变电站新型防雨防尘百叶窗技术研究

万术来 刘超

摘 要：针对目前地面变电站传统百叶窗在面对风雨和沙尘等恶劣天气时出现渗漏水和室内进土进尘等问题，对固定式百叶窗叶片结构进行优化，并研发新型旋转式百叶窗，进而通过各种传感器等设备及软件控制，研发智能活动百叶窗，实现与变电站轴流风机联动，形成智能通风控制系统。

关键词：变电站;百叶窗;防雨防尘;智能;新型

110kV及以下地面变电站的百葉窗通常不但要求有较好的通风性能，还应具有良好的防雨防尘功能。如果百叶窗进水或进尘，将改变电气设备所处的环境，降低绝缘性能和洁净度，使电气设备故障率增加。为了加强百叶窗防雨防尘效果，对百叶窗的工艺进行了深入研究和工艺改进，[1]并在此基础上进一步优化百叶结构，形成新型防雨防百叶窗。

1 固定式百叶窗叶片结构优化

1.1 叶片优化设计

普通百叶结构，只可以起到一般防水作用，但遇到风雨交加、大雨等天气时，雨水伴随着风会沿叶片卷入室内。因此必须采取阻挡引流措施防止雨水卷入。最终对叶片采取两道阻挡结构，外侧头部保持角度引流之外，中间增加阻水坎，内侧尾部增加一个反水弯，对卷入的雨水起到阻挡回流的作用。经过反复调整试验发现，叶片叠加部分为37°斜面时，保持良好通风效果情况下，其防雨防尘效果最好。设计的新型百叶窗单片结构，如下图1。

1.2 安装间距

如果加大百叶窗的反水弯结构尺寸，通风间距缩小了，将提高百叶窗防雨防尘功能，但将降低通风散热功能。综合考虑这对矛盾，经过大量试验发现，在反水弯尺寸基础上，安装间距45mm，可保证通风口良好，又满足防雨防尘要求。

2 旋转式百叶窗结构设计

2.1 旋转式百叶窗的优势

相对固定式百叶，旋转式百叶对控制开合间隙具有灵活机动性，对减少阳光辐射和增大室内通风效果具有显著优势。通过实验得出结论：使用旋转式百叶窗所得到的太阳辐射透过率变化更为平缓，波动范围更小，更适合于电动控制。采用旋转式百叶窗，室内辐射得热量最大可减小75%，室内通风量可比传统百叶窗增加30%以上。旋转式百叶窗能更好兼顾遮阳和通风，使室内热环境更为舒适。

2.2 叶片研究设计

根据不同需要，设计两种不同型式，如右图2。活动百叶和卷帘叶片均为全覆盖卡扣式设计，关闭时上下百叶片互相卡扣，百叶片覆盖住百叶窗窗框，以防止雨水从百叶片与窗框的间隙处进入，确保百叶窗在关闭时的气密性和水密性，必须确保在任何恶劣天气都不会发生漏水现象，提供相应防水节点图。开合角度可从0°达到最大开合角度105°，百叶窗型材及传动杆厚度须大于3mm，有足够的强度以保证百叶开合寿命大于10000次。

3 智能百叶窗控制系统研究

3.1 总体控制方案

智能百叶窗控制系统，可以通过STM32单片机为核心的硬件控制系统和软件实现。[2]本系统可采用双层百叶，在无风时，外侧卷帘收起，露出内侧百叶，保持正常遮阳通风;遇到风沙、降雨时，风速、湿度等传感器将数据传送控制模块，当参数达到程序设置阈值时，电机动作将卷帘降下，从而可以起到防雨防沙效果。智能百叶可以与站内轴流风机和烟感报警器进行联动。如遇SF6泄露，传感器检测到气体信号，启动轴流风机进行排风，同时控制百叶窗卷帘升起，百叶打开通风;如遇火灾发生时，传感器检测到烟雾报警器的启动信号，根据火情智能百叶自动闭合，隔绝外界氧气，同时存在手动控制模式，实现智能控制与人为控制相结合。

3.2 智能百叶控制系统的要求

（1）消防排烟联动要求：智能百叶窗必须具备与火灾报警系统联动功能，当火灾报警时，智能百叶窗的百叶应在1分钟之内完全自动闭合。并具备远程手动紧急开启功能。

（2）轴流风机要求：当需要强制排风时，智能百叶窗的百叶应在1分钟之内完全打开为最大角度（即90°），并具备远程手动紧急开启功能。

（3）智能百叶窗默认采用自动控制方式，电动传感器与窗体成小角度安装，安装牢固，在百叶窗的使用寿命期内电动开启器不应与百叶连构件有松、脱现象。

（4）电动开启装置为内螺杆式电动推杆，输入电压为24VDC，外壳宜采用优质铝合金，开窗器外形应大方、精美、体积小巧，防护等级要求IP65以上。

（5）电动开启装置必须具有自锁功能，锁紧力须大于2000N;在开启位置，应有足够的锁紧力，使得百叶开启时不受风压影响而关闭;在关闭位置，能够抗风压、并满足气密性、水密性要求。

（6）电动百叶窗在应具备日常通风功能，但须满足消防，SF6泄露优先原则。

4 结语

本文设计与开发了多款新型百叶窗，根据气候不同，供不同地区组合选用。研发的智能百叶窗通风控制系统，可以根据站内各种突发情况做出正确响应，提高自动化和智能化水平，实现本地和远程智能化控制管理。

参考文献：

[1]李博文，王志坤，王锐杰，等.关于新型百叶窗的研究[J].中国科技成果，2014（16）.

[2]王子斌，刘超，季立伟，万术来.基于STM32的变电站智能百叶的设计与实现[J].电子设计工程，2018（7）.