤A＜0.1g（VI度），w＝0.4；0.1g≤A＜0.2g（VII度），w＝0.8；0.2g≤A＜0.3g（VIII度），w＝1.6；0.3g≤A＜0.4g（IX度），w＝2.4；0.1g≤A＜0.2g（X度），w＝3.2；mik為選擇因子，當i項中有k類時取1，沒有k類取0。

對于震害因子的選取，本文參照了袁一凡教授在《城市防震減災(zāi)規(guī)劃概要》中歸納的方法，在其基礎(chǔ)上對震害因子的取值進行選取。此表以大量實際震害資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過回歸分析方法反復(fù)迭代計算得出，確定了9類震害因子在不同條件下的具體數(shù)值，用以計算震害指數(shù)，使其與實際震害相符合［7］。

表4 城東110kV變電站綜合震害等級Tab．4 Comprehansive seismic damage degree of chengdong 11kV converting station

由表4可見，對于城東110kV變電站：

（1）VI度、VII度地震作用下破壞較輕微，供電性能不會受到影響；

（2）VIII度下，建筑會遭到一定程度的破壞，有一定幾率影響到電氣設(shè)備的正常運作，經(jīng)過修復(fù)可以恢復(fù)使用；

（3）IX度及X度地震作用下，變電站建筑破壞嚴重乃至完全破壞，供電能力在短時間內(nèi)難以恢復(fù)或無法恢復(fù)。

3.4 電氣設(shè)備震害預(yù)測結(jié)果

有限元理論分析方法在電氣設(shè)備的震害預(yù)測中較為成熟。按照我國《電力設(shè)施抗震設(shè)計規(guī)范（GB50260—2013）》中的規(guī)定，對于變壓器、開關(guān)柜（屏）、控制保護屏、蓄電池等置放式電氣設(shè)備，可以采用靜力法進行抗震計算［19］。

這類電氣設(shè)備本身可以視為單質(zhì)點結(jié)構(gòu)，在地震作用下所承受的水平地震荷載F為

式中：Cz為綜合影響系數(shù)，取0.7；αmax為水平地震影響系數(shù)最大值；Geq為結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值。

設(shè)備抗滑移能力F1為

式中：k為滑動摩擦系數(shù)。

采用螺栓固定時，螺栓承受的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力在地震作用下分別為

式中，n為固定螺栓的數(shù)量；L0為固定螺栓的間距；A0為固定螺栓的有效面積；H0為設(shè)備重心高度。

將瓷質(zhì)高壓電氣設(shè)備視為具有柔性節(jié)點的多質(zhì)點體系，采用具有柔性節(jié)點的有限單元法，將柔性節(jié)點所產(chǎn)生的剛度矩陣加到通常的桿單元剛度矩陣中，形成一種子結(jié)構(gòu)的單元剛度矩陣，然后按體系進行組合，經(jīng)動力凝聚后，即可對各類瓷質(zhì)高壓電氣設(shè)備在不同強度的地震作用下的動力反應(yīng)進行計算分析，并給出其各自的破壞概率。

根據(jù)《電力設(shè)施抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50260—2013）中的有關(guān)規(guī)定，法蘭的彎曲剛度Kc按下式計算：

膠裝連接時：

彈簧卡式連接時：

式中，dc為瓷套管連接部位的外徑；hc為瓷套管與法蘭膠裝高度；te為法蘭與瓷套管之間的間隙距離；hd為彈簧卡式連接中心至法蘭底部的高度。

采用有限單元法進行抗震計算時，電氣設(shè)備法蘭與瓷套管連接的彎曲剛度由一個等效梁單元產(chǎn)生，其截面慣性矩Ic按下式確定：

式中，Lc為梁單元的長度，取單根瓷套管長度的0.05倍左右；Ec為瓷套管的彈性模量

計算結(jié)果如表5所示，對于城東110 kV變電站：

（1）VI度時，地震作用下無破壞可能；

（2）VII度時，除斷路器有很小幾率發(fā)生破壞外，其余設(shè)備無破壞可能，震害等級屬于I級；

（3）VIII度時，除互感器相對安全，其余設(shè)備有不同幾率破壞，其中開關(guān)設(shè)備更容易受到破壞，供電系統(tǒng)出現(xiàn)小范圍可修復(fù)影響，震害等級屬于II級；

（4）IX度時，所有設(shè)備均可能造成一定程度破壞，供電系統(tǒng)可能受到全面影響，震害等級屬于III級；

表5 城東110kV變電站電氣設(shè)備的地震破壞概率Tab．5 The probability of chengdong 110kV converting station electronic equipment seismic damage

（5）X度時，大多數(shù)電氣設(shè)備出現(xiàn)嚴重破壞，難以修復(fù)，電力系統(tǒng)受到致命打擊，短時間內(nèi)難以恢復(fù)，震害等級屬于IV級或V級，需視現(xiàn)場情況而定。

3.5 鹽源縣電力系統(tǒng)震害預(yù)測結(jié)果

根據(jù)上述對于鹽源縣城東110kV變電站的分析、計算結(jié)果，能夠判定鹽源縣電力系統(tǒng)綜合抗震能力（表6）。

城東110 kV變電站為鹽源縣樞紐級變電站，其破壞程度及修復(fù)時間直接決定全縣電力系統(tǒng)受影響的程度及恢復(fù)時間，由于城東110kV變電站的破壞，其接駁西昌市電網(wǎng)螺吉山變電所的輸電線路、鹽井－汪家坪－平川輸電線路沿線各聯(lián)絡(luò)站均受到影響，造成鹽源縣供電整體功能損失，同時對涼山州的供電系統(tǒng)造成一定影響。

表6 城東110kV變電站功能失效等級與地震烈度綜合對應(yīng)表Tab．6 The degree of chengdong 110kV converting station function loss and its relative seismic intensity

4 討論與結(jié)論

目前我國城市防震減災(zāi)規(guī)劃工作內(nèi)容中缺乏對西部欠發(fā)達地區(qū)中小型城鎮(zhèn)生命線工程的關(guān)注。開展針對此類地區(qū)與城鎮(zhèn)的專項研究是十分必要的，同時與我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略方向也是一致的［20］。筆者在對鹽源縣電力系統(tǒng)的抗震能力分析中得出了一套經(jīng)驗統(tǒng)計方法與有限元理論分析法相結(jié)合的分析方法，即充分利用我國西部大量震害實例，抓住易破壞的變電站等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將建筑結(jié)構(gòu)與電氣設(shè)備分別單獨進行分析計算，最后綜合兩項結(jié)果，快速有效地分析并得出電力系統(tǒng)綜合抗震能力。這種方法可以大大提高中小型城鎮(zhèn)防震減災(zāi)工作的效率，對此項工作的全面開展有一定意義。

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Seismic Capacity Analysis of Power System in Middle and Small?sized Cities of Western China——A Case Study of Yanyuan County，Sichuan Province

Bo Tao1，2，3，Li Mingzheng2，3，Sun Youwei4，
（1．Key Laboratory of Earthquake Engineering and Engineering Vibration，Institute of Engineering Mechanics，C EA，Harbin150080，China；2．Earthquake Administration of Beijing Municipality，Beijing100080，China；3．Beijing Seismic Science and Technology Development Center，Beijing100080，China；4．Institute of Disaster Prevention，Sanhe065201，China）

Characteristics of seismic damage and methods of seismic damage prediction of power system is summarized．Methods of seismic damage prediction and the analysis of seismic capacity apply to middle and small?sized cities in western China are explored．By the examples of Wenchuan earthquake in 2008，the classification of seismic damage grade and the selection of seismic damage index are optimized．The power facilities and electrical equipment of power system in Yanyuan County，Sichuan Province is chosen as a case to study．The conclusion is that from“unaffected“to“completely destroyed”is produced under the earthquake with the intensity VI?X degree by analyzing the seismic damage indexes．Finally，the combination of empirical and theoretical analysis method fit for power system in middle and small?sized cities of western China is summarized and verified．

power system；lifeline；seismic capacity；seismic damage prediction；vulnerability

P315.9

：A

：1673－8047（2017）01－0026－08

2016－10－29

地震科技星火計劃（XH15001Y）；2016中國地震局震害防御司任務(wù)型專項。

薄濤（1984—），女，博士研究生，助理研究員，主要從事危機管理與信息系統(tǒng)、風險管理、城市減災(zāi)方面的研究。

李明政（1992—），男，本科，助理工程師，主要從事巖土工程抗震、城市防震減災(zāi)規(guī)劃等方面的研究。