220kV變電站匯控柜防塵關鍵技術初探

趙昊然 費傳鶴 劉華喜 徐承森 龔文靜

摘 要：文章主要對我國安徽地區(qū)220kV變電站匯控柜防塵的關鍵技術進行了詳細分析，探究設計方法及制造工藝，由此提升變電站匯控柜的防塵性能，推動220kV變電站匯控柜在各地區(qū)的使用，從而進一步優(yōu)化整體防塵工作。

關鍵詞：變電站;匯控柜;防塵技術

中圖分類號：TM73文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.015

輸配電設備會因為諸多情況而出現異常跳閘現象，而產生跳閘的主要原因與設備工作不良有一定程度的關聯。據不完全統(tǒng)計，發(fā)生跳閘的主要原因，除技術機械特性原因外，其最主要的原因便是電站密封結構裝置防塵措施不足，將有可能導致電網設備存在各類異常情況。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓及分配電能的重要場所，匯控柜作為有效連接一次設備和二次設備的轉站點，廣泛運用于各個電壓等級的變電站。在實際電壓轉換過程中，相當一部分匯控柜安裝在室外，室外環(huán)境惡劣且具有一定程度的差異性，使整體智能匯控柜在應用過程中極易出現問題。

目前，我國220kV線路整體輸電變電網絡的構建，具有極其重要的作用，而在其發(fā)展過程中，我國西電東輸工程的深入推進，使得各個地區(qū)的用電需求進一步增加。由此，需要對整體電網的建設進行優(yōu)化和完善，加快特高壓電站的有序建設，成為當前電網發(fā)展的重要方向之一。220kV線路的安全穩(wěn)定性對于整體變電網絡的平穩(wěn)化運行具有極其重要的作用，而對于匯控柜進行防塵、防柳絮、防飛蟲設計，是保證其柜內安裝的二次設備元件正常工作的需求。

1 匯控柜進塵的現實原因

目前，220kV變電站匯控柜在應用過程中，其使用條件具有一定程度的差異，因此，在經過綜合分析之后，可將匯控柜的進塵原因總結為人為因素、環(huán)境因素、材料因素、設備因素等幾個方面。

人為因素。其主要原因在于，匯控柜在具體操作過程中無法按照相應規(guī)定緊鎖柜門，導致整體匯控柜的封閉程度無法達到設計要求和設計效果，從而發(fā)生進塵現象。當前變電站管理制度已經得到進一步健全、補充和完善，以及智能巡視的逐漸普及，使人為因素導致的各類進塵、進柳絮、進飛蟲問題得到了有效解決。

環(huán)境因素。目前，各個地區(qū)的環(huán)境差異性相對較大，例如，華東地區(qū)220kV變電站匯控柜在應用過程中的進柳絮、進飛蟲問題較多，導致整體設備存在一定程度的損壞風險。整體設備制造廠家在制造過程中，設備自身的密封標準往往按照IP54防護等級的規(guī)定進行，使設備具備防柳絮、防飛蟲的理想效果，避免由此導致的設備問題。

材料因素。如果柜體材料選擇不當，在整體設備運行一段時間之后會由于環(huán)境的原因產生一定程度的腐蝕，影響其材料的強度，表面光滑度大幅度下降，降低柜體的密封性，導致進塵、進柳絮的問題[1]。

設備因素。設備在設計過程中往往無法對特殊的環(huán)境需求進行考量，或者在其設計過程中工藝存在一定程度的缺陷，導致出現密封不嚴的現象。同時整體設計結構導致其清掃不便，灰塵持續(xù)堆積，對柜內所用的元器件的性能產生影響。由于整體匯控柜的防塵、防柳絮、防飛蟲性能無法得到進一步優(yōu)化，部分變電站往往采取對整體匯控柜增加防塵罩濾網的臨時性措施，雖然能夠改善和優(yōu)化整體防塵工作，但就其自身而言，無法保證設備的正常使用和美觀性。

2 防塵、防柳絮、防飛蟲關鍵技術研究

為了妥善解決220kV變電站匯控柜的進塵、進柳絮、進飛蟲問題，要從整體匯控柜的源頭設計角度出發(fā)，對整體匯控柜的防塵、防柳絮、防飛蟲的關鍵技術進行綜合研究。

2.1 全封閉柜體和內外循環(huán)完全隔離的溫濕度控制系統(tǒng)

建立完善全封閉的柜體以及內外循環(huán)的外隔離的溫濕度控制系統(tǒng)，在當前的匯控柜溫濕度控制方案中，主要控制方案是“呼吸器+加熱器+溫濕度控制器”，其主要缺點在于整體匯控柜為非密封結構，微小顆粒的灰塵會通過呼吸器進入匯控柜，而呼吸器往往使用過濾棉，在具體應用過程中容易造成灰塵阻塞現象，對空氣對流產生較為突出的影響，進而影響溫度的控制效果。常用的呼吸機如圖1、圖2所示。

為改進現有的溫濕度控制機柜的防塵效果，提出了充分應用電氣柜專用的空調器的溫濕度控制系統(tǒng)方案，其主要優(yōu)點在于能夠進一步采用空調器控制匯控柜，且設計為全封閉結構，其自身結構能夠與空氣循環(huán)完全隔絕，且避免灰塵，通過具體的溫度控制系統(tǒng)進入柜內。匯控柜專用空調器能夠對制冷、加熱、除濕等諸多功能進行有效應用，可取消柜內的加熱器，使整體新型溫度控制系統(tǒng)得到優(yōu)化。

2.2 易清掃及全密封內門技術

當前，匯控柜在具體內門結構的主要缺點在于內門非密封結構，內門上下左右均存在一定程度的縫隙，其縫隙尺寸往往有幾厘米或十幾厘米。如果打開柜門，對內門上的元器件進行操作時，灰塵容易通過內門的縫隙進入柜內。此外，內門與外門之間的構件存在下凹結構，導致灰塵、飛蟲不利于清理[2]。

技術改進后的匯控柜內門結構，其優(yōu)點在于內門為全封閉結構，即內門上下左右不存在高度貫通性的縫隙，且內門下部與柜體之間設計了“平臺”，防止灰塵、飛蟲、柳絮通過內門進入柜內，也更容易保持清潔。

2.3 圓角矩形外翻邊的柜門密封結構

為進一步提高外門的密封性能，匯控柜已經開始采用“外翻邊框架+Ω型密封條”的綜合設計方案。該方案在理論上具有良好的防塵、防水性能，但目前匯控柜柜門密封條拐角處為直角結構，在安裝過程中容易產生褶皺，嚴重限制了柜門的密封效果。為了解決現有的匯控柜外門密封設計的缺陷，對外翻邊框架進行設計的過程中，需要在轉角處采用大圓角結構，使密封條能夠更加平滑的過渡，不易產生褶皺，從而提高匯控柜外門的密封效果。

2.4 電纜進線孔模塊化密封技術

縱觀目前的變電站匯控柜，匯控柜電纜進線普遍采用單一矩形開孔模式，開孔面積相對較大，防火泥缺少有效支撐，容易產生一定程度的塌陷及裂縫，影響匯控柜的密封效果，導致灰塵、飛蟲、柳絮可能從匯控柜底部進入柜內。匯控柜電纜進線孔采用模塊化密封技術，可以根據現場所用的實際電纜數量及走位位置，對整體電纜孔的大小進行靈活控制，從而便于后期防火泥施工，大幅度提升封堵效果。

2.5 外門多點固定技術

現有的匯控柜的門軸一般采用兩點固定模式，門鎖基本采用單點、兩點、三點的固定模式，柜門可能會由于受力不均衡產生不同程度的變形，嚴重影響整體柜門的密封效果。在進行外門多點固定技術改進后，匯控柜門軸及門鎖主要采用四點固定的方式，使柜門受力更為均勻，柜門不易變形，提高了柜門的密封效果[3]。

3 結語

針對220kV變電站匯控柜的進塵、進柳絮、進飛蟲的原因分析過程中，要通過詳細且充分的實地調查，掌握當地具體情況，對匯控柜的進塵、進飛蟲、進柳絮原因進行深入探究，分析匯控柜防塵、防飛蟲、防柳絮的關鍵技術，對具有創(chuàng)新型的220kV匯控柜進行防塵防水試驗等有效研究。試驗結果顯示，通過改進匯控柜設計方法及制造工藝，220kV變電站匯控柜防塵關鍵技術可以提升匯控柜的防塵防沙性能，滿足各地區(qū)的使用需求，并向其他電壓等級和密封裝置推廣應用，提升整體電網運營的可靠性，最大限度地優(yōu)化電網建設的專業(yè)性能。

參考文獻

[1] 萬新宇，肖立軍.變電站戶外箱柜狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設計[J].中國高新科技，2018（24）：62-63.

[2] 北京北開電氣股份有限公司.帶空調的匯控柜[P].中國CN201320795573.9.2014-05-21.

[3] 龔文靜.淺談關于變電站HGIS匯控柜溫濕度控制系統(tǒng)的改造[J].科學與財富，2020（1）：397.