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摘要：智能变电站二次设备预制舱通常置于户外，需要面对风吹日晒的恶劣环境。而预制舱又是整个变电站的“神经中枢”，直接决定变电站的使用寿命和可靠运行。为了保证舱内设备的安全稳定，必须针对其户外恶劣的环境因素，对预制舱作出相应的“五防”措施优化——防水、防火、防腐、防尘、防静电和电磁干扰。
关键词：二次设备预制舱；五防；防水；防火；防腐；防尘；防静电和电磁干扰
0 引言
标准配送式智能变电站采用“标准化设计、工厂化加工、装配式建设”模式，取消了主控室，以二次设备预制舱代替。预制舱直接安装于变电站内，且通常置于户外，为了保证变电站的安全稳定运行，必须考虑预制舱的环境适应能力。
环境因素通常分为四类：气候因素、化学因素、机械因素、电磁干扰因素。在进行预制舱的综合设计制造时，必须对环境问题有针对性的优化，即“五防”措施优化设计，具体包括：防水、防火、防腐、防尘、防静电和电磁干扰等。预制舱的“五防”措施优化设计，能有效提高预制舱的环境适应能力，保证舱内电气设备运行的稳定性。
1 总体设计要求和生产工艺
1.1 预制舱的总体设计要求
⑴预制舱舱体骨架为焊装一体式，内部屏柜与舱体外壳整体框架为一体式焊接，骨架采用型钢焊接，应有足够的机械强度和刚度。
⑵预制舱舱体的底部部件由型钢（槽钢）焊接而成，框架、门及顶盖均采用优质冷轧钢板经喷砂、热喷锌防腐处理工艺，框架钢板厚度不得小于2.5mm；门和顶盖钢板厚度不得小于2mm；底板厚度不得小于3mm；不允许使用彩钢板、镀锌板等金属材料铆接制作舱体。舱体要采用双层保温结构，外围四角采用圆角工艺。舱体设计使用寿命不应小于40年。
⑶舱顶盖采用双层、斜顶结构，有隔热作用，减少日照引起的舱内温度升高；顶部承受不小于250kN/m2负荷，并确保预制舱顶部不渗水、滴漏。
⑷预制舱舱体金属构件应进行在30年内不锈蚀的防腐处理，预制舱外壳采用冷轧钢板经热喷锌防腐，金属材料喷涂削必须经过喷砂处理，以增加防腐层的附着力，并均匀一致。
⑸为确保预制舱内设备的可靠运行，并实现防尘、防潮、防凝露，舱体密封采用硅橡胶材料制作的密封条，保证20年以上的使用寿命。
⑹预制舱设计的外壳形状应不易积尘、积水，舱体顶部应有明显散水坡度，不应小于5%。舱体制作尽可能少用外露紧固件，以免螺钉穿通外壳使水导入壳内；对穿通外壳的孔，均应采取相应的密封措施，若实在无法避免使用外露紧固件，需做防护处理；经改造后的预制舱舱体，在正常使用情况下，其舱体内部的紧固件，必须选用不锈钢紧固件，防止紧固件生锈。
1.2 预制舱的生产工艺
预制舱舱体系统考虑了震动、安装、密封和防腐蚀的要求，舱体主框架采用高强度结构钢，焊接成型。舱体外立面主要采用纤维水泥板（FC板），外露表面喷漆，不能喷漆的部位采用不锈钢材质，以满足防腐蚀的要求。舱体安装时，采用减振垫来减少振动和冲击。由于橡胶弹性体的特性，预制舱在运输过程中会发生蠕变，因此在生产制造时应使用性能优良硅橡胶作为密封垫以控制其变形。
2 “五防”——防水
预制舱整体结构优先考虑结构防水，其次考虑密封防水。综合分析，预制舱需要防水的部位主要有：门缝、舱内排水通道、吊耳轴承、屋顶积水处等。
⑴预制舱门采用迷宫式结构加密封条。
⑵舱体顶部采用双坡屋顶结构，屋面坡度不小于5%；集中排水管设置检修孔，及时清除树叶等杂物。
⑶排风扇及过滤器采用防护等级达到IP55的风机设备。
⑷预制舱的吊耳采用伸缩式，为避免雨水经过吊耳进入舱内，将吊耳结构进行升级设计，在吊耳轴套设置挡水板。
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⑸预制舱的所有外立面（包括舱顶部）均应加设聚乙烯防湿密封膜，可以有效保证舱体防水要求，同时隔离湿气，避免骨架受腐蚀。
⑹顶部排水槽与舱顶做成一体式，折弯到H型钢连接面下方。
3 “五防”——防火
预制舱内设置两只烟雾传感器、一个手动报警器、一个声光报警器以及一个灭火器箱（内置两个手提灭火器）。烟雾传感器采用吸顶式均匀布置在舱内，并将信号传入火灾报警系统。
4 “五防”——防腐
预制舱舱体结构必须采取有效的防腐蚀措施，构造上应考虑便于检查、清刷、油漆及避免积水。经过防腐处理的零部件，在中心盐雾试验最少196小时后时应无金属基体腐蚀现象。预制舱防腐处理采用多道防腐工艺，包括前处理、锌层、中间层、面层等多重处理工艺，前处理需保证钢板表面足够的粗糙度，锌层厚度不应小于85μm，中间层及面层等总厚度不应小于200μm，漆层由内至外完成：热喷锌→环氧富锌底漆→环氧云铁中间漆→丙烯酸聚氨酯面漆→相应的颜色油漆。从而，舱体保证达到40年不锈蚀的防腐水平。
5 “五防”——防尘
预制舱舱体需要防尘的部位主要有：风机通风口、舱门门缝、底部电缆出线孔。建议预制舱采用如下防尘措施：排风扇和换气扇均采用IP55级防尘型，换气时舱内保持微正压，保证外部灰尘不随气流进入舱体；为提高舱内气压，建议选用带有新风功能的高精度一体机式工业空调，防护等级IP55，且内外循环系统独立设置，避免灰尘进入。预制舱各个门均做好密封，舱体整体防护可达到IP54等级；舱体底部进出线孔采用标准防火防水封堵模块实施封堵。
6 “五防”——防静电及电磁干扰
预制舱露天安装于变电站内，与一次设备等干扰源距离较近。舱体是舱内设备的第一道屏蔽层，通过铜排、接地板等各项手段，使预制舱成为一个等电位体，将静电泄入大地，就可以实现防静电和防电磁干扰。建议预制舱采用如下防静电及电磁干扰的措施：
⑴陶瓷面防静电地板底部与8#槽钢直接相连，这样可以保证静电导入舱体接地网。
⑵预制舱内工业空调可以依据温湿度传感器信号，调节舱内温湿度，通过加湿，减少静电的产生。
⑶预制舱为钢结构焊接而成一个六面体，方格网间隔小于2×2m，满足二次设备抗干扰要求。预制舱四角分设四个接地点，可选择其中一个和周边接地网相连。
⑷在预制舱光电缆夹层中，按屏柜布置方向敷设100mm2的专用铜排。将该专用铜排首尾端连接，形成预制舱内二次等电位接地网。屏柜内部接地铜排采用100mm2的铜带（缆）与二次等电位接地网连接。舱内二次等电位接地网采用四根以上截面积不小于50mm2的铜带（缆）与舱外主接地网一点连接。连接点处设置明显的二次接地标识。
⑸在预制舱内高出活动地板300mm处设置两个临时接地端子，连接点处设置明显的一次接地标识。
⑹排风扇及空气过滤器处均设置金属屏蔽罩，有效抑制电磁干扰。
7 结束语
本文从相关规程出发，针对预制舱“五防”——防水、防火、防腐、防尘、防静电和电磁干扰，进行详细论述。并且在此基础上，提出了一系列“五防”措施的优化方法，并且论证了方案的可行性。
参考文献：
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[4]GB 50116 火灾自动报警系统设计规范
[5]Q/GDW 755-2012 电网通信设备电磁兼容通用技术规范
[6]DL/T 404-2007/IEC 62271-200：2003，3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备
论文作者:陈雯1,谢风飞2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/13
标签：舱内论文; 设备论文; 变电站论文; 防静电论文; 措施论文; 电磁干扰论文; 江西省论文; 《电力设备》2018年第28期论文;