變電站附屬設施防風加固措施及功能窗防風應急裝置應用研究

邵心元 徐娟 鄭慶夢 戴昊

摘 要：每當臺風季節，廣東省沿海地區臺風登陸影響頻繁，對整個電網的安全穩定運行更是嚴峻的考驗，變電站附屬設施是設備安全穩定運行的環境保障，根據以往臺風登陸變電設施受損情況統計，主要存在門窗受損和房屋滲漏水情況，反映了變電站門窗設施的防風抗風設計標準不高、房屋建筑防滲漏水施工工藝質量不嚴等問題。本文針對以上問題，提出變電站附屬設施防風加固措施，同時設計應用設備室功能窗防臺風應急替代裝置，進一步提高變電站附屬設施防風抗風、抵御暴雨的能力，具有重要意義。

關鍵詞：變電站附屬設施;防風加固;變電站門窗;替代裝置

0 引言

每當臺風季節，廣東省沿海地區臺風登陸影響頻繁，對整個電網的安全穩定運行更是嚴峻的考驗，變電站附屬設施是設備安全穩定運行的環境保障，根據以往臺風登陸變電設施受損情況統計，主要存在門窗受損（進站大門及各設備室門被吹變形或損壞、窗戶窗骨架散架或玻璃破碎）和房屋滲漏水情況，反映了變電站門窗設施的防風抗風設計標準不高、房屋建筑防滲漏水施工工藝質量不嚴等問題。本文針對以上問題，提出變電站附屬設施防風加固措施，同時設計應用設備室功能窗防臺風應急替代裝置，進一步提高變電站附屬設施防風抗風、抵御暴雨的能力，具有重要意義[1]。

1 沿海地區設計基本風速分布

設計基本風速取值是輸變電設計的重要工作之一，其選擇是否合理，將直接影響工程造價及運行安全，設計風速取值越高，抗風能力就越強，發生超越設計風速的概率則越低，但工程造價也將隨之大幅提高。為此，在工程設計中應遵守現行規程規范要示，在確保輸變電安全運行的前提下科學合理確定設計風速。

變電站附屬設施是變電站安全運行的重要保障，涉及的變電站附屬設施的設計風速按本地區50年一遇基本風速、《南方電網沿海地區設計基本風速分布圖》（2017版）、本地區歷年來最大陣風風速三者取最大值選取。風荷載標準值應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009中圍護結構風荷載計算的相關內容確定。

本文針對沿海地區Ⅰ類風區所有變電站、Ⅱ類風區保底網架變電站（Ⅰ類風區：50年一遇基本風速V≥37m/s的地區;Ⅱ類風區：50年一遇基本風速V≥35m/s且V<37m/s的地區），提出變電站附屬設施防風加固措施，同時設計應用設備室功能窗防臺風應急替代裝置，進一步提高變電站附屬設施防風抗風、抵御暴雨的能力[2]。

2 變電站附屬設施防風加固措施

2.1 建筑外窗防風加固改造

（1）變電站設備室的外采光窗進行改造加固，如將推拉式窗戶改造為鋁合金平開窗或不設置可活動窗，采光窗玻璃改為鋼化夾膠玻璃或防爆玻璃，提高抗風性能。

（2）變電站GIS設備室窗根據本地區實際情況結合檢修工作進行改造或加固。

（3）變電站非設備室的建筑外窗根據本地區實際情況評估酌情加固或改造。如：1）在運變電站非設備房間外窗建議采用鋁合金平開窗，窗的內窗臺設置不小于30°的向外排水坡度。2）百頁窗采用鋼質避雨式或迷宮式百頁窗。3）戶內變電站主變風樓的百頁窗更換為不銹鋼防護欄桿，護欄邊框與風樓墻體采用化學螺栓可靠連接。4）風機防雨罩排風口末端加長，開口垂直向下。

2.2 建構筑物門防風加固改造

（1）變電站設備室的門有防火要求的采用防火門，無防火要求的采用304不銹鋼板門。門的型材厚度不小于2.0mm，面板材料厚度不小于1.5mm。304不銹鋼板雙扇門內側應在一扇（鎖口）設置上下插銷。

（2）設備室的門在開啟方向應加裝防臺風橫杠，或根據設備室門的實際大小內外兩側均加裝防風橫杠;設備室直接受風的外門在內外兩側均應設置防風橫杠。但防風杠設置不應妨礙火災時人員疏散。防風杠的設置參考圖1。

（3）GIS室設備吊裝外門不應采用卷簾門。

（4）主控樓大門應采用304不銹鋼大門，防風強度應滿足要求。

（5）變電站圍墻大門內側應增設防風橫杠，防風橫杠兩端與大門門柱可靠連接。

（6）變電站其他非設備室的建筑外門根據本地區實際情況評估酌情加固或改造。

2.3 戶外箱體及標志牌防風加固

（1）戶外端子箱、匯控柜、電源箱應配置三點式門鎖，扣入深度不小于2厘米，并外加防風扣，防風扣材質為304不銹鋼。戶外端子箱、電源箱、匯控柜防風扣結合箱體大小設置在箱體開啟扇開啟側上下合適部位，每扇門設2-3個。在運變電站箱體無法配置三點式門鎖的，可暫不配置，但應評估防風扣數量設置是否滿足防風要求，必要時應適當增加防風扣數量。

（2）變電站站內標識應盡可能采用油漆噴涂或永久性面磚材料。采用金屬支架標志牌時，應降低標志牌安裝高度，標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，標識牌面板與外框采用滿焊，立柱內灌細石砼，并設置斜撐與基礎可靠連接，基礎埋置深度大于700mm。

（3）變電站其它戶外構筑物根據本地區實際情況評估酌情加固或改造。如：室外消火栓箱、室外照明燈具、室外設備二次線線槽、室外電容器圍欄、紅外視屏系統、站區隔離圍欄等。

2.4 設備室墻體防滲漏加強措施

（1）外墻面必須做防水層。外墻面防水標準滿足《深圳建筑防水構造圖集A》外墻防水的要求。

（2）安裝在外墻上的構配件（空調管、排風管）孔、管道、螺栓，根據變電站相關設計標準及實際情況優先考慮預埋的方式，不具備預埋條件的應用膨脹螺栓連接牢固。

（3）外墻門窗洞口四周均應做成實心砼或鋼筋砼，鋁合金窗的安裝應采用不銹鋼或鍍鋅卡鐵聯接件，聯接件宜采用射釘固定窗洞口內側。

（4）外墻防水層主要采用聚合物水泥砂漿和聚合物水泥基防水涂膜，外墻面磚應用聚合物水泥砂漿或聚合物水泥基漿作薄層粘貼，并滿漿勾縫封嚴。如采用憎水性材料的防水層，不宜再粘貼其它飾面材料。

（5）外墻變形縫必須作防水處理，包括縫兩側為兩道實墻者。

（6）外窗框靠底部位置，應在外側貼底部留設排水孔（槽），每榀窗不少于2個孔。平開窗外排水孔應裝排水孔蓋。

（7）對運行超過7年的門窗，檢查密封膠如果老化，應進行維修，重新補密封膠。

（8）對于因屋面滲漏造成的，應對屋面進行防滲處理，做法按照設計單位提供的方案進行。

（9）對現狀屋面進行核查，核查及新工程設計時應注意以下幾點：屋面變形縫應避免設計成平縫，否則應改造;單個落水口最大匯水面積不大于150m2;帶有變形縫的屋面應加設溢水口，溢水口堰底應低于變形縫上沿100mm;落水口地漏應采用凸型，有利于防止堵塞。

3 設備室功能窗防臺風應急替代裝置

變電站附屬設施防風加固改造提高了變電站防風抗風、抵御暴雨的能力，但并不能包含所有臺風破壞因素情況，如臺風吹起易飄物砸碎設備室窗戶玻璃，風雨灌入設備室內，室內一、二次設備水浸損壞或者跳閘造成電網事故，此類問題無較好的應急處置辦法，通常臨時加裝遮擋木板，使用釘子固定暫時阻擋風雨灌入，但遮擋物的材料的硬度、抗風性、密封性均無法保證能夠避免一、二次設備遭受次傷害的發生。因此亟需設計應用一種設備室功能窗防臺風應急替代裝置，在臺風期間設備室窗戶玻璃損壞場景下加裝抵御風雨灌入設備室內。

經設計的一種設備室功能窗防臺風應急替代裝置立體圖如圖2所示，裝置部件包括防護板1、第一固定橫桿2與固定部件3，防護板1與第一固定橫桿2均平行于窗戶的所在的平面。防護板1位于窗戶的一側，第一固定橫桿2位于防護板1靠近窗戶的一側，固定部件3與防護板1及第一固定橫桿2連接，且第一固定橫桿2與防護板1之間形成用于夾持窗戶的空間。在裝置的使用過程中，也即將裝置固定于窗戶上時，防護板1與第一固定橫桿2分別位于窗戶的兩側，也即防護板1位于窗戶的一側，第一固定橫桿2位于窗戶遠離防護板1的一側。其中，固定部件3與第一固定橫桿2相配合調整第一固定橫桿2與防護板1之間的間隙，當第一固定橫桿2與防護板1之間的間隙達到預設值時，也即當第一固定橫桿2與防護板1之間的間隙達到窗戶所在墻面的墻面厚度時，將防護板1固定于窗戶上。

研制成品經機械測試并在多個變電站進行試點測試，達到預期的效果。

4 結論

本文針對臺風登陸變電站造成設備設施受損問題，提出變電站附屬設施防風加固措施，同時設計應用設備室功能窗防臺風應急替代裝置，進一步提高變電站附屬設施防風抗風、抵御暴雨的能力，具有經濟效益、社會效益。

參考文獻

[1] 林錦桐，梁斌儒，李艷嬌.變電站安全門防風固定裝置的設計[J].科學家，2016，4（10）：93-94.

[2] 張勇，趙勇，王景亮.臺風對電網運行影響及應對措施[J].南方電網技術，2012，6（1）：4.