《DLT 5216-2024地下变电站设计规程》专题研究报告

《DL/T5216-2024地下变电站设计规程》专题研究报告目录洞见未来能源节点:从地表到地下的战略转型,专家深度剖析新规程如何重塑变电站建设新范式选址定乾坤:地下变电站站址选择的“地质罗盘

”与“城市棋局

”,多维约束下的最优解探寻地下主厂房与电气设备的“微气候

”营造:专家视角解构通风、散热与防灾的集成设计智慧防排烟与安全疏散的“时间博弈

”:危机场景下生命保障通道的可靠性设计与动态模拟分析采暖、通风与空气调节的“能量交响

”:在密闭空间中实现能效最优与环境可控的系统工程构筑深层“生命线

”:规程总则与术语体系的全新界定,深度安全冗余与协同设计的前瞻理念站区规划与总布置的“空间魔术

”:在有限地下容积内实现功能、流线与安全的极致平衡从“血管

”到“神经

”:地下建筑物、构筑物及电缆敷设的耐久性设计与智能监控体系构建给排水与消防系统的“地下水城

”哲学:水资源循环利用与高效灭火技术的融合创新路径规程实施的挑战与未来蓝图:对标国际前沿,研判中国地下变电站技术标准化与产业发展的新趋见未来能源节点：从地表到地下的战略转型，专家深度剖析新规程如何重塑变电站建设新范式城市化进程与土地资源稀缺的双重驱动：为何向地下要空间成为不可逆的行业趋势？随着中国城市化进入高质量发展阶段，核心城区土地价值飙升且地表空间日趋饱和。传统地面变电站面临的选址难、征地成本高、与城市规划冲突等问题日益突出。DL/T5216-2024的修订发布，正是响应了这一深刻背景，系统性地将变电站建设导向立体化、集约化发展模式，为城市核心负荷区域提供可靠的能源接入解决方案，其战略意义在于从根本上缓解了城市发展与电力基础设施建设的空间矛盾。新型电力系统语境下的角色升维：地下变电站如何从“电力仓库”变为“智慧能源枢纽”？01在构建以新能源为主体的新型电力系统进程中，分布式能源、电动汽车充电网络、柔性负荷大量接入。新规程不再仅视地下变电站为简单的电压变换节点，而是将其定位为具备高度集成性、互动性和韧性的关键能源枢纽。这意味着设计需预留分布式电源接口、储能装置安装空间、综合能源管控平台接口等，使其成为支撑城市电网灵活互动与弹性恢复的核心环节，功能定位发生了本质性跃升。02安全理念的范式转移：从被动防护到主动韧性的规程内核深度解析。相较于以往侧重结构安全和电气安全，DL/T5216-2024显著强化了“韧性”设计理念。这要求设计不仅考虑抵御常规灾害，更需应对极端外部事件（如超设计标准洪水、恐怖袭击）和内部连锁故障。规程通过强调多层级防御、故障快速隔离、功能模块化冗余以及灾后快速恢复能力，引导设计从“避免失效”转向“管控失效后果”，构建具备自适应与自恢复能力的深层地下电力设施安全新范式。全生命周期成本与可持续发展的权衡：专家初始投资与长期运营效益的平衡艺术。地下变电站的初始建设成本通常高于同规模地上站。新规程通过精细化设计条款，引导在规划设计阶段就充分考虑全生命周期成本。例如，通过优化土建规模、选用高可靠性免维护设备、采用高效节能的通风空调系统、集成智能运维系统等措施，虽可能增加初期投入，但能大幅降低后期运维成本、减少停电损失、延长设施寿命，从长远视角提升项目的经济性与可持续性，实现社会综合效益最大化。构筑深层“生命线”：规程总则与术语体系的全新界定，深度安全冗余与协同设计的前瞻理念“安全第一、预防为主”原则在密闭空间中的深化与具体化体现。地下空间的封闭性、疏散困难性和救援复杂性，使得安全原则的执行标准更为严苛。规程总则将此原则贯穿始终，并具体化为“预防、监控、应急”三位一体的体系。预防层面，强调源头控制，如设备选型要求更高的防火防爆等级；监控层面，要求建立全覆盖、多参数的在线监测与预警系统；应急层面，则对疏散指示、应急照明、通信保障提出了超越常规的冗余配置要求，确保在任何单一故障下都能维持基本安全功能。全专业协同设计“一张图”模式：为何它是地下变电站成功与否的命门？1地下工程各专业耦合紧密，“牵一发而动全身”。规程强制要求采用全专业一体化协同设计模式，从方案阶段即需建筑、结构、电气、暖通、给排水、消防等专业深度融合。例如，电气主接线与主设备布局直接决定建筑空间形态，而建筑空间形态又制约通风管道布置，进而影响设备散热与火灾烟气控制。新规程通过明确协同设计流程与接口标准，旨在打破专业壁垒，实现设计成果的高度集成与优化，避免后期频繁的设计变更与工程返工。2新术语体系揭示的技术焦点变迁：从“建设”到“营造与运维”的关键词解码。1DL/T5216-2024更新和完善了术语定义，新增了如“设备吊装与运输通道”、“综合监控管理系统”、“环境与设备监控系统（BAS）”、“智能巡检系统”等术语。这些术语的引入，标志着规程关注重心从单纯的“建造完成”延伸至“高效建造、智慧运维、便捷检修”的全过程。它引导设计者必须为设备运输更换、智能传感器部署、机器人巡检路径等预留物理和逻辑空间，体现了面向未来运维的顶层设计思想。2强制性条文与推荐性条文的配置逻辑：专家剖析安全底线与技术创新的弹性空间。规程中的强制性条文是保障地下变电站安全运行的底线要求，主要涉及防火、疏散、结构防水、关键电气保护等方面，具有法律约束力，必须严格执行。而推荐性条文则提供了实现安全、可靠、经济目标的技术路径和方法，鼓励采用新技术、新工艺、新材料。这种配置逻辑既守住了安全红线，又为技术进步和工程具体条件的灵活应对预留了空间，鼓励设计人员在满足强制标准的前提下进行优化与创新。选址定乾坤：地下变电站站址选择的“地质罗盘”与“城市棋局”，多维约束下的最优解探寻地质水文条件的“一票否决权”：如何规避溶洞、承压水与地质灾害的隐形风险？1地下变电站的百年大计，始于地质勘察。规程将工程地质与水文地质条件置于选址评估的首位。要求必须查明岩土层分布、物理力学性质、地下水类型、水位及腐蚀性，特别关注不良地质作用如滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、岩溶等的潜在影响。对于存在高承压水、强渗透性地层或地质灾害高风险区，原则上应予以避让。选址阶段深度的地质勘探与风险评估，是避免后期出现结构渗漏、上浮、不均匀沉降甚至灾难性事故的根本前提。2城市规划与市政管网的“交响乐谱”：如何实现与城市功能脉络的无缝嵌合？1选址绝非孤立行为，必须深度融入城市规划“一张图”。规程要求与城市总体规划、电力专项规划、土地利用规划、地下空间综合利用规划等紧密衔接。需协调与周边建筑（特别是高层建筑基础）、地铁隧道、综合管廊、市政给排水、燃气、通信管道等的空间关系与安全间距。理想的站址应位于负荷中心且便于电缆线路进出，同时兼顾施工期间对城市交通、环境的影响最小化，实现能源设施与城市机体和谐共生。2防洪与内涝防治标准的“天花板”提升：应对极端气候事件的地下防线构筑。1鉴于全球气候变化背景下极端降雨事件增多，以及地下设施一旦淹水损失巨大的特点，新规程大幅提高了地下变电站的防洪排涝设计标准。不仅要求站址标高应高于城市防洪标准，更强调设防极端降雨下的内涝风险。要求出入口、通风井、电缆进出口等所有与外界连通的部位，必须设置可靠的挡水、防水、排水设施，如防洪挡板、高砌筑门槛、自动排水泵组等，并配置应急电源，确保在超标准洪水情况下具备防止外部水体倒灌的核心能力。2全生命周期视角下的施工与运维可达性分析：为百年运维预留的“方便之门”。1选址需充分考虑施工期设备材料运输、土方外运的可行性，以及运营期设备检修、更换时大型运输车辆和起重设备的进出通道与作业空间。规程强调，不能只关注建成状态，而忽略建造与更新过程。站点周边需具备必要的交通组织和临时用地条件。同时，要考虑未来城市发展可能导致的可达性变化，预留必要的弹性。一个选址成功的站址，应在其全寿命周期内都具备良好的物理可达性，这是保障变电站长期可靠运行的基础。2站区规划与总布置的“空间魔术”：在有限地下容积内实现功能、流线与安全的极致平衡功能分区与工艺流程的“立体编织术”：主变、开关设备、控制室的空间逻辑。地下空间昂贵，必须高效利用。规程引导采用立体化、紧凑化布置。通常将火灾危险性高、体积大的主变压器布置在底层或独立防火分区；将中低压开关设备等按电气流程就近布置，减少电缆长度和压降；将控制室、通信机房等人员集中和重要设备房间布置在靠近出口、环境较好的位置。各功能区之间通过清晰的垂直（楼梯、电梯）和水平交通（走廊）联系，形成高效、流畅的工艺流线和运维流线，避免交叉干扰。人员、设备、电缆“三大流线”的完全分离与有序组织设计原则。安全与效率源于有序的流线组织。规程强调必须实现人员流线、设备运输流线、电缆敷设流线的物理分离或时间错开。设置独立的人员出入口与安全疏散通道。设备运输通道应满足最大设备运输尺寸要求，路径平直、转弯半径充足，并与吊装孔、运输坡道直接连通。电缆通道（隧道、夹层、竖井）应独立、通畅，避免与人员通道交叉，并便于敷设、检修和防火封堵。清晰的流线设计是保障日常运维安全、提高效率、应对突发事件的基础。出入口与通风井的“城市表情”设计：如何兼顾功能、安全与景观融合？地下变电站的地面部分（出入口、疏散口、通风井、吊装孔）是其在城市中的唯一视觉呈现。规程要求这些构筑物在满足功能（尺寸、风速、防护）和安全（防火、防洪、防盗）的前提下，应进行景观化、隐蔽化设计。可采用与周边建筑风格协调的外装饰，或结合绿地、广场、小品进行一体化设计，降低其工业设施的生硬感，减少对城市景观和居民心理的负面影响，实现基础设施的“友好界面”，提升公共接受度。竖向设计与埋深确定的综合权衡：土建成本、设备运输、防洪与热环境的多目标优化。1变电站的埋深是总布置的关键参数，直接影响土建开挖量、支护成本、施工难度、设备运输方式、防洪能力以及地下热环境。规程要求进行多方案技术经济比较。较浅的埋深利于施工和自然通风，但可能受地面温度波动影响大，且对地面景观影响更深。较深的埋深土建成本高，但地层温度稳定利于散热，防洪安全性更高，对地面活动干扰小。设计需根据地质条件、地下水、设备运输方案（斜坡道还是竖井吊装）、散热需求等综合确定最优埋深。2地下主厂房与电气设备的“微气候”营造：专家视角解构通风、散热与防灾的集成设计智慧高发热量设备散热的“地下方程式”：强制通风与精确气流组织的必要性。地下空间无法像地面站一样依靠自然对流有效散热。主变压器、电抗器等设备运行时产生巨大热量，若不及时排除，将导致环境温度持续升高，威胁设备绝缘寿命与运行安全。规程要求必须采用机械送排风系统，进行精确的气流组织设计。通常采用下送风、上排风或侧送侧排等方式，确保冷空气优先流经发热设备表面，形成有效的“带走热量”的流场，避免气流短路和局部过热，这是维持地下电气设备长期稳定运行的基础环境保障。SF6气体绝缘设备（GIS）房间的特殊通风与安全监测要求。1GIS因其紧凑高效在地下变电站广泛应用，但其内部绝缘介质SF6气体在电弧作用下会分解产生有毒物质，且泄漏时可能造成人员窒息风险。规程对此类房间的通风设计提出了特殊要求：必须设置事故排风系统，排风口设在房间下部（因SF6比空气重）；通风系统应与SF6气体泄漏监测装置联动，一旦泄漏浓度超标，立即启动事故通风。同时，房间内需配置氧气含量监测仪，确保检修人员安全。这些措施构成了GIS房间特有的气体安全防护体系。2电气设备布置与建筑空间的“热耦合”分析：避免热岛效应与局部过热的设计策略。1设备布置不仅考虑电气接线最短，还需进行热环境模拟分析。将高发热设备集中布置可能导致局部“热岛”，加大该区域通风系统的负担。规程引导设计者将发热设备适度分散，或在其周围预留足够的散热空间。同时，设备布置应避免阻挡送排风气流的主通道。利用计算流体动力学（CFD）软件对设计方案进行温度场和流场模拟，已成为优化设备布局、通风方案，提前发现并消除局部过热隐患的先进且必要的手段。2主厂房内部环境参数的精准控制：温度、湿度、洁净度的综合保障体系。1除了散热，地下主厂房还需控制湿度和洁净度。湿度过高易导致设备凝露、绝缘下降；洁净度差则影响设备散热和精密元器件工作。规程要求环境监控系统（BAS）对厂房内的温度、湿度、SF6浓度、氧气浓度、水位等进行实时监测与调控。通过组合式空调机组、除湿机、过滤装置等，将环境参数控制在设备制造商要求的范围内，为电气设备创造一个稳定、适宜的“微气候”，这对提升设备可靠性、减少故障率至关重要。2从“血管”到“神经”：地下建筑物、构筑物及电缆敷设的耐久性设计与智能监控体系构建地下结构百年耐久性的“铠甲”设计：防水、防腐、抗渗的体系化解决方案。1地下结构长期处于水土压力、化学腐蚀环境中，其耐久性直接决定变电站的使用寿命。规程对结构的防水等级、混凝土抗渗标号、防腐措施提出了明确要求。通常采用结构自防水（高性能抗渗混凝土）与外包柔性防水卷材相结合的全包式防水体系。对处于腐蚀性环境中的结构，需采用耐腐蚀混凝土或增加保护层厚度，对钢构件进行重防腐处理。施工缝、变形缝、穿墙管等细部节点是防水的薄弱环节，必须进行专项设计与精细施工。2电缆隧道、夹层与竖井的“防火长城”构筑：分级阻燃、防火分隔与在线监测。1电缆是地下变电站的“血管”，也是火灾蔓延的主要路径。规程构建了多层级电缆防火体系：首先，选用阻燃或耐火电缆；其次，在电缆通道内按一定间距设置防火隔板、防火包带、防火涂料，将长电缆通道分隔成若干防火段；第三，电缆穿越楼板、墙壁的孔洞必须采用防火堵料严密封堵；第四，重要电缆隧道或夹层应设置线型感温火灾探测器、视频监控和自动灭火装置（如细水雾），实现对电缆火灾的早期预警与快速扑救。2智能巡检与结构健康监测（SHM）系统的深度融合应用前景。1传统的定期人工巡检难以满足地下设施隐蔽工程多、环境复杂的运维需求。新规程鼓励采用智能巡检机器人（轨道式或轮式）搭载高清摄像头、红外热像仪、局部放电检测仪等，对设备状态、电缆温度、环境参数进行自动巡检。同时，可在地下结构关键部位（如应力集中处、施工缝）预埋传感器，监测应变、沉降、渗漏等，构建结构健康监测系统。这两套系统数据互通，形成“设备-结构-环境”一体化的数字孪生体，实现预测性维护。2设备运输与安装通道的永久性预留设计：为全生命周期设备更新换代铺平道路。变电站设备（尤其是主变压器）寿命通常短于土建结构。规程强调，设计必须为未来几十年内可能发生的设备整体更换预留永久性的运输与吊装通道。这包括：从地面入口至设备安装位置的运输路径（坡道或吊装孔）的尺寸、承重能力、转弯半径；安装大厅或位置的楼板荷载与吊钩承载力；以及相关建筑结构的加强措施。这项要求体现了全生命周期设计思想，避免了未来因无法更换设备而导致整个变电站提前报废的困境。防排烟与安全疏散的“时间博弈”：危机场景下生命保障通道的可靠性设计与动态模拟分析火灾烟气流动规律与排烟量计算的“地下特性”研究。1地下空间火灾烟气流动规律与地面建筑截然不同。无外部风干扰，主要受热压（烟囱效应）和机械通风影响；烟气易积聚在顶部，快速形成分层，且散热慢、温度高。规程要求防排烟设计必须基于地下空间火灾特性的专用计算方法，合理确定火灾热释放速率、储烟仓厚度、清晰高度和所需排烟量。排烟系统需具备在火灾初期迅速启动，有效蓄烟和排烟的能力，为人员疏散和消防救援争取宝贵的“安全时间”。2安全疏散路径的“绝对保障”原则：照明、指示、通信与防烟措施。规程对疏散路径的安全性提出了近乎苛刻的要求。疏散楼梯间必须采用防烟楼梯间，并设置正压送风系统，确保楼梯间内无烟。疏散走道和楼梯间需设置连续、明亮的应急照明和发光疏散指示标志，即使在烟雾中也能清晰辨识。此外，需设置独立的消防应急广播和消防专用电话，确保火灾时通信指令畅通。所有安全出口必须直通室外安全区域，且疏散距离和宽度必须经过严格计算，满足人员在预期危险来临前全部撤离的要求。人员疏散与消防救援路径的“时空分离”与“协同共享”设计策略。设计需处理好人员疏散路径与消防员进入路径的关系。理想状态是两者分开，避免冲突。通常，人员利用疏散楼梯向上撤离至地面，而消防员则通过独立的消防电梯或楼梯进入地下灭火。但在实际操作中，某些通道可能需共用。规程要求，对共用路径，必须通过设计（如设置前室、加强防烟）和管理预案，确保在时间上错开，或能同时满足双向安全通行。必须设置消防扑救面、消防水泵接合器等，为外部救援力量提供接口。基于性能化消防设计的复杂场景模拟验证：超越条文规定的安全保障。1对于特别重要、规模巨大或布置特殊的地下变电站，仅满足规程条文的最低要求可能不足。规程鼓励并允许采用性能化消防设计方法。即针对具体项目，设定消防安全目标，利用火灾动力学模拟软件（如FDS）和人员疏散模拟软件（如Pathfinder），对设定的火灾场景进行计算机仿真。通过模拟烟气蔓延、温度分布、能见度变化和人员疏散全过程，定量评估设计方案的安全性，并优化防排烟策略、疏散设施布置，从而获得更科学、更经济、更安全的个性化解决方案。2给排水与消防系统的“地下水城”哲学：水资源循环利用与高效灭火技术的融合创新路径生产、生活与消防给水系统的“分质供水”与“联合保障”网络。1地下变电站用水主要包括设备冷却用水、生活用水和消防用水。规程要求根据水质要求，建立分质供水系统。消防用水是重中之重，必须采用独立、可靠的供水系统。通常设置消防水池和消防水泵，确保火灾时持续供水压力与流量。对于生产冷却用水，可考虑采用循环冷却系统，提高水资源利用率。生活用水则需符合饮用水标准。各系统在确保功能独立的前提下，可在水源或部分管道上实现备用互联，提高整体可靠性。2自动灭火系统的“精准打击”战术：细水雾、气体灭火等系统的适用场景选择。地下电气设备火灾具有特殊性，不宜直接用水扑救可能带电的设备。规程根据设备重要性、火灾类型和场所特点，推荐采用多种自动灭火系统。对于变压器油坑、电缆隧道等，可采用细水雾灭火系统，它用水量小、降温快、电气绝缘性好。对于继电器室、通信机房、配电装置室等精密设备房间，可采用洁净气体灭火系统（如IG541、七氟丙烷），实现灭火无残留、不损坏设备。灭火系统的选择是安全性、技术性和经济性的综合决策。排水系统的“双重防御”体系：重力自流与机械强排的冗余配置。1地下变电站的排水系统关乎防洪防涝安全。规程要求建立完善的排水体系：首先是利用地面坡度、排水沟等实现重力自流排水，排除地面雨水和少量渗漏水。更为关键的是，在所有低于外部市政排水管网标高的集水坑（如电缆层、消防电梯井底、设备运输坡道最低点）内，必须设置冗余配置的潜水泵（通常一用一备或两用一备），组成机械强排系统。潜水泵应配备自动水位控制启停和故障报警功能，并与应急电源连接，确保在任何情况下都能将积水及时排出。2海绵城市理念下的雨水管理：初期雨水弃流、渗透与调蓄的绿色实践。1尽管地下变电站占地小，但其地面附属设施区域仍可践行海绵城市理念。规程鼓励对站区地面雨水进行生态化管理。例如，对出入口周边广场采用透水铺装；设置植草沟、雨水花园，对雨水进行下渗、净化、滞蓄；对屋面或硬化地面的初期污染较重的雨水进行弃流处理。这些措施不仅能减少径流污染、补充地下水，还能在暴雨时减轻市政排水管网的压力，体现了电力基础设施与城市生态环境可持续发展的融合。2采暖、通风与空气调节的“能量交响”：在密闭空间中实现能效最优与环境可控的系统工程基于全年动态负荷模拟的HVAC系统选型与容量匹配优化。地下空间的热环境受地层温度、设备发热、人员散热、照明发热、新风负荷等多因素影响，且具有较大惯性。规程提倡在设计阶段采用专业软件进行全年8760小时的动态负荷模拟。通过模拟，可以更准确地确定夏季最大冷负荷、冬季热负荷以及过渡季的通风需求，从而避免设备选型过大造成的初投资和运行能耗浪费，或选型过小导致的调节能力不足。模拟还能帮助优化系统运行策略，如利用夜间通风冷却建筑结构体。地道风、冷却塔等自然冷源与机械制冷的“梯级利用”与“智能切换”。1为降低运行能耗，规程鼓励在条件允许时优先利用自然冷源。例如，通过深入地层的地道风管，利用土壤恒温特性，夏季对新风进行预冷、冬季进行预热。也可设置闭式冷却塔，在过渡季和冬季，当室外湿球温度低于一定值时，直接利用冷却水循环为室内降温，关闭或部分关闭冷水机组。通过智能控制系统，根据室外气象参数和室内负荷，自动判断并切换到最节能的运行模式，实现不同冷源的高效梯级与交替使用。2基于物联网（IoT）的环境与设备监控系统（BAS）的精细化管控策略。现代地下变电站的HVAC系统复杂度高，依赖人工调节难以达到最优。规程要求配置完善的环境与设备监控系统。该系统通过遍布各处的温湿度、CO2浓度、压差传感器，实时感知环境状态；通过智能算法，对风机、水泵、空调机组、阀门等设备进行变频调节和联动控制。例如，根据室内人员数量调节新风量（需求控制通风），根据设备实际发热量调节送风量，根据防火分区压差要求调节送排风量平衡等，实现按需供给，精准控制，最大程度节能。应急工况下的通风模式快速切换：保障事故后抢险与恢复的“生命呼吸”。正常通风模式在火灾、设备故障泄漏等事故发生时必须能快速、可靠地切换为应急模式。规程对此有强制性要求。例如，火灾时，着火分区的通风系统应立即关闭，相邻区域和疏散通道启动正压送风或排烟模式，防止烟气扩散。当SF6设备泄漏时，该房间通风切换至事故排风模式。控制系统必须具备高可靠性，确保在接收到火灾报警信号或气体泄漏信号后，能自动、无误地执行预定的模