基于电气设备的重要性及其使用环境的要求，尤其是户内使用的电气设备，如二次柜、开关柜、交直流系统等，需***预制舱内温度、湿度、消防、密封、防腐等性能或功能满足设备正常运行要求，同时预制舱整体结构强度也应能承受吊装、积雪、大风、地震等荷载，舱体设计使用寿命也应匹配变电站设计寿命。为满足以上要求，预制舱结构设计和材料的选择非常重要。

        目前，预制舱底座一般采用高强度H型钢、槽钢、型钢和槽钢全焊接组合方式。墙体通常用型钢一体式框架全焊接结构或全栓接结构。

高运动等学者针对全焊接结构型式的预制舱的吊装、积雪、地震等荷载，进行有限元结构力学分析，应力和变形均满足国标GB 50009等规范要求，不会发生***变形、开裂或覆盖件脱落等。

        预制舱墙体围护采用“两层夹芯”结构，即外墙层、内墙层、中间保温层。本文依据收集的国内预制舱墙体各层使用的材料，针对质量、价格、强度、防火、施工难度等评判指标采用层次分析法（analytic hierarchy process, AHP）进行决策分析，建议选取综合性能优的部件材料。

预制舱防腐技术

       预制舱外露于大气环境下，会与大气中CO2、SO2、水分等发生电化学反应，引发大气腐蚀，如当空气湿度较高、水薄膜在金属表面形成连续电解液时，腐蚀速率快速增加，而当水膜厚度进一步增加时，氧气的流动受到限制，腐蚀速率放缓。另外，大气中CO2和SO2溶入金属表面水薄膜，形成酸性物质，促进金属腐蚀，在表面形成腐蚀坑，并发展成为应力腐蚀，导致钢结构抗冷脆性能等不断下降，加大脆性断裂风险，降低钢结构承载能力和抗地震能力，危及人和设备安全。

        预制舱底架经过喷砂、热浸锌处理后，采用沥青漆进行重度防腐处理，但底座下方的电缆沟通风条件差且常年积水，造成湿度大而使底架发生腐蚀。因此，在舱体设计时应根据具体条件采取防大气腐蚀设计。有文献规定，二次设备预制舱经过防腐处理的部件，在中性盐雾试验最少196h后应无金属基体腐蚀现象。目前，框架、门及顶盖一般采用优质冷轧钢板或耐候钢经喷砂、热喷锌防腐处理工艺，再通过涂层法处理。

        涂层法处理方法：依照*** 12944系列标准，根据舱体所处的腐蚀环境类型、耐久性要求、钢结构表面类型等，选择最合适的防腐涂层体系，涂层体系的干膜总厚度一般要求达到240μm以上。目前，国内预制舱涂层体系主要为：底漆采用环氧富锌底漆或无机富锌底漆，厚度在40～80μm间进行调整。中间漆采用环氧（云铁）中间漆，厚度在50～200μm间进行调整。面漆可以采用丙烯酸聚氨酯面漆，厚度在50～80μm之间。

为实现预制舱式变电站在C4大气环境腐蚀作用下25年使用年限的目标，有文献提出一种“高耐候防腐技术”，即采用六道防腐工艺，分别是喷砂、吹尘、电弧热喷锌、喷环氧富锌底漆、喷涂环氧中间漆、喷涂丙烯酸聚氨酯面漆。

综上所述，在预制舱式变电站设计前，宜根据现场大气腐蚀环境开展差异化防腐蚀设计和选材，以有效控制腐蚀速率，实现差异化防腐，避免防腐不足或过度防腐，从而达到经济和效益的目的。

预制舱保温隔热技术

        良好的保温隔热性能可使预制舱达到节能和抑制舱内凝露的效果。若保温隔热性能差，则舱内外热对流强，导致空调能耗大，同时在保温薄弱点易产生“冷桥”，导致凝露的发生，进而引起设备金属结构腐蚀和设备绝缘性能下降，降低设备运行的可靠性。

        预制舱保温隔热设计主要涉及保温隔热结构设计和空调系统设计两方面。在保温隔热结构设计方面，重点考虑墙体、舱顶、底座关键部位设计，防止“冷桥”、保温隔热性能差、密封不严等问题。

        在墙体和舱顶方面，采用“两层夹芯”结构，保温层应用传热系数小的保温材料，根据表2可选择岩棉和聚氨酯泡沫等保温材料，前者耐火等级A属不燃，采取成品挂装工艺，舱内照明等配电线路暗敷相对困难；后者耐火等级B属难燃，采取车间喷涂工艺，连续性好，利于舱内暗敷配电线路，施工相对简单。

         门板采用双层金属结构，运用类似“冰箱”的保温措施与工艺，中间运用发泡填充工艺，以实现保温功效。底座保温采用厚岩棉板或厚岩棉夹芯板，同时表面铺设防静电地板等，提高预制舱整体保温效果。

        凝露现象与舱内温度及湿度相关，当物体表面温度达到相应条件的露点温度时，就会产生凝露。针对凝露控制，主要有温度控制法、湿度控制法及温湿度双向控制法。湿度控制需要考虑舱体结构工艺和除湿两方面。

        在结构工艺方面，预制舱结构需***密封完好，防止外部水汽进入预制舱内部，如预制舱内设置集中接口柜，舱门采用迷宫式防水结构、舱顶接缝处折弯后满焊外加U形盖板、采用底部进线方式并进行封堵等，另外舱体还可采取微正压措施。温度控制也需从结构工艺和提高温度两方面考虑。

结构工艺方面，预制舱结构需***舱体保温性能良好，避免舱体结构出现“冷桥”缺陷，可采用防“冷桥”螺钉和防“冷桥”檩条等设计措施。提高温度方面主要依靠空调系统。舱内设置自动启停空调系统和高湿排风装置，空调系统的冷、热负荷依据箱体内结构负荷、室内各电器设备负荷进行计算，根据运行经验，宜增加20%左右的余量。

预制舱荷载分析

        为***预制舱体结构的稳定性，预制舱需满足舱体和电气设备自重等***荷载，积雪和覆冰、风荷载、吊装荷载等可变荷载，以及地震等偶然荷载工况设计要求。

        有文献提出对预制舱积雪和覆冰、风荷载的校核方法，根据项目地气象情况，求取舱体雪荷载标准值和风荷载标准值，再利用有限元法分析在标准荷载下预制舱变形和应力分布情况，判断是否满足工程要求，但其主要是分析单独荷载对预制舱的影响，并未分析不同荷载共同作用对预制舱的影响，其中雪荷载和覆冰荷载标准值与风荷载标准值均按相关文献中附录E方法进行计算。

有文献根据使用过程中在被校验结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载组合，并取各自最不利的组合进行静力分析，各荷载的具体计算方法参考建筑结构荷载规范，但规范中吊车荷载指安装在被校验结构上的行吊等，在吊装其他物体过程中传递的力，与吊装预制舱结构本身时的力对预制舱结构的影响不一样，因此该规范并不适用。

        目前，针对预制舱吊装荷载校核主要有两种方法：一种是采用有限元进行分析，利用Ansys Workbench等仿真设计软件，分析不同吊点位置对预制舱底座弯曲刚度的影响，尽量使底座端部变形和中间部位变形接近，使整体变形量较小，底座整体弯曲刚度达到的吊点位置；另一种是简易计算校核方法，有文献采用简易校核方法，通过计算底座钢架挠度的大小来衡量底座受力后的变形量，判断吊装是否存在破坏性形变，吊装时主要考虑重力、惯性力和点动冲击力三种力的影响。