中國能源建設(shè)集團陜西省電力設(shè)計院有限公司 馬 勇

1 研究背景

本文通過調(diào)查研究，匯總分析引起公建開關(guān)站及配電室被洪水浸淹的各方面原因，針對性提出設(shè)計、施工、運維等多方面改進措施，以提高公建開關(guān)站及配電室及其供配電的安全可靠性，應(yīng)對在極端暴雨洪水天氣的情況下，盡可能保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

2 國內(nèi)現(xiàn)狀

按照相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求，公建配電室及開關(guān)站室內(nèi)地面正負(fù)零設(shè)計標(biāo)高較室外地面高出300mm 左右，當(dāng)室外水面高度高出室內(nèi)正負(fù)零標(biāo)高時，就會流入室內(nèi)，從而通過設(shè)備底部孔洞侵入設(shè)備內(nèi)部，造成設(shè)備故障、配電室停電。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要原因是室內(nèi)標(biāo)高設(shè)計高度不足，無法應(yīng)對特大暴雨等極端天氣的影響，同時配電室缺少機械排水設(shè)施，無法將流入室內(nèi)的雨水及時排至室外。

3 設(shè)計原則與目標(biāo)

公建開關(guān)站及配電室防水設(shè)計應(yīng)遵循“防、排、截、堵相結(jié)合，剛?cè)嵯酀虻刂埔?，綜合治理”的原則，按一級設(shè)防考慮，并符合GB 50108《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》及有關(guān)電力規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定和要求。

4 防災(zāi)措施

4.1 站址規(guī)劃選擇

根據(jù)《20kV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范》GB 50053-2013中2.0.1要求，變電所的所址綜合考慮技術(shù)經(jīng)濟等因素，統(tǒng)籌規(guī)劃。其中第9條，“不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所”。地下車庫屬于地勢低洼和可能積水的場所，因此考慮防汛的所址選擇，原則上配電室不應(yīng)布置于地下車庫。

對于必須布置在地下的配電室（開關(guān)站），《20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》GB 50053-2013中2.0.4的要求如下[1]：在多層或高層建筑物的地下層設(shè)置非充油電氣設(shè)備的配電所、變電所時，應(yīng)符合“當(dāng)有多層地下層時，不應(yīng)設(shè)置在最底層；當(dāng)只有地下一層時，應(yīng)采取抬高地面和防止雨水、消防水等積水的措施”。

對較重要的配電室，建議參照《35kV～220kV城市地下變電站設(shè)計規(guī)程》DL/T 5216-2017[2]中3.1.7要求“站址應(yīng)滿足防洪及防澇的要求，否則應(yīng)采取防洪和防澇措施，防洪及防澇宜利用市政設(shè)施?！贝送?，根據(jù)3.2.5要求，“站區(qū)地面高程應(yīng)符合，110kV 及以下的地下變電站站區(qū)場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)高于頻率為2%的洪水位或歷史最高內(nèi)澇水位?！币虼?，對于必須設(shè)在地下車庫的配電室，應(yīng)提高站址設(shè)防等級，滿足防洪防澇相關(guān)要求。

此外，對于站區(qū)場地設(shè)計標(biāo)高不能滿足上述要求時，可根據(jù)《變電站總布置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》DL/T 5056-2007[3]中6.1.1要求，采取如下措施應(yīng)對，“1.對于場地標(biāo)高采取措施時，場地設(shè)計標(biāo)高應(yīng)不低于洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位。2.對站區(qū)采取防洪或防澇措施時，防洪或防澇設(shè)施標(biāo)高應(yīng)高于上述洪水水位或歷史最高內(nèi)澇水位標(biāo)高0.5m。3.采取可靠措施，使主要設(shè)備底座和生產(chǎn)建筑物室內(nèi)地坪標(biāo)高不低于上述高水位。沿江、河、湖、海等受風(fēng)浪影響的變電站，防洪設(shè)施標(biāo)高還應(yīng)考慮頻率為2%的風(fēng)浪高和0.5m 的安全超高”。

4.2 建筑防水措施

建筑防水設(shè)計應(yīng)提高要求，按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB 50108中規(guī)定的一級防水設(shè)計。配電室應(yīng)采取相應(yīng)防水、排水措施[4]。

4.2.1 配電室高度

配電室首層室內(nèi)外高差應(yīng)不小于0.6m。配電室優(yōu)先布置于地上一層，配電室室內(nèi)標(biāo)高不得低于同層建筑，室內(nèi)外地坪高差不小于0.6m。當(dāng)有多層地下層且配電室布置于地下時，配電室不應(yīng)布置于最底層，室內(nèi)標(biāo)高應(yīng)高于同層建筑不小于0.2m。

4.2.2 配電室門窗孔洞防水措施

為提高擋水高度，在滿足防鼠要求的前提下，配電室門口設(shè)置高度不小于0.5m 的防鼠阻水一體板，具有隔絕雨水的作用。在滿足防火要求的前提下，配電室的室外門應(yīng)作水密封處理，或采用防水防火密閉門，從而防止從門縫滲水，起到與外界隔絕的作用。

在底層沿地下外墻內(nèi)壁設(shè)置排水溝，并應(yīng)在一處或若干處地面較低點設(shè)置集水坑或集水池。地下室通風(fēng)口、排水管道采用防止?jié)乘构啻胧┗蚍舛卵b置，地下室通風(fēng)口封堵后采取便攜式通風(fēng)方式，盡快恢復(fù)配電室通風(fēng)。配電室頂板上部不宜布置雨、污水管網(wǎng)，若必須布置在配電室頂板上層覆土范圍內(nèi)時，采用管溝內(nèi)敷設(shè)管網(wǎng)方案，且管溝有可靠的排水渠道；雨、污水管網(wǎng)不應(yīng)穿入地下配電房間。

4.2.3 建筑材料防水措施

配電室的迎水面做卷材防水層、防水涂料層，室內(nèi)裝飾地面、墻面空間涂刷防水涂料。根據(jù)具體需求，混凝土可摻加各類外加劑，從而改善混凝土的防水及抗裂性能。卷材防水層、防水涂料做法應(yīng)符合國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集《地下建筑防水構(gòu)造》地下工程防水做法的規(guī)定。為避免出現(xiàn)防水薄弱環(huán)節(jié)，配電室結(jié)構(gòu)設(shè)計時不應(yīng)設(shè)置變形縫或后澆帶。

4.2.4 電纜通道防水措施

電纜在排管中，應(yīng)采用有機或無機固化材料進行封堵；電纜在進出開關(guān)站（配電室）處應(yīng)采用阻水法蘭進行封堵。

4.3 建筑排水措施

電纜夾層應(yīng)設(shè)2處集水坑，集水坑尺寸不應(yīng)小于800mm×800mm×800mm，設(shè)置水篦子，坑內(nèi)設(shè)固定式潛水泵，潛水泵可以自動和手動啟停。按照《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定其有效容積不宜小于最大一臺排水泵5min 的出水量，且排水泵每小時啟動次數(shù)不宜超過6次。根據(jù)配電室所在位置確定場站區(qū)域的排水方式及路由，盡量采用有組織排放。排水泵應(yīng)設(shè)置自動排水功能，并可遠傳信息，具備遠程控制啟動功能。水泵出口設(shè)置止回閥、閘閥等，防止雨水倒灌，可根據(jù)集水坑水位自動啟停潛水排污泵，將水加壓排至就近市政排水檢查井。

4.4 電氣防水措施

4.4.1 電氣一次

電網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇在故障時將重要負(fù)荷轉(zhuǎn)移至聯(lián)絡(luò)線路，且可靠性較高的結(jié)構(gòu)型式（例如雙環(huán)式、雙射式、花瓣式等）。同時，負(fù)荷供電應(yīng)盡量采用雙電源供電，且設(shè)置應(yīng)急電源。

在設(shè)備選擇上，應(yīng)盡量采用固體絕緣，重點提高設(shè)備的IP 防護等級，可根據(jù)情況采用IP67（滿足短時浸水）或IP68（滿足持續(xù)潛水）。開關(guān)柜及二次屏柜盡量采用電纜上進上出的型式，采用電纜吊架進行電纜敷設(shè)，提高電纜的敷設(shè)高度。導(dǎo)體的選擇應(yīng)注意在硬導(dǎo)體、電纜終端、電纜中間頭及穿墻套管安裝處避免裸露，采用絕緣防水材料進行防護，電纜采用防水絕緣護套。

同時，為解決配電室等漏水問題。在電纜穿墻、穿樓板等開孔的部位，在設(shè)計防火封堵的同時，采用嚴(yán)密的堵漏措施進行防水（例如采用充氣型電纜管道封堵氣囊等），做到徹底密封，隔絕漏水的流動渠道。

4.4.2 電氣二次

基于營配一體化平臺的拓?fù)滟Y源、模型數(shù)據(jù)等，利用現(xiàn)有配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，持續(xù)開發(fā)高階功能應(yīng)用，搭建防汛決策輔助平臺。通過與政府各防汛部分信息交互會商，納入水雨情信息、衛(wèi)星云圖、大風(fēng)路徑等發(fā)出預(yù)警信息，對各類低洼地區(qū)電網(wǎng)設(shè)施發(fā)出預(yù)警，同時收集大風(fēng)大雨等極端天氣時各重要設(shè)施位置的水位、設(shè)備運行工況等信息，對歷史信息進行研判，提高電力設(shè)施安全。

提高開關(guān)站、配電室以及城市低洼地區(qū)用電設(shè)施的環(huán)境監(jiān)控覆蓋率；在開關(guān)站及配電室設(shè)置巡檢智能機器人，利用智能化設(shè)備在自然災(zāi)害中代替人工勘災(zāi)，從而降低風(fēng)險，同時可通過機器人后臺操控平臺，對機器人實現(xiàn)智能化管理。對在配電網(wǎng)重要地區(qū)及部位部署圖像監(jiān)視系統(tǒng)及水位探測器，在災(zāi)前及災(zāi)中對重點位置電力設(shè)施運行及水位等情況進行監(jiān)視及報警。

4.4.3 線路電氣

一是地下建筑內(nèi)采用電纜橋架敷設(shè)，電纜進線采用上進上出方式，有效避免洪水影響。二是地下水位較淺地段，采用阻水電纜防止洪水長期浸泡。三是重要架空線路以及部分中低洼地段架空線路可以采取局部加強桿塔強度，并配置防撞墩避免洪災(zāi)期間漂浮物撞擊。

4.5 臨時防汛措施

4.5.1 防汛設(shè)施的種類

防汛沙袋常被用于低洼地、開放出入口、車庫等處構(gòu)筑臨時防水工事，同時防汛抗洪沙袋也用于臺風(fēng)水患、淹水，排水工程，車庫擋水以及預(yù)防泥土崩塌，等緊急工事及水患預(yù)防。配電設(shè)施多位于地下停車場內(nèi)，對地下停車庫應(yīng)重點保護，汛期執(zhí)行24h 值班制度；汛情發(fā)生時，每半小時要檢查一次集水井、水泵等關(guān)鍵設(shè)備；場內(nèi)水位高度超過10cm 時，要立即停止運營，做好人員疏散和防汛搶險。

普通沙袋。采用加厚帆布面料，口部為尼龍抽繩，常用規(guī)格尺寸為30cm×70cm（寬×長）。使用時內(nèi)部填充沙土，不宜填充過于飽滿，重量為10kg 左右為宜，避免太鼓無法放平。普通沙袋可反復(fù)使用，退水后將袋中沙土倒出后將沙袋保存即可。

吸水膨脹袋。吸水膨脹袋外袋采用天然麻織物編制而成，內(nèi)袋采用優(yōu)質(zhì)紡織品制成，結(jié)實耐用。內(nèi)部填充的高分子納米吸水膨脹顆粒，吸水后可膨脹80～100倍，浸入水中3～5min 即可膨脹至重量18～20kg，可承壓150～180kg。

4.5.2 使用方法

普通沙袋。將沙袋裝滿沙封口，封口可以用封口機封口，可以用繩子綁口，也可以直接購買拉鏈沙袋，用拉鏈封口。普通沙袋可反復(fù)使用，在使用時須提前準(zhǔn)備大量的砂石填充材料，耗費較大人力完成填充和運輸?shù)裙ぷ鳌?/p>

吸水膨脹袋。從塑料密封袋中取出防汛專用沙袋、防洪沙袋。把防汛專用沙袋、防洪沙袋均勻浸泡水中，3～5min 后吸水袋完全膨脹，可直接用于阻水堵截，加高車庫入口處擋水高度。

4.5.3 具體配置使用原則

各配電室應(yīng)根據(jù)以下要求開展防汛工作配置地下車出入口沙袋。根據(jù)水位標(biāo)高制定沙袋墻具體高度（最高設(shè)計防汛水位+0.5m）。

以1.5m 高洪水位為例，當(dāng)采取上窄下寬（金字塔）沙袋墻的型式時，取沙袋高度高于水位0.5m，經(jīng)計算需底寬6m，2m 的沙袋墻，方可滿足水壓要求。其余水位高度狀況的具體擺放尺寸，需根據(jù)情況進行適當(dāng)增加。

5 防災(zāi)措施的實施

通過以上分析，可以將開關(guān)站及配電室防洪防汛措施總結(jié)為六個方面。其中站址規(guī)劃選擇、建筑防水措施、建筑排水措施在主體建筑規(guī)劃設(shè)計時就應(yīng)采取相應(yīng)措施，尤其是站址規(guī)劃選擇對于配電室的防洪防汛起到至關(guān)重要的作用。電氣防水措施、運行維護措施是主體建筑設(shè)計完成后，由配電室工藝設(shè)計專業(yè)進行考慮，臨時防汛措施的沙袋則應(yīng)結(jié)合配電室所在地下建筑出入口整體配置，對人行、車庫出入口等易形成雨水倒灌的部位起到加強和補充作用。

根據(jù)以往工程經(jīng)驗，對配網(wǎng)項目提升防災(zāi)抗災(zāi)能力的措施方案進行了梳理和劃分，具體可見表1。

表1 配網(wǎng)防災(zāi)抗災(zāi)措施一覽表

總體而言。隨著城市化進程快速發(fā)展，我國變配電室的數(shù)量日益增多。極端暴雨天氣災(zāi)害發(fā)生的頻率和強度也越來越大，配電室的防水、排水問題勢必迫在眉睫，在該項領(lǐng)域的研究工作對于未來此類項目的建設(shè)有著重大的意義。