萬(wàn)術(shù)來(lái) 劉超

摘?要：針對(duì)目前地面變電站傳統(tǒng)百葉窗在面對(duì)風(fēng)雨和沙塵等惡劣天氣時(shí)出現(xiàn)滲漏水和室內(nèi)進(jìn)土進(jìn)塵等問(wèn)題，對(duì)固定式百葉窗葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并研發(fā)新型旋轉(zhuǎn)式百葉窗，進(jìn)而通過(guò)各種傳感器等設(shè)備及軟件控制，研發(fā)智能活動(dòng)百葉窗，實(shí)現(xiàn)與變電站軸流風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，形成智能通風(fēng)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(fēng)性能，還應(yīng)具有良好的防雨防塵功能。如果百葉窗進(jìn)水或進(jìn)塵，將改變電氣設(shè)備所處的環(huán)境，降低絕緣性能和潔凈度，使電氣設(shè)備故障率增加。為了加強(qiáng)百葉窗防雨防塵效果，對(duì)百葉窗的工藝進(jìn)行了深入研究和工藝改進(jìn)，[1]并在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(shè)計(jì)

普通百葉結(jié)構(gòu)，只可以起到一般防水作用，但遇到風(fēng)雨交加、大雨等天氣時(shí)，雨水伴隨著風(fēng)會(huì)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(duì)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(gè)反水彎，對(duì)卷入的雨水起到阻擋回流的作用。經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葉片疊加部分為37°斜面時(shí)，保持良好通風(fēng)效果情況下，其防雨防塵效果最好。設(shè)計(jì)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(fēng)間距縮小了，將提高百葉窗防雨防塵功能，但將降低通風(fēng)散熱功能。綜合考慮這對(duì)矛盾，經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在反水彎尺寸基礎(chǔ)上，安裝間距45mm，可保證通風(fēng)口良好，又滿(mǎn)足防雨防塵要求。

2 旋轉(zhuǎn)式百葉窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 旋轉(zhuǎn)式百葉窗的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)固定式百葉，旋轉(zhuǎn)式百葉對(duì)控制開(kāi)合間隙具有靈活機(jī)動(dòng)性，對(duì)減少陽(yáng)光輻射和增大室內(nèi)通風(fēng)效果具有顯著優(yōu)勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：使用旋轉(zhuǎn)式百葉窗所得到的太陽(yáng)輻射透過(guò)率變化更為平緩，波動(dòng)范圍更小，更適合于電動(dòng)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(fēng)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(yáng)和通風(fēng)，使室內(nèi)熱環(huán)境更為舒適。

2.2 葉片研究設(shè)計(jì)

根據(jù)不同需要，設(shè)計(jì)兩種不同型式，如右圖2?；顒?dòng)百葉和卷簾葉片均為全覆蓋卡扣式設(shè)計(jì)，關(guān)閉時(shí)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(jìn)入，確保百葉窗在關(guān)閉時(shí)的氣密性和水密性，必須確保在任何惡劣天氣都不會(huì)發(fā)生漏水現(xiàn)象，提供相應(yīng)防水節(jié)點(diǎn)圖。開(kāi)合角度可從0°達(dá)到最大開(kāi)合角度105°，百葉窗型材及傳動(dòng)桿厚度須大于3mm，有足夠的強(qiáng)度以保證百葉開(kāi)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(guò)STM32單片機(jī)為核心的硬件控制系統(tǒng)和軟件實(shí)現(xiàn)。[2]本系統(tǒng)可采用雙層百葉，在無(wú)風(fēng)時(shí)，外側(cè)卷簾收起，露出內(nèi)側(cè)百葉，保持正常遮陽(yáng)通風(fēng);遇到風(fēng)沙、降雨時(shí)，風(fēng)速、濕度等傳感器將數(shù)據(jù)傳送控制模塊，當(dāng)參數(shù)達(dá)到程序設(shè)置閾值時(shí)，電機(jī)動(dòng)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(fēng)機(jī)和煙感報(bào)警器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。如遇SF6泄露，傳感器檢測(cè)到氣體信號(hào)，啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行排風(fēng)，同時(shí)控制百葉窗卷簾升起，百葉打開(kāi)通風(fēng);如遇火災(zāi)發(fā)生時(shí)，傳感器檢測(cè)到煙霧報(bào)警器的啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)火情智能百葉自動(dòng)閉合，隔絕外界氧氣，同時(shí)存在手動(dòng)控制模式，實(shí)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(dòng)要求：智能百葉窗必須具備與火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)功能，當(dāng)火災(zāi)報(bào)警時(shí)，智能百葉窗的百葉應(yīng)在1分鐘之內(nèi)完全自動(dòng)閉合。并具備遠(yuǎn)程手動(dòng)緊急開(kāi)啟功能。

（2）軸流風(fēng)機(jī)要求：當(dāng)需要強(qiáng)制排風(fēng)時(shí)，智能百葉窗的百葉應(yīng)在1分鐘之內(nèi)完全打開(kāi)為最大角度（即90°），并具備遠(yuǎn)程手動(dòng)緊急開(kāi)啟功能。

（3）智能百葉窗默認(rèn)采用自動(dòng)控制方式，電動(dòng)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(dòng)開(kāi)啟器不應(yīng)與百葉連構(gòu)件有松、脫現(xiàn)象。

（4）電動(dòng)開(kāi)啟裝置為內(nèi)螺桿式電動(dòng)推桿，輸入電壓為24VDC，外殼宜采用優(yōu)質(zhì)鋁合金，開(kāi)窗器外形應(yīng)大方、精美、體積小巧，防護(hù)等級(jí)要求IP65以上。

（5）電動(dòng)開(kāi)啟裝置必須具有自鎖功能，鎖緊力須大于2000N;在開(kāi)啟位置，應(yīng)有足夠的鎖緊力，使得百葉開(kāi)啟時(shí)不受風(fēng)壓影響而關(guān)閉;在關(guān)閉位置，能夠抗風(fēng)壓、并滿(mǎn)足氣密性、水密性要求。

（6）電動(dòng)百葉窗在應(yīng)具備日常通風(fēng)功能，但須滿(mǎn)足消防，SF6泄露優(yōu)先原則。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)與開(kāi)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(fēng)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(yīng)，提高自動(dòng)化和智能化水平，實(shí)現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程智能化控制管理。

參考文獻(xiàn)：

[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(guó)科技成果，2014（16）.

[2]王子斌，劉超，季立偉，萬(wàn)術(shù)來(lái).基于STM32的變電站智能百葉的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2018（7）.