变电站附属设施防风加固措施及功能窗防风应急装置应用研究

邵心元 徐娟 郑庆梦 戴昊

摘 要：每当台风季节，广东省沿海地区台风登陆影响频繁，对整个电网的安全稳定运行更是严峻的考验，变电站附属设施是设备安全稳定运行的环境保障，根据以往台风登陆变电设施受损情况统计，主要存在门窗受损和房屋渗漏水情况，反映了变电站门窗设施的防风抗风设计标准不高、房屋建筑防渗漏水施工工艺质量不严等问题。本文针对以上问题，提出变电站附属设施防风加固措施，同时设计应用设备室功能窗防台风应急替代装置，进一步提高变电站附属设施防风抗风、抵御暴雨的能力，具有重要意义。

关键词：变电站附属设施;防风加固;变电站门窗;替代装置

0 引言

每当台风季节，广东省沿海地区台风登陆影响频繁，对整个电网的安全稳定运行更是严峻的考验，变电站附属设施是设备安全稳定运行的环境保障，根据以往台风登陆变电设施受损情况统计，主要存在门窗受损（进站大门及各设备室门被吹变形或损坏、窗户窗骨架散架或玻璃破碎）和房屋渗漏水情况，反映了变电站门窗设施的防风抗风设计标准不高、房屋建筑防渗漏水施工工艺质量不严等问题。本文针对以上问题，提出变电站附属设施防风加固措施，同时设计应用设备室功能窗防台风应急替代装置，进一步提高变电站附属设施防风抗风、抵御暴雨的能力，具有重要意义[1]。

1 沿海地区设计基本风速分布

设计基本风速取值是输变电设计的重要工作之一，其选择是否合理，将直接影响工程造价及运行安全，设计风速取值越高，抗风能力就越强，发生超越设计风速的概率则越低，但工程造价也将随之大幅提高。为此，在工程设计中应遵守现行规程规范要示，在确保输变电安全运行的前提下科学合理确定设计风速。

变电站附属设施是变电站安全运行的重要保障，涉及的变电站附属设施的设计风速按本地区50年一遇基本风速、《南方电网沿海地区设计基本风速分布图》（2017版）、本地区历年来最大阵风风速三者取最大值选取。风荷载标准值应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中围护结构风荷载计算的相关内容确定。

本文针对沿海地区Ⅰ类风区所有变电站、Ⅱ类风区保底网架变电站（Ⅰ类风区：50年一遇基本风速V≥37m/s的地区;Ⅱ类风区：50年一遇基本风速V≥35m/s且V<37m/s的地区），提出变电站附属设施防风加固措施，同时设计应用设备室功能窗防台风应急替代装置，进一步提高变电站附属设施防风抗风、抵御暴雨的能力[2]。

2 变电站附属设施防风加固措施

2.1 建筑外窗防风加固改造

（1）变电站设备室的外采光窗进行改造加固，如将推拉式窗户改造为铝合金平开窗或不设置可活动窗，采光窗玻璃改为钢化夹胶玻璃或防爆玻璃，提高抗风性能。

（2）变电站GIS设备室窗根据本地区实际情况结合检修工作进行改造或加固。

（3）变电站非设备室的建筑外窗根据本地区实际情况评估酌情加固或改造。如：1）在运变电站非设备房间外窗建议采用铝合金平开窗，窗的内窗台设置不小于30°的向外排水坡度。2）百页窗采用钢质避雨式或迷宫式百页窗。3）户内变电站主变风楼的百页窗更换为不锈钢防护栏杆，护栏边框与风楼墙体采用化学螺栓可靠连接。4）风机防雨罩排风口末端加长，开口垂直向下。

2.2 建构筑物门防风加固改造

（1）变电站设备室的门有防火要求的采用防火门，无防火要求的采用304不锈钢板门。门的型材厚度不小于2.0mm，面板材料厚度不小于1.5mm。304不锈钢板双扇门内侧应在一扇（锁口）设置上下插销。

（2）设备室的门在开启方向应加装防台风横杠，或根据设备室门的实际大小内外两侧均加装防风横杠;设备室直接受风的外门在内外两侧均应设置防风横杠。但防风杠设置不应妨碍火灾时人员疏散。防风杠的设置参考图1。

（3）GIS室设备吊装外门不应采用卷帘门。

（4）主控楼大门应采用304不锈钢大门，防风强度应满足要求。

（5）变电站围墙大门内侧应增设防风横杠，防风横杠两端与大门门柱可靠连接。

（6）变电站其他非设备室的建筑外门根据本地区实际情况评估酌情加固或改造。

2.3 户外箱体及标志牌防风加固

（1）户外端子箱、汇控柜、电源箱应配置三点式门锁，扣入深度不小于2厘米，并外加防风扣，防风扣材质为304不锈钢。户外端子箱、电源箱、汇控柜防风扣结合箱体大小设置在箱体开启扇开启侧上下合适部位，每扇门设2-3个。在运变电站箱体无法配置三点式门锁的，可暂不配置，但应评估防风扣数量设置是否满足防风要求，必要时应适当增加防风扣数量。

（2）变电站站内标识应尽可能采用油漆喷涂或永久性面砖材料。采用金属支架标志牌时，应降低标志牌安装高度，标志牌底部距地面不大于20厘米，支架立柱型材壁厚不小于3mm，标识牌面板与外框采用满焊，立柱内灌细石砼，并设置斜撑与基础可靠连接，基础埋置深度大于700mm。

（3）变电站其它户外构筑物根据本地区实际情况评估酌情加固或改造。如：室外消火栓箱、室外照明灯具、室外设备二次线线槽、室外电容器围栏、红外视屏系统、站区隔离围栏等。

2.4 设备室墙体防渗漏加强措施

（1）外墙面必须做防水层。外墙面防水标准满足《深圳建筑防水构造图集A》外墙防水的要求。

（2）安装在外墙上的构配件（空调管、排风管）孔、管道、螺栓，根据变电站相关设計标准及实际情况优先考虑预埋的方式，不具备预埋条件的应用膨胀螺栓连接牢固。

（3）外墙门窗洞口四周均应做成实心砼或钢筋砼，铝合金窗的安装应采用不锈钢或镀锌卡铁联接件，联接件宜采用射钉固定窗洞口内侧。

（4）外墙防水层主要采用聚合物水泥砂浆和聚合物水泥基防水涂膜，外墙面砖应用聚合物水泥砂浆或聚合物水泥基浆作薄层粘贴，并满浆勾缝封严。如采用憎水性材料的防水层，不宜再粘贴其它饰面材料。

（5）外墙变形缝必须作防水处理，包括缝两侧为两道实墙者。

（6）外窗框靠底部位置，应在外侧贴底部留设排水孔（槽），每榀窗不少于2个孔。平开窗外排水孔应装排水孔盖。

（7）对运行超过7年的门窗，检查密封胶如果老化，应进行维修，重新补密封胶。

（8）对于因屋面渗漏造成的，应对屋面进行防渗处理，做法按照设计单位提供的方案进行。

（9）对现状屋面进行核查，核查及新工程设计时应注意以下几点：屋面变形缝应避免设计成平缝，否则应改造;单个落水口最大汇水面积不大于150m2;带有变形缝的屋面应加设溢水口，溢水口堰底应低于变形缝上沿100mm;落水口地漏应采用凸型，有利于防止堵塞。

3 设备室功能窗防台风应急替代装置

变电站附属设施防风加固改造提高了变电站防风抗风、抵御暴雨的能力，但并不能包含所有台风破坏因素情况，如台风吹起易飘物砸碎设备室窗户玻璃，风雨灌入设备室内，室内一、二次设备水浸损坏或者跳闸造成电网事故，此类问题无较好的应急处置办法，通常临时加装遮挡木板，使用钉子固定暂时阻挡风雨灌入，但遮挡物的材料的硬度、抗风性、密封性均无法保证能够避免一、二次设备遭受次伤害的发生。因此亟需设计应用一种设备室功能窗防台风应急替代装置，在台风期间设备室窗户玻璃损坏场景下加装抵御风雨灌入设备室内。

经设计的一种设备室功能窗防台风应急替代装置立体图如图2所示，装置部件包括防护板1、第一固定横杆2与固定部件3，防护板1与第一固定横杆2均平行于窗户的所在的平面。防护板1位于窗户的一侧，第一固定横杆2位于防护板1靠近窗户的一侧，固定部件3与防护板1及第一固定横杆2连接，且第一固定横杆2与防护板1之间形成用于夹持窗户的空间。在装置的使用过程中，也即将装置固定于窗户上时，防护板1与第一固定横杆2分别位于窗户的两侧，也即防护板1位于窗户的一侧，第一固定横杆2位于窗户远离防护板1的一侧。其中，固定部件3与第一固定横杆2相配合调整第一固定横杆2与防护板1之间的间隙，当第一固定横杆2与防护板1之间的间隙达到预设值时，也即当第一固定横杆2与防护板1之间的间隙达到窗户所在墙面的墙面厚度时，将防护板1固定于窗户上。

研制成品经机械测试并在多个变电站进行试点测试，达到预期的效果。

4 结论

本文针对台风登陆变电站造成设备设施受损问题，提出变电站附属设施防风加固措施，同时设计应用设备室功能窗防台风应急替代装置，进一步提高变电站附属设施防风抗风、抵御暴雨的能力，具有经济效益、社会效益。

参考文献

[1] 林锦桐，梁斌儒，李艳娇.變电站安全门防风固定装置的设计[J].科学家，2016，4（10）：93-94.

[2] 张勇，赵勇，王景亮.台风对电网运行影响及应对措施[J].南方电网技术，2012，6（1）：4.