萬術(shù)來 劉超

摘?要：針對目前地面變電站傳統(tǒng)百葉窗在面對風雨和沙塵等惡劣天氣時出現(xiàn)滲漏水和室內(nèi)進土進塵等問題，對固定式百葉窗葉片結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并研發(fā)新型旋轉(zhuǎn)式百葉窗，進而通過各種傳感器等設備及軟件控制，研發(fā)智能活動百葉窗，實現(xiàn)與變電站軸流風機聯(lián)動，形成智能通風控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：變電站;百葉窗;防雨防塵;智能;新型

110kV及以下地面變電站的百葉窗通常不但要求有較好的通風性能，還應具有良好的防雨防塵功能。如果百葉窗進水或進塵，將改變電氣設備所處的環(huán)境，降低絕緣性能和潔凈度，使電氣設備故障率增加。為了加強百葉窗防雨防塵效果，對百葉窗的工藝進行了深入研究和工藝改進，[1]并在此基礎上進一步優(yōu)化百葉結(jié)構(gòu)，形成新型防雨防百葉窗。

1 固定式百葉窗葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化

1.1 葉片優(yōu)化設計

普通百葉結(jié)構(gòu)，只可以起到一般防水作用，但遇到風雨交加、大雨等天氣時，雨水伴隨著風會沿葉片卷入室內(nèi)。因此必須采取阻擋引流措施防止雨水卷入。最終對葉片采取兩道阻擋結(jié)構(gòu)，外側(cè)頭部保持角度引流之外，中間增加阻水坎，內(nèi)側(cè)尾部增加一個反水彎，對卷入的雨水起到阻擋回流的作用。經(jīng)過反復調(diào)整試驗發(fā)現(xiàn)，葉片疊加部分為37°斜面時，保持良好通風效果情況下，其防雨防塵效果最好。設計的新型百葉窗單片結(jié)構(gòu)，如下圖1。

1.2 安裝間距

如果加大百葉窗的反水彎結(jié)構(gòu)尺寸，通風間距縮小了，將提高百葉窗防雨防塵功能，但將降低通風散熱功能。綜合考慮這對矛盾，經(jīng)過大量試驗發(fā)現(xiàn)，在反水彎尺寸基礎上，安裝間距45mm，可保證通風口良好，又滿足防雨防塵要求。

2 旋轉(zhuǎn)式百葉窗結(jié)構(gòu)設計

2.1 旋轉(zhuǎn)式百葉窗的優(yōu)勢

相對固定式百葉，旋轉(zhuǎn)式百葉對控制開合間隙具有靈活機動性，對減少陽光輻射和增大室內(nèi)通風效果具有顯著優(yōu)勢。通過實驗得出結(jié)論：使用旋轉(zhuǎn)式百葉窗所得到的太陽輻射透過率變化更為平緩，波動范圍更小，更適合于電動控制。采用旋轉(zhuǎn)式百葉窗，室內(nèi)輻射得熱量最大可減小75%，室內(nèi)通風量可比傳統(tǒng)百葉窗增加30%以上。旋轉(zhuǎn)式百葉窗能更好兼顧遮陽和通風，使室內(nèi)熱環(huán)境更為舒適。

2.2 葉片研究設計

根據(jù)不同需要，設計兩種不同型式，如右圖2?；顒影偃~和卷簾葉片均為全覆蓋卡扣式設計，關(guān)閉時上下百葉片互相卡扣，百葉片覆蓋住百葉窗窗框，以防止雨水從百葉片與窗框的間隙處進入，確保百葉窗在關(guān)閉時的氣密性和水密性，必須確保在任何惡劣天氣都不會發(fā)生漏水現(xiàn)象，提供相應防水節(jié)點圖。開合角度可從0°達到最大開合角度105°，百葉窗型材及傳動桿厚度須大于3mm，有足夠的強度以保證百葉開合壽命大于10000次。

3 智能百葉窗控制系統(tǒng)研究

3.1 總體控制方案

智能百葉窗控制系統(tǒng)，可以通過STM32單片機為核心的硬件控制系統(tǒng)和軟件實現(xiàn)。[2]本系統(tǒng)可采用雙層百葉，在無風時，外側(cè)卷簾收起，露出內(nèi)側(cè)百葉，保持正常遮陽通風;遇到風沙、降雨時，風速、濕度等傳感器將數(shù)據(jù)傳送控制模塊，當參數(shù)達到程序設置閾值時，電機動作將卷簾降下，從而可以起到防雨防沙效果。智能百葉可以與站內(nèi)軸流風機和煙感報警器進行聯(lián)動。如遇SF6泄露，傳感器檢測到氣體信號，啟動軸流風機進行排風，同時控制百葉窗卷簾升起，百葉打開通風;如遇火災發(fā)生時，傳感器檢測到煙霧報警器的啟動信號，根據(jù)火情智能百葉自動閉合，隔絕外界氧氣，同時存在手動控制模式，實現(xiàn)智能控制與人為控制相結(jié)合。

3.2 智能百葉控制系統(tǒng)的要求

（1）消防排煙聯(lián)動要求：智能百葉窗必須具備與火災報警系統(tǒng)聯(lián)動功能，當火災報警時，智能百葉窗的百葉應在1分鐘之內(nèi)完全自動閉合。并具備遠程手動緊急開啟功能。

（2）軸流風機要求：當需要強制排風時，智能百葉窗的百葉應在1分鐘之內(nèi)完全打開為最大角度（即90°），并具備遠程手動緊急開啟功能。

（3）智能百葉窗默認采用自動控制方式，電動傳感器與窗體成小角度安裝，安裝牢固，在百葉窗的使用壽命期內(nèi)電動開啟器不應與百葉連構(gòu)件有松、脫現(xiàn)象。

（4）電動開啟裝置為內(nèi)螺桿式電動推桿，輸入電壓為24VDC，外殼宜采用優(yōu)質(zhì)鋁合金，開窗器外形應大方、精美、體積小巧，防護等級要求IP65以上。

（5）電動開啟裝置必須具有自鎖功能，鎖緊力須大于2000N;在開啟位置，應有足夠的鎖緊力，使得百葉開啟時不受風壓影響而關(guān)閉;在關(guān)閉位置，能夠抗風壓、并滿足氣密性、水密性要求。

（6）電動百葉窗在應具備日常通風功能，但須滿足消防，SF6泄露優(yōu)先原則。

4 結(jié)語

本文設計與開發(fā)了多款新型百葉窗，根據(jù)氣候不同，供不同地區(qū)組合選用。研發(fā)的智能百葉窗通風控制系統(tǒng)，可以根據(jù)站內(nèi)各種突發(fā)情況做出正確響應，提高自動化和智能化水平，實現(xiàn)本地和遠程智能化控制管理。

參考文獻：

[1]李博文，王志坤，王銳杰，等.關(guān)于新型百葉窗的研究[J].中國科技成果，2014（16）.

[2]王子斌，劉超，季立偉，萬術(shù)來.基于STM32的變電站智能百葉的設計與實現(xiàn)[J].電子設計工程，2018（7）.