高濕地區(qū)變電站開關(guān)柜受潮分析及治理

劉屾，趙加能，王浩州，李昭，朱家良，彭兆裕

（1. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，昆明 650000；2. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217）

0 前言

由于金屬鎧裝式開關(guān)柜其占地空間小、安裝簡單及節(jié)約用地等優(yōu)點，已經(jīng)在電網(wǎng)變電站中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在高海拔地區(qū)的變電站由于海拔跨度大、高溫高濕、晝夜溫差大等因素的影響，導(dǎo)致在運的開關(guān)柜內(nèi)部受潮或產(chǎn)生凝露，導(dǎo)致其運行中局放數(shù)據(jù)超標(biāo)、異常放電甚至?xí)?dǎo)致開關(guān)柜絕緣故障，同時由于開關(guān)柜受潮往往是大面積同時受潮[1-3]，故當(dāng)開關(guān)柜故障發(fā)生時會造成大面積的開關(guān)柜損傷，給處理帶來困難。近年來，變電站開關(guān)柜故障頻繁發(fā)生，對電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，影響電網(wǎng)的供電可靠性[4-8]。本文針對開關(guān)柜受潮原因分析，提出從開關(guān)室的運行環(huán)境改造、開關(guān)柜局部結(jié)構(gòu)改造、加裝工業(yè)除濕系統(tǒng)等措施全面解決開關(guān)柜的受潮問題。

1 開關(guān)柜受潮原因分析

根據(jù)開關(guān)柜的特點，總結(jié)開關(guān)柜受潮原因在于：潮氣侵入以及潮氣無法有效排出。受潮原因主要包括：

1.1 潮氣侵入

1）高壓開關(guān)室窗戶密封不嚴(yán)、存在裂紋導(dǎo)致漏水、通風(fēng)口無關(guān)閉功能等情況，會導(dǎo)致開關(guān)室外潮氣侵入。

2）電纜柜的一次電纜進(jìn)線口、斷路器柜等的二次電纜進(jìn)線口處密封不良或存在縫隙，會導(dǎo)致電纜溝內(nèi)潮氣侵入。

3）外部電纜溝高于內(nèi)部電纜溝、無排水泵等，會導(dǎo)致高壓開關(guān)室下面的電纜溝長期積水，進(jìn)而導(dǎo)致潮氣侵入開關(guān)柜。

1.2 潮氣無法排出

高壓開關(guān)室未配置除濕裝置、開關(guān)柜無通風(fēng)孔、開關(guān)柜內(nèi)未配置除濕或加熱裝置、加熱器效果有限、防潮治理措施不全面。

2 開關(guān)柜受潮治理方法

采取對開關(guān)柜防潮、開關(guān)柜除潮兩個方面進(jìn)行防潮處理。

2.1 開關(guān)柜防潮

1）高壓開關(guān)室除排風(fēng)扇以外，其余通風(fēng)口應(yīng)封死。排風(fēng)扇應(yīng)加裝自動啟動裝置和自動扇門，平時關(guān)閉，工作時打開，保證室外潮氣無法進(jìn)入室內(nèi)，降低相對濕度或水蒸氣量，以改善設(shè)備內(nèi)部環(huán)境，提高運行安全性。穿墻套管應(yīng)密封完好，防止水分及潮氣進(jìn)入開關(guān)室。

2）對于底層布置的開關(guān)室，其外部電纜溝應(yīng)低于內(nèi)部電纜溝，以防止電纜溝長期積水。室外電纜溝底合理布置下水管道口，將積水引至專用蓄水池，對蓄水池定期抽水，保證室外電纜溝無積水。開關(guān)室電纜溝位置示意圖如圖1所示。

圖1 開關(guān)室電纜溝位置示意圖

3）對于電纜溝潮氣較重的，加裝通風(fēng)溝蓋板，必要時選擇電纜隧道除濕系統(tǒng)。電纜溝應(yīng)做好防水防潮封堵，避免開關(guān)室外電纜溝潮氣進(jìn)入開關(guān)室下電纜溝。

4）高壓室內(nèi)應(yīng)配備抽濕機或空調(diào)機，抽濕機應(yīng)選擇工業(yè)抽濕機，抽濕機應(yīng)根據(jù)開關(guān)室的大小合理配置，且功率不低于2 kW，對于100平米的開關(guān)室，建議裝設(shè)2~3臺工業(yè)抽濕機。工業(yè)除濕機工作示意圖如圖2所示。

圖2 工業(yè)除濕機工作示意圖

2.2 開關(guān)柜除潮

1）斷路器室等的二次電纜進(jìn)線孔和電纜室的一次電纜進(jìn)線孔可增加封板，以防止潮氣從電纜溝進(jìn)入。通過對斷路器室的二次電纜進(jìn)線孔和電纜室的一次電纜進(jìn)線孔的封板進(jìn)行折彎，將縫隙縮小到0.5 mm，再進(jìn)行封堵。封堵建議選用新型自流型高分子材料，對多根電纜之間的縫隙進(jìn)行完全封堵。

2）開關(guān)柜內(nèi)配置加熱器或除濕裝置：加熱器應(yīng)底部布置并選用帶風(fēng)機的加熱器，同時開關(guān)柜內(nèi)隔室頂部可開百葉窗通風(fēng)孔（滿足防小動物及防塵要求），配合風(fēng)機使用促進(jìn)空氣交換排除潮氣；對于開通風(fēng)孔存在困難的開關(guān)柜，可在內(nèi)部加裝除濕裝置，并能根據(jù)溫濕度自動啟停。

3）對于凝露嚴(yán)重的開關(guān)柜，可在柜體內(nèi)壁涂防凝露涂料，防止凝露。

2.3 其他措施

1）對于110 kV及以上主變中壓或低壓側(cè)受潮開關(guān)室，應(yīng)加裝環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測開關(guān)室內(nèi)溫濕度，并可據(jù)此控制排潮除濕裝置工作，排除內(nèi)部潮氣。

2）對于空氣凈距不滿足技術(shù)規(guī)范書（考慮開關(guān)室所處海拔）要求的，應(yīng)進(jìn)行整改，包括采取硫化工藝、相間加裝絕緣隔板等可靠的加強絕緣措施，以及其他增大空氣凈距的方法。下圖為開關(guān)柜電壓互感器連接排增加相間空氣凈距如下圖3所示。

圖3 增加相間空氣凈距

3）穿柜套管應(yīng)改為雙屏蔽套管，高壓屏蔽與母排的連接采用電磁軟線，電磁軟線與鋁筒以及高壓母排之間采用螺絲固定，禁止采用彈簧片接觸的安裝方式，防止接觸不良導(dǎo)致放電。雙屏蔽套管結(jié)構(gòu)示意圖如下圖4所示。通過仿真分析采用雙屏蔽結(jié)構(gòu)的套管能大大降低套管內(nèi)部場強，具體數(shù)據(jù)如下表1所示。

表1 套管場強仿真數(shù)據(jù)

圖4 雙屏蔽套管結(jié)構(gòu)示意圖

4）所有連接排進(jìn)行倒圓角處理，減少尖端放電。連接排端部倒角處理如上圖3所示。絕緣隔板等選用憎水性較強的絕緣材料（盡量采用環(huán)氧澆鑄成型的隔板），安裝時在隔板表面涂抹憎水材料，邊緣應(yīng)采取防潮措施。

3 結(jié)束語

為高壓開關(guān)柜提供一個清潔而干燥的良好運行環(huán)境是保證開關(guān)柜中電氣設(shè)備長期安全、穩(wěn)定、可靠運行的基本保障條件，同時也是確保電力系統(tǒng)長期安全運行的重要環(huán)節(jié)。本文針對開關(guān)柜受潮原因開展分析，提出開關(guān)柜防潮、開關(guān)柜除潮、其他措施防潮治理措施，提供了消除開關(guān)柜受潮隱患的思路，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和安全供電提供了有效保證。