變電站室內(nèi)保護(hù)屏應(yīng)急防水裝置的設(shè)計(jì)及運(yùn)用

薛 賀，項(xiàng)彩霞

（國網(wǎng)陜西省電力公司延安供電公司，陜西 延安 716000）

1 保護(hù)屏防水裝置設(shè)計(jì)背景

變電站的室內(nèi)保護(hù)屏是變電站內(nèi)設(shè)備的主要控制裝置，既包含交流380V電源，又包含直流的控制電源，還包含有各類集成電路及精密測量儀器。當(dāng)變電站廠房房頂發(fā)生滲水事故，雨水通過房頂滲入室內(nèi)，雨水在滲漏過程中溶解泥土中的電解質(zhì)，具備一定的導(dǎo)電能力，如果滲水直接滴在保護(hù)屏柜頂，可能會導(dǎo)致柜內(nèi)交流電短路，導(dǎo)致空開跳閘事故；交流電竄入直流電，導(dǎo)致高壓開關(guān)跳閘或拒動；或者滲水可能直接導(dǎo)致保護(hù)裝置或測控裝置燒壞。因此，變電站的廠房滲漏將對電網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來非常嚴(yán)重的危害。

1.1 廠房應(yīng)急處置現(xiàn)狀

此前，當(dāng)變電站發(fā)生室內(nèi)滲漏情況時(shí)，多因持續(xù)性降雨，不能立刻對房頂采取修復(fù)，需等到降雨停后方可對廠房房頂重新采取防水措施。因此，目前的應(yīng)急措施多在室內(nèi)保護(hù)屏頂進(jìn)行布置，如廠房滲漏面積小，可用盆或桶接滲漏水，并定時(shí)進(jìn)行排水；如廠房滲漏面積大，則采用防汛雨布直接蓋住保護(hù)屏作為臨時(shí)措施。但在處置過程中仍會存在多個問題。一是如果采用盆或桶來接水，當(dāng)滲漏水量發(fā)生變化時(shí)，滲水位置發(fā)生變化時(shí)，之前的應(yīng)急措施將起不到有效作用，容易造成設(shè)備進(jìn)水事故，因此需要設(shè)備運(yùn)維人員時(shí)刻關(guān)注滲水情況。二是需要定期對盆或桶內(nèi)積水進(jìn)行排水，否則將發(fā)生溢出，進(jìn)而會造成設(shè)備進(jìn)水的事故。三是如果采用防汛雨布進(jìn)行遮蓋，則保護(hù)屏柜門不方便打開，同時(shí)還將遮擋保護(hù)屏內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，影響變電站設(shè)備巡視作業(yè)，同時(shí)當(dāng)水滴滴到防汛雨布上時(shí)還會發(fā)生滴濺，存在一定安全隱患。

1.2 設(shè)計(jì)運(yùn)用需求

根據(jù)現(xiàn)狀，對保護(hù)屏應(yīng)急防水裝置的設(shè)計(jì)研制需求做出以下要求：（1）全方位避免保護(hù)屏進(jìn)水，保護(hù)屏柜內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行；（2）具備排水功能，將滲水排出室內(nèi)；（3）裝置要便于保護(hù)屏的正常巡視檢查，不遮擋保護(hù)屏標(biāo)示牌，方便保護(hù)屏柜門開啟；（4）采用絕緣材料制作，保護(hù)屏柜頂有直流小母線時(shí)不會發(fā)生短路情況；（5）可以參考當(dāng)前市場中保護(hù)屏的安裝使用情況；（6）具備一定的防滴濺能力，避免臨近其他設(shè)備進(jìn)水的隱患；

2 保護(hù)屏防水裝置設(shè)計(jì)介紹

保護(hù)屏防水裝置設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)需求進(jìn)行開展，在完全解決保護(hù)屏進(jìn)水的同時(shí)，將設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在其保障設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)巡視安全上，使其使用更加便捷安全。

2.1 裝置原理

設(shè)計(jì)的主要原理是采用疏導(dǎo)水流的方式，即將裝置全面布置于保護(hù)屏頂，采用防止滴濺的方式收集廠房滲水，再將收集到的滲水排出裝置外。

2.2 保護(hù)屏防水裝置結(jié)構(gòu)

裝置由防濺紗網(wǎng)、接水池、蓄水槽、支撐腳四部分組成，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 保護(hù)屏應(yīng)急防水裝置設(shè)計(jì)圖

（1）防濺紗網(wǎng)是覆蓋在接水池上的用于防止因滲漏雨水形成飛濺而影響相鄰運(yùn)行設(shè)備的濾網(wǎng)。根據(jù)流體力學(xué)的相關(guān)研究表明：液滴撞擊濕潤壁面的飛濺運(yùn)行可以被認(rèn)為是一定條件下皇冠幾何體運(yùn)動的一種特殊形態(tài)；飛濺運(yùn)動時(shí)有小液滴從皇冠幾何體側(cè)壁頂端分離出去。撞擊速度是決定液滴撞擊濕潤壁面后呈現(xiàn)黏附鋪展、波動運(yùn)動、皇冠幾何體運(yùn)動以及飛濺運(yùn)動等不同運(yùn)動形態(tài)的重要因素；液滴撞擊濕潤壁面后的壓力分布是形成不同運(yùn)動形態(tài)的主要原因，因此避免飛濺的最有效的方法就是降低水滴的滴落速度，從而減少接觸壓力，減少飛濺。通過分析研究，滲水面水滴直徑約在2mm，因此，在接水池上覆蓋有直徑1mm的紗網(wǎng)，在水滴下落過程中，對水滴進(jìn)行切割，同時(shí)降低其下落速度，從而有效起到防止飛濺的作用。

（2）接水池是防止?jié)B水接觸到保護(hù)屏的主體部分。接水池由2mm亞克力板材料構(gòu)成，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、制作方便、防水性好等特點(diǎn)。根據(jù)目前市場上保護(hù)屏的尺寸大小，制作兩種主要尺寸的保護(hù)屏防水裝置，一種為主流保護(hù)屏尺寸，采用650mm×800mm的尺寸，另一種為少量通信用保護(hù)屏柜尺寸，采用650mm×600mm的尺寸，兩種尺寸足夠滿足目前變電站的應(yīng)急需要。

（3）蓄水槽是接水池將水流引入蓄水槽后進(jìn)行排出的部分。蓄水槽具備一定的蓄水能力，大量滲水會直接排出，底部有兩個排水孔用于排水。排水孔內(nèi)徑為8mm，可以使用現(xiàn)有的8mm內(nèi)徑軟管及其附屬配件進(jìn)行直接對接。同時(shí)可進(jìn)行相鄰裝置的兩兩拼接。從而達(dá)到整體排水的作用。排水配件如圖2所示。

圖2 蓄水槽排水管及配件

3 保護(hù)屏防水裝置的安裝及運(yùn)用方式

3.1 保護(hù)屏頂?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國標(biāo)對于保護(hù)屏的技術(shù)要求，屏柜整體尺寸：2260mm×800mm×600mm（高×寬×深），柜凈高2200mm，門楣高600mm；屏柜頂部要求有通風(fēng)孔，通風(fēng)孔上部裝有防塵罩（可拆卸），通風(fēng)孔內(nèi)側(cè)裝有濾網(wǎng)（可拆卸）；柜頂安裝有15組小母線端子，小母線中心距柜頂52mm；小母線安裝于柜頂前后居中位置；左右兩排小母線端子間距500mm；柜頂設(shè)有M10吊環(huán)（可拆卸）。

圖4 保護(hù)屏防水裝置拼接示意圖

3.2 保護(hù)屏防水裝置的安裝步驟

（1）步驟一：當(dāng)發(fā)生滲漏事故時(shí)，只需要將保護(hù)屏防水裝置并排放置于存在安全隱患的保護(hù)屏頂部，屏柜前部為支撐腳與屏楣相鄰，后部為蓄水槽支撐底部排水孔外露向下，如圖3所示。（2）步驟二：使用8mm口徑連接軟管及連通配件將保護(hù)屏一一連接拼裝，將保護(hù)屏頂設(shè)置成為一個整體。就可以在很短的時(shí)間內(nèi)為室內(nèi)保護(hù)屏柜提供有效的防護(hù)。拼接方式采用軟管在底部排水孔形成拼接，使整個蓄水槽形成整體，最終由T形排水孔進(jìn)行排出，排出位置根據(jù)保護(hù)屏位置進(jìn)行選擇，優(yōu)先選取室外作為排出點(diǎn)。拼接示意圖如圖4所示。（3）步驟三：布置排水軟管，使?jié)B水排至室外或其他無安全隱患的場所。

圖3 保護(hù)屏防水裝置安裝說明圖

4 保護(hù)屏防水裝置的優(yōu)點(diǎn)及使用建議

目前該裝置作為汛期的應(yīng)急處置物資，已得到了部分變電站的使用，在使用過程中具備多個優(yōu)點(diǎn)。一是安裝方便。該裝置不需要其他工具，可在5min完成15面屏柜的拼接安裝工作，當(dāng)滲漏事故發(fā)生時(shí)能立即進(jìn)行處理，完全滿足大型變電站的防汛應(yīng)急需求。二是排水效果好。使用導(dǎo)管將水排出，沒有溢出風(fēng)險(xiǎn)，蓄水槽基本不儲水，使用過程中不會發(fā)生水花飛濺，不會影響其他設(shè)備運(yùn)行的情況，安全系數(shù)高。三是裝置的整體重量輕。可一次性攜帶多個進(jìn)行安裝，建議在使用前將拼接軟管裁成多個150mm長的短管，如發(fā)生滲漏事故可減少軟管拼接時(shí)間。