（国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院 内蒙古呼和浩特 010020）
摘要：为节省建设工期、减少占地面积，智能变电站通过采用预制舱，实现智能电网模块化、精细化、高密度管理。本文首先介绍了预制舱内产生静电的主要原因，以及静电现象对二次设备的危害，结合预制舱的结构特点，重点分析了预制舱内防止静电的措施。
关键词：智能电网 预制舱 静电防护
1 静电产生原因
静电，无所不在，其产生的原因受各种因素的影响。两物体只要有接触、摩擦、剥离等行为，就会导致双方所带电荷发生变化，产生静电。静电具有高电压（最大时可达数万伏甚至数十万伏）、低电量（人体摩擦产生的电量是毫微库仑级别的，非常少），放电时间短（只有“微秒”级别）的特性，其大小和材料性质、环境温度与湿度、杂质污染、接触面积与频率等因素有非常密切的联系。根据预制舱的特点，变电站预制舱内静电产生的原因主要有以下几种。
1.1 人体静电
人通过运动摩擦等行为会产生大量电荷，附着于身体衣物表面，当电荷量达到一定程度，碰到符合放电的条件下，就会产生瞬时放电现象。由于人体衣服电容性极差，会产生电荷量虽然不大但电压很高的状况。在空气环境比较干燥情况下，人体静电可达几千伏甚至几万伏。
1.2 感应起电
感应起电是指当电气设备在运行状态下，周围会产生电磁场，由于同种电荷相斥、异种电荷相吸，周围带电设备中自由电荷在电场作用下发生重新分布，从而感应出电荷。
1.3 接触起电
接触起电实际上是指电子的转移，预制舱内二次设备运行时，带电设备会产生电荷，当不带电的物体接触带电设备时，则不带电的物体也带上了与带电设备相同的电荷，从而导致同种电荷相互排斥而张开。
2 静电对二次设备造成的影响
静电的危害主要分为3类：电子产品的危害，人身安全，火灾爆炸等。人体对静电的感知：感觉到>2000～4000V，听到>4000～5000V，看到>5000V，在生产中大部分静电我们感觉不到，而<100V的静电放电就足以损坏某些电子元器件。
在大规模的二次设备室，若在没有任何静电防护措施的情况下，人在活动过程中以及设备间产生的静电会超过几千伏，甚至几万伏[1]，对这些电子器件放电，轻则使设备出现偏差，影响设备运行，重则出现误动作，甚至造成严重的安全事故，降低设备的可靠性，直接影响产品质量。若设备长期受静电放电影响，势必影响设备参数和内部电子元器件的使用寿命，影响设备可靠运行。
3 预制舱静电的防护措施
在静电防护过程中，将静电彻底消除是非常困难的，但是我们可以通过控制电荷产生、预防电荷积累以及搭建电荷泄放通路等防御措施，将电荷的产生与累积控制在最少的限度内，最大限度预防静电的产生，确保静电不对二次设备造成危害[2]。
3.1 防静电地板
防静电地板是一种当进行接地或连接到任何较低电位点后，可有效使电荷能够尽快耗散的地板。文献《GB 50174-2008电子信息系统机房设计规范》规定：防静电地板或地面应采用具有防火、环保、耐污、耐磨性能材料，其表面电阻或体积电阻应为2.5×104～1.0×109Ω[3]。通常情况预制舱采用陶瓷防静电活动地板，同时为方便敷设与检修，用钢支架架设200～250mm高度，固定于舱底[4]。
3.2 静电接地防护
电气设备中不带电金属部分通过接地体与大地连接，形成相等电位，可有效把静电荷泄放至大地，保证工作区内设备静电荷在安全范围。文献[4]详细介绍了预制舱中通过在预制舱静电地板下层设置专用铜牌，形成二次等电位接地网，从而加快静电流动与泄放，使带电材料的静电荷得到有效且顺利地释放，以避免静电积累。
3.3 添加抗静电材料
在二次设备制作过程中，在绝缘材料中掺入具有较好导电性的防静电剂，如碳粉、抗静电液或金属纤维等，以增加设备导电性，降低其电阻，从而快速消除生产过程中产生的电荷，减少静电危害。通常情况下，防静电材料本身不产生静电，其表面电阻每平方单位109~1014Ω。
3.4 人体静电防护
人体是导体，人体静电是最普遍的静电危害源，是造成二次设备静电事故的主要原因之一[5]。电力企业应严格作业人员的工作服、手套、工鞋、工帽、手腕带的防静电处理，以避免作业过程中因人体静电放电或摩擦产生的静电现象。在进入预制舱前,运维人员应穿戴好防静电工作服以及防静电鞋袜，操作人员应正确佩带防静电腕带，用以及时泄放人体所带的静电。
3.5 温湿度及扬尘控制
电力二次设备在运行中环境温度、湿度以及扬尘的变化，直接影响静电的产生与大小，可通过温度、湿度调节系统对环境温度、湿度进行控制，从而抑制静电的产生。
（1）湿度控制。文献[6]通过数据资料直接显示空气湿度对静电的影响。在湿度较低的情况下，物体的电阻显著增大，严重影响静电泄放速度，电荷泄放时间增加；当空气湿度增高，物体表面会凝结或吸附一层薄薄的水膜，增强了材料的导电性。但空气湿度并非越大越好，当湿度过大到一定程度，物体表面会产生凝露现象，当设备发生静电放电时，容易引起电路短路，因此需要将环境湿度控制在合理范围内。
表1 典型的静电压生成强度
由上表可知，湿度对静电有很大的影响，湿度越大，产生的静电压越小。一般湿度低于30%RH时极易产生静电。
（2）温度控制。静电受相对湿度的直接影响，但温度变化会影响空气的饱和湿度，间接影响静电现象发生。同时，当温度较低的时候，材料会产生内应力，使其中的导电添加物之间距离增加，从而增大其电阻；而随着温度升高，自由电子流动性增大，增强了材料的导电性。预制舱内应设置温湿度传感器，并上传信息至智能辅助控制系统；设置空调、电暖器、风机等采暖通风设施，以满足二次设备运行环境要求。
（3）扬尘控制。由于粉尘颗粒的布朗运动，导致粉尘与设备发生相互碰撞摩擦，通过反复接触和分离导致电子转移，粉体与器壁带上不同极性的电荷。由于粉尘颗粒处于悬浮状态，不直接与大地接触，因此所带静电不易泄漏，当粉尘浓度达到一定时，会发生强烈的静电放电现象。变电站运维人员在进入预制舱前应尽量去除衣物上的灰尘，控制预制舱内粉尘浓度；预制舱内设备、地板应定期擦拭清扫，减少灰尘积累；定期清洗更换空调的空气滤网，保证通风口通畅，以免吸附饱和；风机通风通道设置多道防尘处理，且采用正压通风，以防通风时粉尘进入舱体，防尘网应方便拆装和清洗。
一般情况下，预制舱的相对湿度应控制在45%RH～75%RH之间，并确保任何情况下设备不出现凝露现象；设置两台壁挂式空调，正常状态下温度应控制在18～25℃范围内，任一台空调故障时舱内温度控制在5～30℃范围内；舱内空气尘埃粒子的级别应控制在C级。
4 结束语
静电对预制舱二次设备所产生的危害不能忽视，目前，通过在防静电材料的选用、防止人体带电和控制舱内环境等各个环节有效控制，预制舱的静电防护效果已取得很好的进展，为变电站电气设备的稳定运行，提供了很好支持。
参考文献
[1]李文峰,王钧丞.静电对电子设备的危害及防护[J].信息系统工程,2016(06):95.
[2]刘志伟.预制舱的静电防护[J].电工技术,2016(12):127-128.
[3]杨继华,董亮.控制室防静电的合作设计[J].医药工程设计,2013,34(03):40-42.
[4]Q/GDW 11157-2014 《预制舱式二次组合设备技术规范》
[5]丁晖,朱宁,陈秀国.电力通信设备静电防护[J].通讯世界,2018(03):279-280.
[6]董江,李悦,赵刘和.电子封装的静电防护技术[J].电子工艺技术,2018,39(04):218-222.
第一作者简介：齐琦 女 1992.11 硕士 中级工程师 国网蒙东经研院