变电站室内保护屏应急防水装置的设计及运用

薛 贺，项彩霞

（国网陕西省电力公司延安供电公司，陕西 延安 716000）

1 保护屏防水装置设计背景

变电站的室内保护屏是变电站内设备的主要控制装置，既包含交流380V电源，又包含直流的控制电源，还包含有各类集成电路及精密测量仪器。当变电站厂房房顶发生渗水事故，雨水通过房顶渗入室内，雨水在渗漏过程中溶解泥土中的电解质，具备一定的导电能力，如果渗水直接滴在保护屏柜顶，可能会导致柜内交流电短路，导致空开跳闸事故；交流电窜入直流电，导致高压开关跳闸或拒动；或者渗水可能直接导致保护装置或测控装置烧坏。因此，变电站的厂房渗漏将对电网设备的安全稳定运行带来非常严重的危害。

1.1 厂房应急处置现状

此前，当变电站发生室内渗漏情况时，多因持续性降雨，不能立刻对房顶采取修复，需等到降雨停后方可对厂房房顶重新采取防水措施。因此，目前的应急措施多在室内保护屏顶进行布置，如厂房渗漏面积小，可用盆或桶接渗漏水，并定时进行排水；如厂房渗漏面积大，则采用防汛雨布直接盖住保护屏作为临时措施。但在处置过程中仍会存在多个问题。一是如果采用盆或桶来接水，当渗漏水量发生变化时，渗水位置发生变化时，之前的应急措施将起不到有效作用，容易造成设备进水事故，因此需要设备运维人员时刻关注渗水情况。二是需要定期对盆或桶内积水进行排水，否则将发生溢出，进而会造成设备进水的事故。三是如果采用防汛雨布进行遮盖，则保护屏柜门不方便打开，同时还将遮挡保护屏内设备的运行数据，影响变电站设备巡视作业，同时当水滴滴到防汛雨布上时还会发生滴溅，存在一定安全隐患。

1.2 设计运用需求

根据现状，对保护屏应急防水装置的设计研制需求做出以下要求：（1）全方位避免保护屏进水，保护屏柜内设备正常运行；（2）具备排水功能，将渗水排出室内；（3）装置要便于保护屏的正常巡视检查，不遮挡保护屏标示牌，方便保护屏柜门开启；（4）采用绝缘材料制作，保护屏柜顶有直流小母线时不会发生短路情况；（5）可以参考当前市场中保护屏的安装使用情况；（6）具备一定的防滴溅能力，避免临近其他设备进水的隐患；

2 保护屏防水装置设计介绍

保护屏防水装置设计按照设计需求进行开展，在完全解决保护屏进水的同时，将设计重点放在其保障设备运行及维护巡视安全上，使其使用更加便捷安全。

2.1 装置原理

设计的主要原理是采用疏导水流的方式，即将装置全面布置于保护屏顶，采用防止滴溅的方式收集厂房渗水，再将收集到的渗水排出装置外。

2.2 保护屏防水装置结构

装置由防溅纱网、接水池、蓄水槽、支撑脚四部分组成，设计结构如图1所示。

图1 保护屏应急防水装置设计图

（1）防溅纱网是覆盖在接水池上的用于防止因渗漏雨水形成飞溅而影响相邻运行设备的滤网。根据流体力学的相关研究表明：液滴撞击湿润壁面的飞溅运行可以被认为是一定条件下皇冠几何体运动的一种特殊形态；飞溅运动时有小液滴从皇冠几何体侧壁顶端分离出去。撞击速度是决定液滴撞击湿润壁面后呈现黏附铺展、波动运动、皇冠几何体运动以及飞溅运动等不同运动形态的重要因素；液滴撞击湿润壁面后的压力分布是形成不同运动形态的主要原因，因此避免飞溅的最有效的方法就是降低水滴的滴落速度，从而减少接触压力，减少飞溅。通过分析研究，渗水面水滴直径约在2mm，因此，在接水池上覆盖有直径1mm的纱网，在水滴下落过程中，对水滴进行切割，同时降低其下落速度，从而有效起到防止飞溅的作用。

（2）接水池是防止渗水接触到保护屏的主体部分。接水池由2mm亚克力板材料构成，具有质量轻、强度高、制作方便、防水性好等特点。根据目前市场上保护屏的尺寸大小，制作两种主要尺寸的保护屏防水装置，一种为主流保护屏尺寸，采用650mm×800mm的尺寸，另一种为少量通信用保护屏柜尺寸，采用650mm×600mm的尺寸，两种尺寸足够满足目前变电站的应急需要。

（3）蓄水槽是接水池将水流引入蓄水槽后进行排出的部分。蓄水槽具备一定的蓄水能力，大量渗水会直接排出，底部有两个排水孔用于排水。排水孔内径为8mm，可以使用现有的8mm内径软管及其附属配件进行直接对接。同时可进行相邻装置的两两拼接。从而达到整体排水的作用。排水配件如图2所示。

图2 蓄水槽排水管及配件

3 保护屏防水装置的安装及运用方式

3.1 保护屏顶的技术标准

根据国标对于保护屏的技术要求，屏柜整体尺寸：2260mm×800mm×600mm（高×宽×深），柜净高2200mm，门楣高600mm；屏柜顶部要求有通风孔，通风孔上部装有防尘罩（可拆卸），通风孔内侧装有滤网（可拆卸）；柜顶安装有15组小母线端子，小母线中心距柜顶52mm；小母线安装于柜顶前后居中位置；左右两排小母线端子间距500mm；柜顶设有M10吊环（可拆卸）。

图4 保护屏防水装置拼接示意图

3.2 保护屏防水装置的安装步骤

（1）步骤一：当发生渗漏事故时，只需要将保护屏防水装置并排放置于存在安全隐患的保护屏顶部，屏柜前部为支撑脚与屏楣相邻，后部为蓄水槽支撑底部排水孔外露向下，如图3所示。（2）步骤二：使用8mm口径连接软管及连通配件将保护屏一一连接拼装，将保护屏顶设置成为一个整体。就可以在很短的时间内为室内保护屏柜提供有效的防护。拼接方式采用软管在底部排水孔形成拼接，使整个蓄水槽形成整体，最终由T形排水孔进行排出，排出位置根据保护屏位置进行选择，优先选取室外作为排出点。拼接示意图如图4所示。（3）步骤三：布置排水软管，使渗水排至室外或其他无安全隐患的场所。

图3 保护屏防水装置安装说明图

4 保护屏防水装置的优点及使用建议

目前该装置作为汛期的应急处置物资，已得到了部分变电站的使用，在使用过程中具备多个优点。一是安装方便。该装置不需要其他工具，可在5min完成15面屏柜的拼接安装工作，当渗漏事故发生时能立即进行处理，完全满足大型变电站的防汛应急需求。二是排水效果好。使用导管将水排出，没有溢出风险，蓄水槽基本不储水，使用过程中不会发生水花飞溅，不会影响其他设备运行的情况，安全系数高。三是装置的整体重量轻。可一次性携带多个进行安装，建议在使用前将拼接软管裁成多个150mm长的短管，如发生渗漏事故可减少软管拼接时间。