随着全球新能源、电网升级与数据中心等高可靠用电场景持续发展,BESS、PCS、SST(固态变压器)、中低压开关柜及配电柜等设备逐步向高功率密度、模块化和系统集成方向演进。设备内部集成电池/功率器件、母排、控制、冷却、支架和连接件,结构与电气高度耦合。

当地震载荷作用于这类高集成度设备时,风险不仅来源于箱体或柜体本身。结构共振、局部应力、连接松动、组件位移、锚固失效以及管路/线束受力,都可能影响设备安全、电气连接可靠性及震后使用性能。
因此,在地震设防地区、变电站、工业园区、数据中心及有明确业主规范的项目中,抗震评估正成为产品设计、项目准入与交付验收的重要环节。
01 地震如何作用于设备,又会带来哪些风险?
地震是地壳岩体在构造运动等作用下发生突然破裂或错动、释放能量,并以地震波形式向外传播的自然现象。地震波到达地表后会形成不同方向、不同频率和持续时间的地面振动。对于安装在地面、设备平台或建筑物内的电力设备而言,主要是这类作用于设备的是这种地震动,以及其经基础或楼层传递后的动态输入。
同一次地震对不同设备造成的影响存在差异,还会受到场地条件、安装位置、设备结构特性以及地震动频谱等因素影响。当设备自身的动态特性与地震动中的主要频率成分相近时,局部响应可能被放大。对于BESS、PCS、SST、开关柜及配电柜等高集成设备,这类动态作用可能进一步传递至柜体、支架、连接件、锚固点及内部关键组件,易引发结构变形、连接松动、部件位移甚至功能异常等风险。因此,设备抗震不能仅参照“震级大小”,更需要结合实际项目条件评价其在地震工况下的整体表现。
02 抗震评估,验证的是设备在地震工况下的整体表现
对于高度集成的电力设备,单纯依靠静态强度计算或经验加固,往往难以完整反映地震工况下的动态表现。抗震评估的重点,是结合设备用途和项目要求,对结构、安装、关键部件和功能状态进行综合判断。
抗震评估:
• 结构完整性:核查柜体、框架、支架、底座及关键连接部位在地震作用下的安全性。
• 安装与锚固:核验设备与基础、支撑结构及连接系统能够满足相应的抗震要求。
• 关键部件可靠性:核查电池簇、功率模块、母排、变压器、控制单元等部件在动态环境中的稳定性。
• 震后功能保持:根据项目要求,对电气、控制、通信和保护功能进行必要的状态核验。
• 项目符合性:结合目标市场、项目所在地、业主规范及指定地震工况条件,为评审、投标和交付提供合规有效的技术支撑依据。
将抗震评估前置到研发阶段,还可以提前排查潜在结构风险,减少样机定型后的重复优化整改工作。对于大型BESS、SST和成套电力设备,该举措能够有效降低后期整改、重复试验的概率,规避项目进度延误等相关风险
03 测试验证与仿真评估协同开展
针对不同产品类型与项目需求,SGS可依据抗震规范相关技术评估标准(如IEEE 693、IEC 60068-3-3、ICC-ES AC 156、IEC 62271-207、ASCE 7等)提供地震振动台测试、FEA有限元仿真评估以及两者结合的技术服务。服务方案根据设备类型、项目标准、安装方式和客户核心需求定制落地,在满足项目验证需求的同时,为研发和工程团队提供可用于决策的技术决策依据。
服务覆盖对象包含BESS/ESS集装箱、户外储能柜、储能一体柜、电池簇/电池架、PCS及配套控制单元;SST固态变压器、逆变器、SVG/STATCOM等电力电子设备;中低压开关柜、配电柜、环网柜、控制柜、保护柜、变压器等输配电设备;以及UPS、PDU、数据中心电源设备、充换电设备、预制化电力模块、光伏/风电配套电气设备、温控/液冷单元、辅助电源和监控通信设备等。
服务内容涵盖:
• 地震振动台测试
依据适用标准或项目技术条件,对样品进行地震模拟试验,验证设备在规定地震环境下的结构完整性、安装可靠性及核心功能保持能力,并出具合规有效的测试数据与专业技术报告。
• FEA有限元仿真评估
结合产品结构和项目要求,对设备的抗震性能进行数值分析,用于设计阶段的风险排查、方案对比和结构优化,也可为大型设备或复杂项目的测试验证提供分析支持。
• 测试与仿真联合评估
对于需要同时兼顾研发优化和项目验证的设备,可根据项目特点组合振动台测试与仿真评估,搭建从设计评估到实物验证的技术闭环。具体实施内容可根据产品属性与项目需求灵活调整。
• 项目定制与技术支持
SGS可结合目标市场、项目所在地、设备安装条件及业主技术协议,协助客户确认适用标准和评估路径;对于测试中发现的异常或结构问题,也可提供进一步的分析与改进建议。
关于SGS
SGS是国际公认的测试、检验和认证机构。我们的100,000多名专业员工分布在115 个国家及地区的2,500多个分支机构和实验室,构建起全球化服务网络。凭借超过145 年的卓越经验和瑞士公司特有的精准度,我们帮助企业达到质量、合规与可持续发展的高标准。
SGS电力能源服务,起步于上世纪90年代,业务发展涵盖风电、光伏、火电、水电、储能、氢能等多种发电形式及电力电气能源领域,提供项目全生命周期标准、质量、技术、合规与咨询服务。涉及项目可研与竞标阶段、设计阶段、采购制造阶段、施工安装、调试并网、买卖尽调等项目全过程服务。依托标准和法规要求,通过专业的SGS检验,实验室测试手段,保障产品质量满足目的国别标准和法规的要求;经过几十年的发展,SGS服务“一带一路”国家上百个海外电站总包出口项目,超百GW的电站成套设备出口海外的供应链质量与认证合规服务,培养了数百名电力能源行业的专业技术工程师队伍。
SGS在重庆投建的新能源测试中心于2023年10月份正式开业,在多个产品领域具备权威国际认可资质,包括国际电工委员会电工产品合格与认证组织IECEE CB测试实验室(CBTL),以及北美NRTL实验室等权威认可。以此为基础,重庆测试中心进一步拓展了针对低压及中高压输配电产品的测试能力,以更好匹配新能源与电力客户的出海需求。
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