箱式变电站作为电网线路的连接点,由于长期暴露在室外,极易受到外界环境和机械因素的影响。因此,对箱式变电站箱体进行设计并研究它在极端条件下的力学性能具有重要的实际应用价值和研究意义。本文在分析国内外研究现状的基础上,根据新疆地区独特的地形和气候特点提出了箱式变电站的设计要求,设计了应用于新疆地区的箱式变电站箱体结构;根据箱体的受力特点,对其强度进行了校核计算,验证了结构设计的合理性。根据新疆地区的气候特点,对箱式变电站箱体受到风载荷、雪载荷和风雪组合载荷情况下的性能进行了静力学分析和屈曲稳定性分析,结果表明:在上述三种状况下,箱体受到的最大等效应力均小于材料的许用应力,满足箱体的防风抗雪强度设计要求,且在上述三种情况下,箱体不会发生屈曲失稳。对于外观尺寸形状相同的箱式变电站,在不同工况下的力学性能存在差异,通过Visual Basic调用ANSYS软件,设计了一套针对不同材料、不同工况的箱式变电站防风抗雪力学性能分析软件。研究了立柱与墙板间连接形式的抗风性能,确定了立柱与墙板间的螺栓连接形式,建立了螺栓和螺栓连接系统的模型,分别对螺栓在仅受预紧力作用和同时受预紧力和风荷载作用两种工况下的应力和变形进行分析。结果表明:在上述两种情况下螺栓的最大应力都没有超过许用应力的范围,应力存在一定的裕度,立柱与墙板间的螺栓连接满足抗风性能的要求。利用有限元分析软件对箱式变电站箱体的支撑立柱截面进行优化设计,优化后的结果表明:优化后的角立柱边长为175mm,边立柱的边长为140mm;在满足抗风雪性能要求的条件下,角立柱的质量减轻了 12.9%,边立柱的质量减轻了 13.51%,实现了轻量化的要求。根据新疆地区的地形特点,以8度地震烈度的地震加速度反应谱作为激励,利用响应谱分析法对优化后的箱式变电站箱体在X方向、Z方向、Y方向、X+Y方向、Z+Y方向激励下的抗震性能进行研究。分析表明:箱式变电站箱体在不同地震加速度反应谱下受到的最大应力均小于材料的许用应力,满足抗震设计要求,且水平方向地震响应大于竖直方向,宽度方向大于长度方向。本文对箱式变电站箱体进行结构设计并对其力学性能进行分析,为后续特殊环境下箱式变电站箱体的设计提供了新思路。