陳姍姍, 李 濤, 劉翼翔, 束春曉, 蘇艷菊

(安徽明生電力投資集團(tuán)有限公司, 安徽 合肥 230022)

0 引言

在配電網(wǎng)的建設(shè)中，開閉所是變電站10千伏和20千伏母線的延伸，用于10千伏和20千伏電力的接收與分配，起到電力支撐和分配的作用。開閉所的供電可靠性決定了城市電網(wǎng)系統(tǒng)的供配電穩(wěn)定性，具有安全性和現(xiàn)實(shí)性的意義。近些年，因?yàn)閻毫託夂蚝蜆O端環(huán)境的影響，配電網(wǎng)對(duì)開閉所的防汛防潮要求日漸增高。為了落實(shí)防汛抗旱工作的要求，改善現(xiàn)有運(yùn)行開閉所和提升新建開閉所的防汛防潮能力迫在眉睫。

1 防汛防潮對(duì)配電網(wǎng)中開閉所的重要作用

開閉所在城市配電網(wǎng)絡(luò)中是承接變電站和配電站的重要工作環(huán)節(jié)，在區(qū)域中起到電源支撐的作用。為保證電網(wǎng)安全、可靠供電，開閉所的合理建設(shè)和建設(shè)質(zhì)量尤為重要。

2021年夏季，內(nèi)陸多地出現(xiàn)特大暴雨，導(dǎo)致部分城市內(nèi)澇嚴(yán)重，出現(xiàn)了大面積的停電現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是城市中擔(dān)負(fù)供電重任的開閉所、配電房被淹，造成配電設(shè)備損壞失電。暴露了開閉所設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)，對(duì)于惡劣氣候和極端環(huán)境形成的洪澇因素考慮不充分的問題。隨著惡劣氣候和極端環(huán)境出現(xiàn)越來越頻繁，要求在開閉所設(shè)計(jì)中提高防汛防潮標(biāo)準(zhǔn)越來越重要。

為了防止自然災(zāi)害和次生災(zāi)害對(duì)配電設(shè)備造成重大影響，減小供電設(shè)施的影響程度和范圍，以及改善開閉所本身內(nèi)部的潮濕問題，本文對(duì)新建開閉所防汛、防潮能力的設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)分析，并提出了相應(yīng)的解決措施和提升方法。

2 開閉所防汛防潮現(xiàn)狀

近些年，一些主要城市的配電網(wǎng)技術(shù)改造和大修項(xiàng)目中，絕大部分開閉所改造的原因均是防水、潮濕、凝露。一些城市受到地理環(huán)境影響，部分區(qū)域地勢(shì)低洼，在運(yùn)行的開閉所設(shè)備凝露狀況比較嚴(yán)重，防水、防潮能力不滿足要求。其中一部分由于濕度和凝露過大，造成整段母線設(shè)備的頻繁放電，導(dǎo)致設(shè)備損壞和停電。而另一部分地下開閉所，在臺(tái)風(fēng)和雨水居多的夏季，尤其是迎峰度夏的關(guān)鍵時(shí)期，由于城市內(nèi)澇，部分地下開閉所設(shè)備被洪水浸泡，電纜溝內(nèi)積水較深，電力電纜安全運(yùn)行受到極大影響。因此開閉所防水設(shè)計(jì)尤為重要。

3 存在的問題分析

針對(duì)開閉所防水、潮濕、凝露現(xiàn)狀嚴(yán)重的情況，分析有以下幾個(gè)原因。

3.1 開閉所選址不合理

一些城市的部分區(qū)域老舊開閉所在地下一層，因地下水位較高，導(dǎo)致電纜溝地下滲水，或因吊裝口密封不嚴(yán)，導(dǎo)致屋頂滲水嚴(yán)重；部分住宅區(qū)域開閉所位于小區(qū)的半地下，標(biāo)高雖與市政道路平齊，但是處在住宅區(qū)域的低洼處，導(dǎo)致小區(qū)的整體排水流向?yàn)殚_閉所方向；部分市政開閉所建設(shè)在公園內(nèi)，四周貼鄰池塘和河道而導(dǎo)致地基下沉，雨季和防汛期導(dǎo)致水流倒灌進(jìn)開閉所。

3.2 通風(fēng)除濕設(shè)備運(yùn)行程度不夠

開閉所內(nèi)部相對(duì)密封，空氣流動(dòng)差，集聚的污濁空氣和高濕度容易導(dǎo)致開閉所內(nèi)部潮濕。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間在潮濕的環(huán)境中運(yùn)行，會(huì)使柜體內(nèi)空氣中原本不飽和水蒸氣達(dá)到飽和，在柜內(nèi)元器件上形成凝露，導(dǎo)致設(shè)備局放現(xiàn)象較多。開關(guān)柜內(nèi)端子排裸露，端子易被腐蝕、閃絡(luò)，造成設(shè)備故障。部分在運(yùn)行的老舊開閉所內(nèi)部，或除濕機(jī)和空調(diào)損壞，或強(qiáng)排風(fēng)系統(tǒng)失電或損壞無法正常開啟，或工作時(shí)間無法滿足標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 建筑物防水材料老化

現(xiàn)運(yùn)行的部分開閉所外墻剝落，防水材料外露老化嚴(yán)重；開閉所屋頂滲漏和內(nèi)部空氣潮濕，使得所內(nèi)頂層滲漏和內(nèi)墻發(fā)霉，破壞內(nèi)部墻面的防水材料；地下開閉所電纜溝滲水，使防水材料長(zhǎng)期浸泡在水中，加速老化。

4 解決措施和提升方法

4.1 嚴(yán)格選擇新建開閉所位置和型式

新建開閉所在前期規(guī)劃選址階段，不應(yīng)選擇在地勢(shì)低洼、可能積水的場(chǎng)所，且不與相關(guān)涉水場(chǎng)所貼鄰。與其他建筑合建的開閉所，不應(yīng)設(shè)置在浴室、廚房、廁所等經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所貼鄰[1]。

若新建開閉所地區(qū)室外地面±0.00標(biāo)高低于城市防澇用地高程或當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位，其開閉所應(yīng)設(shè)置在地上一層及以上并且高于當(dāng)?shù)胤罎秤玫馗叱獭?/p>

若新建開閉所地區(qū)室外地面±0.00標(biāo)高高于城市防澇用地高程或當(dāng)?shù)貧v史最高洪水位，其開閉所適宜設(shè)置在地上一層。若建設(shè)條件受限，無法在一層建設(shè)，需在地下建設(shè)時(shí)，新建區(qū)域有地下二層或多層，開閉所可建設(shè)在地下一層，但開閉所需滿足所在平面高于防澇用地高程及地下一層標(biāo)高；地下室出入口、通風(fēng)口的底標(biāo)高應(yīng)高于室外地面標(biāo)高及防澇用地高程；地下二層建筑面積不小于地下一層，且凈高不應(yīng)低于2.2米；應(yīng)符合內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的要求；同時(shí)編制開閉所的正常運(yùn)行的防洪澇應(yīng)急措施[2]。若采用吊裝孔形式建議采用單獨(dú)的吊裝間，但不得采用吊裝孔上方蓋板掩埋的形式。

4.2 加強(qiáng)新建開閉所防水設(shè)計(jì)

4.2.1 建筑設(shè)計(jì)方面

新建獨(dú)立地上一層開閉所，室內(nèi)外高差不小于0.5米，設(shè)備基礎(chǔ)及電纜溝采用C25標(biāo)號(hào)及以上的混凝土整體澆筑，澆筑高度不小于+1.00標(biāo)高，內(nèi)外墻壁、室內(nèi)電纜溝及底部做防水處理，所內(nèi)通至室外電纜溝內(nèi)需設(shè)計(jì)有防洪墻，防水等級(jí)達(dá)到Ⅰ級(jí)，不使用磚材修復(fù)設(shè)備基礎(chǔ)。開閉所電纜溝、設(shè)備基礎(chǔ)和集水坑采取防水排水措施，電纜排管進(jìn)出口兩端采用充氣封堵材料及防火材料進(jìn)行封堵。室內(nèi)墻面及頂棚應(yīng)采用防水隔層處理，地面采用環(huán)氧樹脂漆地面。開閉所房屋屋頂采用坡頂，排水坡度不小于1/50，防水級(jí)別為Ⅰ級(jí)，屋頂防水層采用SBS改性瀝青防水卷材和其他高性能防水材料雙層鋪設(shè)，屋面不設(shè)女兒墻[2]，不做天溝，邊緣設(shè)置0.3米的翻邊或封檐板。屋面宜采用自流式有組織排水，設(shè)置集水井匯集雨水，經(jīng)地下設(shè)置的排水暗管至窨井，然后有組織將水排至附近市政雨水管網(wǎng)中。開閉所大門內(nèi)設(shè)置磚砌水泥擋水墻，高度不低于0.6米，所內(nèi)宜配置防汛擋板。與其他建筑物合建的地上一層開閉所，防水要求與新建獨(dú)立開閉所建筑要求相同，并且上層建筑的地面須做防水處理。

新建地下開閉所，設(shè)于地下一層的獨(dú)立房間內(nèi)，不應(yīng)設(shè)置在房屋基礎(chǔ)斷層處，不可避免設(shè)置在房屋基礎(chǔ)斷層處的，應(yīng)在交接處嵌填密封材料。開閉所上層建筑的地面須做防水處理，開閉所正下方有地下二層，面積不小于地下一層，地下二層層高不小于2.2米[2]，地下開閉所外墻設(shè)計(jì)與地上一層要求一致，且外墻體不得與粘土共墻。

4.2.2 設(shè)備設(shè)計(jì)方面

開閉所通風(fēng)采用自然通風(fēng)和強(qiáng)排風(fēng)雙結(jié)合方式，所內(nèi)墻壁上部設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)按開閉所設(shè)計(jì)防火規(guī)范進(jìn)行配置，電纜溝四角設(shè)置地排裝置，電纜溝中部設(shè)置強(qiáng)通風(fēng)蓋板，軸流風(fēng)機(jī)的控制裝置應(yīng)為手動(dòng)和自動(dòng)控制裝置，其電源應(yīng)取自本開閉所交流380 V電源，強(qiáng)排風(fēng)定時(shí)裝置設(shè)置為每天自啟動(dòng)工作不少于6小時(shí)。所內(nèi)高、低壓設(shè)備配備溫濕度控制裝置和防凝露裝置，柜內(nèi)端子排及金屬元件增加密封層，起到防潮保護(hù)作用；所有設(shè)備底部用防火泥等防火材料進(jìn)行滿封。所內(nèi)設(shè)置立式空調(diào)、除濕機(jī)，其冷凝水需由管道引至所外，不得排至所內(nèi)及電纜溝內(nèi)。開閉所內(nèi)配備防汛沙袋、吸水膨脹袋等防汛設(shè)施，滿足開閉所防汛需求。

設(shè)置在地下一層的開閉所，采用強(qiáng)排風(fēng)方式，不應(yīng)在高、低壓設(shè)備排列的上方安裝通風(fēng)管道，通風(fēng)管道必須獨(dú)立設(shè)置，不得與地下其他通風(fēng)管道共用，通風(fēng)管道應(yīng)采用非燃燒材料制作。使用六氟化硫氣體(SF6)作為絕緣和滅弧介質(zhì)的開閉所應(yīng)設(shè)置SF6濃度監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)[3]，內(nèi)墻底部加裝強(qiáng)制排風(fēng)裝置。所內(nèi)電纜溝底部排水坡度不宜小于0.5%，電纜溝必須有配套設(shè)計(jì)的集水坑，集水坑設(shè)置在開閉所外部，并且安裝水泵等排水設(shè)施，電纜溝增設(shè)防止?jié)乘构嗟脑O(shè)施。電纜通道、電纜夾層、管道間隙用防水材料進(jìn)行嚴(yán)密封堵避免澇水倒灌。地下室內(nèi)開閉所電氣設(shè)備宜采用防水等級(jí)高的產(chǎn)品。

4.3 開閉所防水設(shè)計(jì)提升方法

結(jié)合現(xiàn)運(yùn)行開閉所發(fā)生的凝露、潮濕情況，對(duì)新建和現(xiàn)狀開閉所防水設(shè)計(jì)做出以下提升方法。

4.3.1 注重前期規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)

新建開閉所建設(shè)與其他規(guī)劃設(shè)計(jì)要有良好、有效的結(jié)合。在編制新建開閉所建設(shè)專項(xiàng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮總體規(guī)劃布局，避開涉水區(qū)域[4]，若在公園內(nèi)部等不利地區(qū)建設(shè)，需建在標(biāo)高高處，遠(yuǎn)離池塘、河道等區(qū)域；開閉所地基整體混凝土澆筑至不小于+1.00標(biāo)高，樁基外側(cè)做防水處理，開閉所室內(nèi)外高差不小于0.5米，外立面設(shè)計(jì)與環(huán)境相融合，外墻可采用觀賞性強(qiáng)的防水卷材，防水卷材高度滿足規(guī)范要求。屋頂防水層可用水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料和SBS改性瀝青防水卷材相結(jié)合方式進(jìn)行鋪設(shè)；內(nèi)墻防水涂料涂刷不小于1.8米，地面和電纜溝滿做，涂刷厚度和層數(shù)滿足規(guī)范要求。屋頂在前期可行性研究階段，在滿足開閉所承重的情況下，可加建鋼結(jié)構(gòu)屋頂，減少屋面防水層的破壞和老化。

4.3.2 提升排水功能和設(shè)備

在地勢(shì)不利的區(qū)域和地下開閉所建設(shè)時(shí)，沿著開閉所外部可新建一條排水溝，開閉所內(nèi)電纜溝宜安裝一套智能水位報(bào)警系統(tǒng)，可與溝內(nèi)水泵等排水設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，集水坑應(yīng)設(shè)置于開閉所外部，其內(nèi)部積水需及時(shí)向市政排水管或排水井引流，排水設(shè)備控制裝置應(yīng)包含手動(dòng)和自動(dòng)控制裝置。地下開閉所出入口截水溝不應(yīng)與地下室排水系統(tǒng)連通，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的排水系統(tǒng)。開閉所外四周混凝土硬化處理。在地下水位較高的地區(qū)，可在開閉所前期可行性研究階段采用高承臺(tái)樁基，抬高開閉所一層，標(biāo)高至歷史最高洪水位以上，以減少地下水的倒灌和城市內(nèi)澇的侵蝕。若開閉所是與其他建筑合建的二層建筑，應(yīng)將高壓設(shè)備放置在開閉所二層，并且有獨(dú)立的進(jìn)出線通道。

圖1 開閉所排水溝設(shè)置示意圖

4.3.3 有效封堵進(jìn)出管孔

開閉所進(jìn)出口排管孔洞和與工井或橋架連接處，均宜采用防火泥或充氣封堵材料進(jìn)行有效封堵，進(jìn)出口與所外第一個(gè)工井之間的排管宜有一定的排水坡度。

5 結(jié)束語

本文對(duì)開閉所防汛、防潮功能存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決措施和提升方法，在實(shí)踐中對(duì)應(yīng)急防洪、防汛效果較為顯著。通過增強(qiáng)建筑和設(shè)備防汛、防潮能力，不斷優(yōu)化建筑和設(shè)備本身總體質(zhì)量，本著因地制宜、堅(jiān)固耐用原則，提高區(qū)域配電網(wǎng)可靠性，確保區(qū)域配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。