提升开闭所防汛防潮能力的分析

2022-10-08陈姗姗刘翼翔束春晓苏艳菊

安徽电气工程职业技术学院学报 2022年3期

陈姗姗, 李涛, 刘翼翔, 束春晓, 苏艳菊

(安徽明生电力投资集团有限公司, 安徽合肥 230022)

0 引言

在配电网的建设中，开闭所是变电站10千伏和20千伏母线的延伸，用于10千伏和20千伏电力的接收与分配，起到电力支撑和分配的作用。开闭所的供电可靠性决定了城市电网系统的供配电稳定性，具有安全性和现实性的意义。近些年，因为恶劣气候和极端环境的影响，配电网对开闭所的防汛防潮要求日渐增高。为了落实防汛抗旱工作的要求，改善现有运行开闭所和提升新建开闭所的防汛防潮能力迫在眉睫。

1 防汛防潮对配电网中开闭所的重要作用

开闭所在城市配电网络中是承接变电站和配电站的重要工作环节，在区域中起到电源支撑的作用。为保证电网安全、可靠供电，开闭所的合理建设和建设质量尤为重要。

2021年夏季，内陆多地出现特大暴雨，导致部分城市内涝严重，出现了大面积的停电现象。出现这种现象的主要原因是城市中担负供电重任的开闭所、配电房被淹，造成配电设备损坏失电。暴露了开闭所设计建设时，对于恶劣气候和极端环境形成的洪涝因素考虑不充分的问题。随着恶劣气候和极端环境出现越来越频繁，要求在开闭所设计中提高防汛防潮标准越来越重要。

为了防止自然灾害和次生灾害对配电设备造成重大影响，减小供电设施的影响程度和范围，以及改善开闭所本身内部的潮湿问题，本文对新建开闭所防汛、防潮能力的设计进行相关分析，并提出了相应的解决措施和提升方法。

2 开闭所防汛防潮现状

近些年，一些主要城市的配电网技术改造和大修项目中，绝大部分开闭所改造的原因均是防水、潮湿、凝露。一些城市受到地理环境影响，部分区域地势低洼，在运行的开闭所设备凝露状况比较严重，防水、防潮能力不满足要求。其中一部分由于湿度和凝露过大，造成整段母线设备的频繁放电，导致设备损坏和停电。而另一部分地下开闭所，在台风和雨水居多的夏季，尤其是迎峰度夏的关键时期，由于城市内涝，部分地下开闭所设备被洪水浸泡，电缆沟内积水较深，电力电缆安全运行受到极大影响。因此开闭所防水设计尤为重要。

3 存在的问题分析

针对开闭所防水、潮湿、凝露现状严重的情况，分析有以下几个原因。

3.1 开闭所选址不合理

一些城市的部分区域老旧开闭所在地下一层，因地下水位较高，导致电缆沟地下渗水，或因吊装口密封不严，导致屋顶渗水严重；部分住宅区域开闭所位于小区的半地下，标高虽与市政道路平齐，但是处在住宅区域的低洼处，导致小区的整体排水流向为开闭所方向；部分市政开闭所建设在公园内，四周贴邻池塘和河道而导致地基下沉，雨季和防汛期导致水流倒灌进开闭所。

3.2 通风除湿设备运行程度不够

开闭所内部相对密封，空气流动差，集聚的污浊空气和高湿度容易导致开闭所内部潮湿。设备长时间在潮湿的环境中运行，会使柜体内空气中原本不饱和水蒸气达到饱和，在柜内元器件上形成凝露，导致设备局放现象较多。开关柜内端子排裸露，端子易被腐蚀、闪络，造成设备故障。部分在运行的老旧开闭所内部，或除湿机和空调损坏，或强排风系统失电或损坏无法正常开启，或工作时间无法满足标准。

3.3 建筑物防水材料老化

现运行的部分开闭所外墙剥落，防水材料外露老化严重；开闭所屋顶渗漏和内部空气潮湿，使得所内顶层渗漏和内墙发霉，破坏内部墙面的防水材料；地下开闭所电缆沟渗水，使防水材料长期浸泡在水中，加速老化。

4 解决措施和提升方法

4.1 严格选择新建开闭所位置和型式

新建开闭所在前期规划选址阶段，不应选择在地势低洼、可能积水的场所，且不与相关涉水场所贴邻。与其他建筑合建的开闭所，不应设置在浴室、厨房、厕所等经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所贴邻[1]。

若新建开闭所地区室外地面±0.00标高低于城市防涝用地高程或当地历史最高洪水位，其开闭所应设置在地上一层及以上并且高于当地防涝用地高程。

若新建开闭所地区室外地面±0.00标高高于城市防涝用地高程或当地历史最高洪水位，其开闭所适宜设置在地上一层。若建设条件受限，无法在一层建设，需在地下建设时，新建区域有地下二层或多层，开闭所可建设在地下一层，但开闭所需满足所在平面高于防涝用地高程及地下一层标高；地下室出入口、通风口的底标高应高于室外地面标高及防涝用地高程；地下二层建筑面积不小于地下一层，且净高不应低于2.2米；应符合内涝风险评估的要求；同时编制开闭所的正常运行的防洪涝应急措施[2]。若采用吊装孔形式建议采用单独的吊装间，但不得采用吊装孔上方盖板掩埋的形式。

4.2 加强新建开闭所防水设计

4.2.1 建筑设计方面

新建独立地上一层开闭所，室内外高差不小于0.5米，设备基础及电缆沟采用C25标号及以上的混凝土整体浇筑，浇筑高度不小于+1.00标高，内外墙壁、室内电缆沟及底部做防水处理，所内通至室外电缆沟内需设计有防洪墙，防水等级达到Ⅰ级，不使用砖材修复设备基础。开闭所电缆沟、设备基础和集水坑采取防水排水措施，电缆排管进出口两端采用充气封堵材料及防火材料进行封堵。室内墙面及顶棚应采用防水隔层处理，地面采用环氧树脂漆地面。开闭所房屋屋顶采用坡顶，排水坡度不小于1/50，防水级别为Ⅰ级，屋顶防水层采用SBS改性沥青防水卷材和其他高性能防水材料双层铺设，屋面不设女儿墙[2]，不做天沟，边缘设置0.3米的翻边或封檐板。屋面宜采用自流式有组织排水，设置集水井汇集雨水，经地下设置的排水暗管至窨井，然后有组织将水排至附近市政雨水管网中。开闭所大门内设置砖砌水泥挡水墙，高度不低于0.6米，所内宜配置防汛挡板。与其他建筑物合建的地上一层开闭所，防水要求与新建独立开闭所建筑要求相同，并且上层建筑的地面须做防水处理。

新建地下开闭所，设于地下一层的独立房间内，不应设置在房屋基础断层处，不可避免设置在房屋基础断层处的，应在交接处嵌填密封材料。开闭所上层建筑的地面须做防水处理，开闭所正下方有地下二层，面积不小于地下一层，地下二层层高不小于2.2米[2]，地下开闭所外墙设计与地上一层要求一致，且外墙体不得与粘土共墙。

4.2.2 设备设计方面

开闭所通风采用自然通风和强排风双结合方式，所内墙壁上部设置轴流风机，轴流风机台数按开闭所设计防火规范进行配置，电缆沟四角设置地排装置，电缆沟中部设置强通风盖板，轴流风机的控制装置应为手动和自动控制装置，其电源应取自本开闭所交流380 V电源，强排风定时装置设置为每天自启动工作不少于6小时。所内高、低压设备配备温湿度控制装置和防凝露装置，柜内端子排及金属元件增加密封层，起到防潮保护作用；所有设备底部用防火泥等防火材料进行满封。所内设置立式空调、除湿机，其冷凝水需由管道引至所外，不得排至所内及电缆沟内。开闭所内配备防汛沙袋、吸水膨胀袋等防汛设施，满足开闭所防汛需求。

设置在地下一层的开闭所，采用强排风方式，不应在高、低压设备排列的上方安装通风管道，通风管道必须独立设置，不得与地下其他通风管道共用，通风管道应采用非燃烧材料制作。使用六氟化硫气体(SF6)作为绝缘和灭弧介质的开闭所应设置SF6浓度监测和报警系统[3]，内墙底部加装强制排风装置。所内电缆沟底部排水坡度不宜小于0.5%，电缆沟必须有配套设计的集水坑，集水坑设置在开闭所外部，并且安装水泵等排水设施，电缆沟增设防止涝水倒灌的设施。电缆通道、电缆夹层、管道间隙用防水材料进行严密封堵避免涝水倒灌。地下室内开闭所电气设备宜采用防水等级高的产品。

4.3 开闭所防水设计提升方法

结合现运行开闭所发生的凝露、潮湿情况，对新建和现状开闭所防水设计做出以下提升方法。

4.3.1 注重前期规划和建筑设计

新建开闭所建设与其他规划设计要有良好、有效的结合。在编制新建开闭所建设专项规划设计时，要考虑总体规划布局，避开涉水区域[4]，若在公园内部等不利地区建设，需建在标高高处，远离池塘、河道等区域；开闭所地基整体混凝土浇筑至不小于+1.00标高，桩基外侧做防水处理，开闭所室内外高差不小于0.5米，外立面设计与环境相融合，外墙可采用观赏性强的防水卷材，防水卷材高度满足规范要求。屋顶防水层可用水泥基渗透结晶型防水涂料和SBS改性沥青防水卷材相结合方式进行铺设；内墙防水涂料涂刷不小于1.8米，地面和电缆沟满做，涂刷厚度和层数满足规范要求。屋顶在前期可行性研究阶段，在满足开闭所承重的情况下，可加建钢结构屋顶，减少屋面防水层的破坏和老化。

4.3.2 提升排水功能和设备

在地势不利的区域和地下开闭所建设时，沿着开闭所外部可新建一条排水沟，开闭所内电缆沟宜安装一套智能水位报警系统，可与沟内水泵等排水设备进行联动，集水坑应设置于开闭所外部，其内部积水需及时向市政排水管或排水井引流，排水设备控制装置应包含手动和自动控制装置。地下开闭所出入口截水沟不应与地下室排水系统连通，应设置独立的排水系统。开闭所外四周混凝土硬化处理。在地下水位较高的地区，可在开闭所前期可行性研究阶段采用高承台桩基，抬高开闭所一层，标高至历史最高洪水位以上，以减少地下水的倒灌和城市内涝的侵蚀。若开闭所是与其他建筑合建的二层建筑，应将高压设备放置在开闭所二层，并且有独立的进出线通道。