500 kV HGIS匯控箱防凝露措施探析

摘要：結合香山站500 kV戶外HGIS匯控箱的實際情況，針對目前香山站匯控箱箱外、箱內(nèi)所采用的防潮措施進行分析，找出問題根源，完善防潮措施，改善匯控箱內(nèi)部設備的運行環(huán)境，從而提高設備運行可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

關鍵詞：匯控箱;防凝露;改進

0? ? 引言

500 kV戶外HGIS匯控箱是繼電器、控制開關、二次端子等二次元器件匯集的地方，匯控箱防潮措施的好壞顯得極為重要。如匯控箱內(nèi)設備受潮，將引起交直流絕緣下降，當溫差較大時，就會在箱體內(nèi)壁、電氣設備上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，有可能造成開關誤跳閘、直流短路接地等故障，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成極大的安全隱患。由于各變電站戶外匯控箱設計型式及安裝地點等情況不同，防潮方法也不完全相同。要防止戶外匯控箱內(nèi)部受潮，使匯控箱內(nèi)部整潔干燥，防潮措施極其重要。

本文將結合香山站500 kV戶外HGIS匯控箱的實際情況，針對目前香山站匯控箱箱外、箱內(nèi)所采用的防潮措施進行分析，找出問題根源，完善防潮措施，改善匯控箱內(nèi)部設備的運行環(huán)境，從而提高設備運行可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

1? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱箱內(nèi)產(chǎn)生凝露對設備的危害

500 kV戶外HGIS匯控箱是CT回路、控制回路、動力回路、信號回路匯集的地方，內(nèi)有許多繼電器、控制開關和二次接線端子。如匯控箱內(nèi)部受潮情況嚴重，在匯控箱箱體內(nèi)壁頂部、設備表面等部位將會出現(xiàn)凝露，其箱體內(nèi)壁頂部形成的水珠會直接滴到繼電器、控制開關等元件上，造成保護誤動;繼電器上形成的露水會腐蝕金屬導電部位，使繼電器出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，當其達到一定程度時，將造成繼電器誤動或拒動;二次接線端子排上形成的露水會腐蝕端子排上的金屬導電部位，如混入灰塵等雜質(zhì)，腐蝕將加速，很容易導致交直流回路接地或短路，造成保護誤動。箱內(nèi)無論什么元器件出現(xiàn)故障，都有可能導致交直流短路或接地、保護誤動或拒動，造成電力設備事故，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

2? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進入潮濕空氣及產(chǎn)生凝露的原因分析

根據(jù)現(xiàn)狀，一一排查潮濕空氣進入500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)及產(chǎn)生凝露的具體原因。

（1）HGIS匯控箱地面上部位，匯控箱體采用焊接工藝，焊接縫完好;匯控箱門密封膠條完好、緊密，觀察窗密封膠條完好;匯控箱門上的上下兩個換氣孔，內(nèi)側(cè)已安裝海綿過濾，可減緩箱內(nèi)外溫差引起的空氣交換。但在箱體內(nèi)外出現(xiàn)一定溫差時，箱體外的潮濕空氣會有小部分進入?yún)R控箱內(nèi)部，這不是匯控箱潮濕空氣進入的主要原因。當箱體內(nèi)的空氣與環(huán)境中的潮濕空氣交換時，如果箱體內(nèi)溫度低于空氣露點溫度，進入箱內(nèi)的空氣接觸到箱內(nèi)設備時，設備表面會發(fā)生水珠凝結現(xiàn)象。在南方春季特有的回南天時期，受冷弱空氣及暖濕氣流影響，氣溫回升迅速，暖濕空氣溫度與地表物體存在明顯溫差，空氣濕度大至接近飽和程度，當暖濕空氣大量進入箱內(nèi)，遇到比氣溫低的箱壁、元件時，就會在箱體內(nèi)產(chǎn)生凝露。

（2）HGIS匯控箱下部，從電纜溝到進入?yún)R控箱底部的電纜入口、匯控箱底部與下部溝槽之間采用無機防火堵料進行封堵，但由于電纜多，電纜與電纜之間有縫隙。HGIS匯控箱下部溝槽地面不平，有低洼部位，下雨時，匯控箱下部溝槽會有積水。一般情況下，電纜溝內(nèi)、匯控箱下部比較潮濕，當空氣濕度比環(huán)境空氣濕度高時，因電纜溝上方被電纜溝蓋板蓋住，溝內(nèi)外空氣只能通過縫隙進行弱交換。當電纜溝蓋板受太陽光照射，電纜溝內(nèi)空氣溫度升高時，由于氣溫發(fā)生變化，空氣體積將隨著溫度發(fā)生變化：氣溫升高，空氣體積變大，需要向外排氣;氣溫降低，空氣體積變小，需要向里吸氣。在電纜溝“呼吸”空氣的過程中，潮濕空氣就會通過匯控箱底部二次電纜之間的縫隙進入?yún)R控箱內(nèi)。電纜間隙越大，潮濕空氣越容易進入箱內(nèi)，這是匯控箱進入潮濕空氣的主要原因。當進入?yún)R控箱內(nèi)的水汽達到一定程度時，因箱內(nèi)空氣溫度較高，如遇匯控箱周圍氣溫驟降等現(xiàn)象，箱體外殼就會降溫，當溫度降至露點時，凝露開始出現(xiàn)，降溫越明顯，凝露水越多。此時，箱內(nèi)的空氣濕度維持在飽和狀態(tài)，電氣元件上集聚的灰塵具有吸潮功能，就會造成元件表面潮濕，產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，導致設備絕緣性能降低，影響設備安全運行。

3? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部驅(qū)潮效果差導致產(chǎn)生凝露的原因分析

匯控箱原設計在底部（靠匯控箱門旁）安裝了一個大功率的加熱器（300 W），對匯控箱內(nèi)部設備進行加熱驅(qū)潮，以解決凝露現(xiàn)象。由于匯控箱體積比一般端子箱、機構箱大很多（其體積為長1.2 m×寬0.85 m×高2.3 m），即使在箱內(nèi)進入潮氣不嚴重的情況下，加熱器正常啟動加熱，也會造成箱體內(nèi)上下溫差較大。靠匯控箱門側(cè)有驅(qū)潮效果，但匯控箱左右兩側(cè)、后側(cè)及頂部后側(cè)有水汽，則驅(qū)潮效果效果不明顯。如果遇到環(huán)境空氣濕度高、溫差變化較大的情況，箱內(nèi)進入潮氣加劇，就算加熱器啟動驅(qū)潮，但在匯控箱左右兩側(cè)、后側(cè)及頂部后側(cè)凝露還是比較明顯。驅(qū)潮效果差，也是凝露產(chǎn)生的原因。由于匯控箱內(nèi)只有一個加熱器，當加熱器損壞時，將會失去驅(qū)潮功能，凝露會更加嚴重。

4? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進入潮濕空氣的改進措施

根據(jù)上述分析得出的500 kV戶外HGIS匯控箱進入潮濕空氣的原因，采用下列防潮措施進行改進，可以減少進入?yún)R控箱內(nèi)部的潮濕空氣，但無法杜絕潮濕空氣的進入，仍需結合驅(qū)潮裝置一起使用。

（1）針對匯控箱底部與下部溝槽間電纜與電纜之間有縫隙，為防止下部潮氣進入箱柜內(nèi)部，重新對匯控箱內(nèi)二次電纜封堵進行加固，采用高分子材料進行封堵，以減小二次電纜之間縫隙，減少進入?yún)R控箱內(nèi)的潮濕氣體。

（2）針對HGIS匯控箱下部電纜溝到進入?yún)R控箱底部的電纜入口，采用無機防火堵料進行再次封堵，減小電纜與電纜之間的縫隙，減少潮濕氣體的進入。

（3）針對HGIS匯控箱下部溝槽地面不平的情況，用水泥等材料將其倒成一個盡量大的傾斜角，其低位靠電纜溝側(cè)，避免溝槽內(nèi)積水。同時，向溝槽內(nèi)放置部分防潮防火材料，以減小內(nèi)部空間，減少潮濕氣體的進入與積聚。

（4）將靠近HGIS匯控箱的電纜溝蓋板改成易揭熱鍍鋅電纜溝蓋板，蓋板面不能太光滑，而且要在蓋板開多個透氣孔，每個透氣孔直徑為30 mm，間距50 mm左右（具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實際情況自定），使電纜溝內(nèi)潮濕空氣向外蒸發(fā)，減少潮濕空氣的進入。

（5）將HGIS匯控箱地面與箱底有夾層的一面（靠近電纜溝側(cè)）開透氣孔（圖1），每個透氣孔直徑為10 mm，間距20 mm左右（具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實際情況自定），使溝槽里潮濕空氣向外蒸發(fā)，減少潮濕空氣的進入。

5? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部防止凝露的改進措施

針對500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部加熱驅(qū)潮效果差的主要原因進行改造。為改善驅(qū)潮效果，綜合各方面考慮采用如下方法：

（1）在匯控箱的頂蓋及內(nèi)側(cè)可加貼隔熱材料進行隔熱，可在一定程度上降低箱體內(nèi)外溫差。

（2）對加熱器的安裝位置進行改造，從單個加熱器單獨加熱形式改為分層分散的加熱形式（圖1）。安裝要求以不影響設備的正常運行，方便運行人員巡視和檢修人員檢修為前提。首先對匯控箱內(nèi)部空間進行測量和研究分析，擬定最佳安裝位置。經(jīng)分析，可在底部、中部（兩排）和頂部共安裝四排（每排四個，每個25 W）小功率加熱器，其中三排用角鐵固定安裝在匯控箱活動內(nèi)門的后面，而且三排上下之間需要有錯位，不要在一條垂直線，這樣工作效果最好，還可避免加熱器工作時的相互影響。活動內(nèi)門側(cè)的設備元件要用防熱板防護，并與加熱器有一定的距離。當加熱器啟動后，由于采用分散布置形式，箱體內(nèi)各部位加熱比較均勻，箱體內(nèi)上、下部位溫差降低，從而防止了凝露的發(fā)生。

（3）對于加熱器，采用兩排長期加熱和兩排自動控制加熱的控制方式，其中底部與中部靠上的一排熱器采用長期加熱形式，另外兩排采用溫度及濕度控制的形式。溫度及濕度控制值可按所在局規(guī)定要求設定，一般溫度控制器整定值設置為低于25 ℃投入，濕度整定值設置為高于75%投入，具體設置要求可按各站地理位置和環(huán)境氣候情況適當調(diào)整，但站內(nèi)設備要全部統(tǒng)一。

（4）在匯控箱底部再加裝一臺小功率抽濕機（圖1），將其排水管引出箱體外，并采用長期運行的形式。因為用加熱器對箱體內(nèi)部進行加熱，可解決凝露問題，但不能從根本上消除凝露，原因在于這種方法只是增加空氣中水蒸氣的不飽和程度，并沒有將箱體內(nèi)的水汽排出，只有利用抽濕機將箱體內(nèi)潮氣抽出，才能徹底消除凝露現(xiàn)象。

6? ? 效果檢查

在上述防潮措施完善后，結合大雨后、持續(xù)潮濕天氣、環(huán)境溫度變化較大等情況對匯控箱內(nèi)部進行檢查，均未發(fā)現(xiàn)凝露現(xiàn)象，500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)凝露問題徹底解決，改善了箱內(nèi)設備運行環(huán)境，提高了設備運行可靠性，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

7? ? 結語

本文對500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進入潮濕空氣的情況、產(chǎn)生凝露的原因進行了詳細分析，結合實際情況制定了改進措施。加熱驅(qū)潮方法改進后，新加熱器不但耐用而且更換方便，在一兩只加熱器燒壞的情況下，對匯控箱內(nèi)加熱驅(qū)潮功效影響很小。本文所述改進措施方便了運行人員日常檢查維護，提高了運行維護質(zhì)量，保證了匯控箱內(nèi)設備在良好環(huán)境下運行，徹底消除了設備產(chǎn)生凝露的安全隱患，提高了站內(nèi)設備的健康水平。

[參考文獻]

[1] 徐侃.淺談500 kV變電（換流）站戶外箱柜防潮、防凝露治理[J].科技資訊，2013（32）：121-122.

[2] 張國燦，陳韶君.變電站戶外GIS機構箱等柜體防凝露改進措施的研究[J].電工技術，2014（12）：57-58.

收稿日期：2020-08-20

作者簡介：溫焯飛（1973—），男，廣東中山人，工程師，主要從事變電運行管理工作。