戶外GIS設(shè)備防潮方法探討

鄒黎

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局 廣東 惠州 516000）

摘 要：氣體絕緣全封閉組合電器（GIS）以其有著諸多的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用，但近年來戶外GIS匯控柜卻因防潮性能差而飽受詬病。在本文，筆者將結(jié)合工作實(shí)例，在講解一些傳統(tǒng)防潮方法的同時(shí)，提出“內(nèi)部堵疏結(jié)合，外部以疏為主”的匯控柜防潮改進(jìn)思路，并以此思路為基礎(chǔ)創(chuàng)新性的提出了幾種戶外GIS匯控柜防潮改進(jìn)的新措施。

關(guān)鍵詞：GIS；匯控柜；防潮

一、前言

GIS（GAS INSULATED SWITCHGEAR）是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡(jiǎn)稱，自20世紀(jì)60年代實(shí)用化以來，已廣泛運(yùn)行于世界各地，近10多年來在我國(guó)也得到了大力推廣。與常規(guī)敞開式變電站相比，GIS的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、可靠性高、配置靈活、安裝方便、安全性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，維護(hù)工作量很小。但是，GIS在應(yīng)用中也出現(xiàn)了很多問題，其中一個(gè)最突出的問題就是，戶外GIS匯控柜和機(jī)構(gòu)箱受潮造成的交直流接地、二次原件氧化、機(jī)械銹蝕卡澀等問題，輕則造成開關(guān)、刀閘遙控失敗延誤停送電，重則有可能造成電力安全事故。為解決此問題，目前南方電網(wǎng)新建GIS變電站已不再推薦使用戶外布局，然而在運(yùn)的戶外GIS變電站卻仍需要對(duì)其匯控柜和機(jī)構(gòu)箱的防潮性能進(jìn)行改進(jìn)、提高。接下來，筆者將結(jié)合工作中的一個(gè)實(shí)例，來與大家一起分享一點(diǎn)戶外GIS匯控柜防潮改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)。

二、存在問題和主要原因分析

某變電站投產(chǎn)于2013年1月，其110kV電壓等級(jí)采用韓國(guó)現(xiàn)代重工（中國(guó)）電氣有限公司生產(chǎn)的300SR型GIS全封閉組合電器。自投產(chǎn)以來，該站設(shè)備故障率發(fā)生較高，2013年至2015年已發(fā)生9起故障，其中2起直流接地，7起因二次回路原件氧化造成刀閘操作失敗。通過對(duì)這些缺陷進(jìn)行分析及匯控柜內(nèi)經(jīng)常發(fā)生的凝露現(xiàn)象判斷，發(fā)生故障的根本原因就是匯控柜、機(jī)構(gòu)箱的防潮、驅(qū)潮能力不足，水汽進(jìn)入后不能及時(shí)排出，凝結(jié)在二次回路的螺桿及二次線裸露的金屬部分，導(dǎo)致直流回路絕緣降低或水汽進(jìn)入繼電器、輔助接點(diǎn)等二次元器件，使其接點(diǎn)在高溫的作用下迅速氧化導(dǎo)致接觸不良。

一般認(rèn)為造成水汽進(jìn)入?yún)R控柜、機(jī)構(gòu)箱的主要原因有：1、匯控柜門密封條老化、脫落；2、二次電纜溝或線管潮氣從匯控柜底部透過防火板和縫隙進(jìn)入；3、匯控柜柜體頂部未裝設(shè)擋雨檐，導(dǎo)致雨水滲入柜體；4、雨水通過觀察窗邊緣或螺絲孔洞滲入。

三、改進(jìn)措施

為了提高該變電站戶外GIS匯控柜、機(jī)構(gòu)箱的防潮能力，保障設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，我們制定了以下對(duì)策進(jìn)行防潮改進(jìn)。

（一）常規(guī)維護(hù)

1、更換、穩(wěn)固匯控柜門的密封膠邊，使用氣囊式膠邊，提高柜門的密封性能；2、在匯控柜柜體頂部裝設(shè)擋雨檐，防止雨水從匯控柜頂部滲入；3、從內(nèi)外兩側(cè)使用結(jié)構(gòu)膠對(duì)觀察窗封邊及螺絲孔進(jìn)行封閉，防止雨水滲入。

完成上述常規(guī)維護(hù)以后，我們對(duì)匯控柜的防潮性能進(jìn)行了持續(xù)的跟蹤，發(fā)現(xiàn)雖有效果，但在匯控柜內(nèi)仍能發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)凝露現(xiàn)象，尤其是底部特別明顯。因此下一階段我們把防潮的重點(diǎn)放在了匯控柜的底部。

（二）深度原因

為什么底部會(huì)受潮特別嚴(yán)重呢？經(jīng)過反復(fù)的現(xiàn)場(chǎng)勘察，我們推斷由兩個(gè)原因造成。

1、內(nèi)因是匯控柜底部采用防火板和有機(jī)防火膠泥封堵，防火板防火但不防潮，防火板受潮后將潮氣帶入?yún)R控柜，此外有機(jī)膠泥只能封堵較大縫隙，其余細(xì)小縫隙仍可進(jìn)入。在夏季戶外高溫的情況下，柜外溫度并不比柜內(nèi)低，加熱器并不能發(fā)揮其應(yīng)有作用將水蒸氣排至匯控柜外，反而使柜內(nèi)的空氣濕度隨溫度的升高而升高；

2、外因是匯控柜的安裝不合理，匯控柜直接安裝在二次電纜溝上，中間沒有縫隙，導(dǎo)致匯控柜成為了二次電纜溝潮氣的出口。

（三）深度維護(hù)

針對(duì)上文分析的內(nèi)因和外因，我們采用的策略是“內(nèi)部堵疏結(jié)合，外部以疏為主”的防潮策略。

（1）內(nèi)部“堵”的主要策略是：1、清理匯控柜底部的衛(wèi)生，使用有機(jī)防火膠泥和結(jié)構(gòu)膠對(duì)底部的可見縫隙進(jìn)行加強(qiáng)封堵；2、使用FDW無機(jī)防火堵料按1：0.7的比例混合成糊狀后澆注在匯控柜的底部，形成2cm左右厚度的封堵層。無機(jī)防火堵料具有耐火極限高、機(jī)械強(qiáng)度高，無毒無味，施工方便，固化速度快，且有很好的防火和水密、氣密性能，可阻隔潮氣。該類堵料在固化前有較好的流動(dòng)性，可以有效地堵塞和密封電纜與電纜之間，電纜與壁板之間各種微小空隙。更難得的是其在高溫作用下，基本不發(fā)生體積變化，可一次施工長(zhǎng)期使用而不必?fù)?dān)心其因熱脹冷縮而開裂，并且其熱導(dǎo)率較低，有顯著的隔熱效果，一舉多得，可同時(shí)滿足防火、防潮、防小動(dòng)物的施工要求。3、開箱通風(fēng)2-3個(gè)小時(shí)，待無機(jī)防火防火堵料凝固后，在無機(jī)防火層上方涂上PRTV電力設(shè)備絕緣用自潔性防污閃涂料。PRTV防污閃涂料具有優(yōu)良的憎水性，適用于各種殘酷自然和工業(yè)環(huán)境下，可抵抗環(huán)境侵蝕，不起皮，不開裂。涂抹該涂層的主要目的一來是為了進(jìn)一步加強(qiáng)底部的防水性能，二來是為了使無機(jī)防火層表面更加平整，易于清潔。

（2）內(nèi)部“疏”的主要策略是：在柜內(nèi)安裝抽濕機(jī)。匯控柜傳統(tǒng)的降低濕度的方式主要是安裝加熱器，加熱器除濕主要是利用加熱片對(duì)柜內(nèi)空氣進(jìn)行加熱，使熱風(fēng)氣流在柜內(nèi)進(jìn)行循環(huán)、蒸發(fā)，達(dá)到防凝露的目的，但提高柜內(nèi)溫度只能降低空氣的相對(duì)濕度，絕對(duì)濕度并沒有降低，柜內(nèi)空氣所含的水汽，當(dāng)遇到環(huán)境溫度下降時(shí)，又會(huì)結(jié)成凝露附在元器件表面。這種方式無法真正達(dá)到除濕效果，且加熱器長(zhǎng)期對(duì)電子原件的烘烤會(huì)加速原件的老化。

所以建議使用智能除濕裝置，其原理是利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，將箱柜內(nèi)的潮濕空氣凝成水珠排出箱柜外面。裝置運(yùn)行時(shí)通過風(fēng)扇將柜內(nèi)空氣導(dǎo)入除濕裝置，經(jīng)半導(dǎo)體冷凝除濕后的干燥空氣在循環(huán)回柜內(nèi)，通過持續(xù)的循環(huán)達(dá)到降低濕度的目的。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)將裝置啟動(dòng)濕度設(shè)置為70%，返回濕度設(shè)置為60%，可確保匯控柜內(nèi)不出現(xiàn)凝露現(xiàn)象的同時(shí)延長(zhǎng)除濕機(jī)的使用壽命。

（3）外部“疏”的主要策略是：在二次電纜溝與匯控柜底部封堵層之間的封閉底座上在其兩個(gè)側(cè)面使用沖擊鉆開兩排1cm左右的小孔，并使用紗網(wǎng)將小孔覆蓋。使電纜溝的潮氣可以通過孔洞與外部聯(lián)通，而不進(jìn)入?yún)R控柜。覆蓋紗網(wǎng)則主要是為了防止小動(dòng)物進(jìn)入。

2016年1月，該變電站GIS匯控柜完成上述改進(jìn)措施后，從1月份至10月份只發(fā)生了一起控制回路故障，未再出現(xiàn)直流接地，設(shè)備完好率得到了極大的提高。可見，以上提到的幾點(diǎn)與目前主流防潮措施不大相同的方法，在戶外GIS匯控柜的防潮改進(jìn)上還是具有較高的實(shí)用價(jià)值的。