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      變電站高壓開關柜防潮除濕分析與防范措施探討

      四川桂豐源科技 2019-07-22 技術論文 2021 ℃ 0 評論

      摘要:變電站高壓開關是最重要的電力設備之一,也是決定整個電力系統運行狀態的關鍵部位,對電能的運輸和電力管理有著重要的影響。然而,由于變電站高壓開關柜的結構較為緊湊,而且,其所處的環境存在空氣濕度過大的問題,這就有可能會導致因電氣絕緣而出現的事故。因此,如何保證變電站高壓開關柜運行的可靠性和安全性至關重要。本文主要就變電站高壓開關柜防潮除濕問題進行分析,并提出了防范開關柜濕度升高的策略,期望對消除高壓開關柜故障隱患有所幫助。
      關鍵詞:變電站;高壓開關柜;防潮除濕;問題分析;防范策略
      施 啟1 張 杰1 肖一帆1 楊文益1 陳岳生2文章出自 電氣技術與經濟/技術與應用 (1.云南電網有限責任公司怒江供電局)

      O 引言
      從實際情況看,我國很多地區的變電站高壓開關柜都面臨防潮除濕效果差的問題。這一方面是因為變電站高壓開關柜因散熱需要而導致的結構設計弊端,也因為一些地方空氣濕度大,增加了開關柜防潮除濕的難度。尤其是在我國南方地區的梅雨季節,即使變電站高壓開關柜做好了封閉措施,還是會導致外界空氣進入到高壓開關柜內。這些外界空氣往往帶有大量的水汽,使得高壓開關柜內的濕度增大。而且,我國多數變電站高壓開關柜都布置在一樓,地面潮氣和電纜潮氣更嚴重,這就加重了高壓開關柜的潮濕程度,從而嚴重威脅到了其內部一些電氣設備的運行安全。在南方地區,一些變電站高壓開關柜在返潮天氣,其濕度甚至超過了95%。變電站高壓開關柜濕度過高的一個直接后果,就是高壓設備的絕緣效果大大降低。因濕度過大而造成的凝露問題,也會誘導高
      壓開關柜內出現放電,嚴重的還可能引起開關柜爆。除此之外,若是變電站高壓開關柜內部濕度過大持續時間長,一些重要的設備中的金屬材料也會受到嚴重的腐蝕,其直接后果就是開關出現拒動,刀閘也不能正常工作。而且,一些變電站開關柜內部也會采取單列布置,還有可能增加潮濕空氣的對流范圍,凝露導致的影響將會更大。
      1 變電站高壓開關柜的主要防潮措施
      當前,為了解決高壓開關柜濕度過大的問題,主要采用三種措施。一是在高壓開關室內安裝排風風扇,以排除潮濕的空氣;二是安裝加熱器,通過加熱的方法,除掉濕氣;三是將上述兩種方法結合起來使用。而隨著技術的進步和條件的改善,很多變電站都經過了無人化改造。變電站內部不僅可以安裝加熱器,還可以利用傳感器裝置來監控凝露情況,一旦高壓開關柜內的濕度接近凝露條件,系統就會自動啟動加熱器。加熱器啟動后,就可以通過熱量增加使得高壓開關柜內的溫度上升,從而有利于降低開關柜的濕度。但是,這種方式有著明顯的滯后效應。這是因為加熱器啟動后,高壓開關柜內的溫度上升需要經過一段較長的時間因而,這種除濕的方法并不是很明顯。尤其是高壓開關柜內部和外部濕度都很高的時候,一旦排風扇啟動,反而會又把外面的高濕度空氣輸送到開關柜內部,起到了反效果。因此,尋求高效的防潮除濕方法仍是變電站高壓開關柜保護急需解決的問題。
      由于防潮除濕工作不到位,變電站高壓開關柜成為事故的高發地。2015年7月份,某變電站就出現了因為開關柜被燒毀而導致的主變低后備保護動作和母線失電等問題。開關柜出現內部嚴重損壞事故,并引發爆炸,導致嚴重的安全事故,經維修人員檢查發現,高壓開關柜內部出現了不同程度的受潮凝露現象,諸如二次接線槽板、絕緣支柱、靜觸頭擋板、穿墻套條、電纜倉防火板等都會因為濕度過大而損壞,使得很多部件的功能不能正常發揮。
      事后,經過專業人員的檢查和分析,發現此次事故的主要原因有兩方面。一是高壓開關柜絕緣件老化嚴重,絕緣性能降低,開關柜爆炸的短路故障就是因為母線問的絕緣層被破壞,進而引起安全事故。從根本上講,此次事故的“始作俑者”則是變電站高壓開關柜的防潮除濕工作沒有做到位。后續檢查中發現,高壓開關柜內部很多設備都出現了凝露現象,有些部位的凝露程度還非常嚴重。那些防潮能力有限的絕緣部件長時間在潮濕環境下,其絕緣電阻就會不斷降低,絕緣性能出現嚴重下降。更為重要的是,這些絕緣部件在絕緣性能降低的過程中,還會發生局部放電的現象,而這種局部放電就可能導致嚴重的短路故障,這起安全事故就是因為短路故障導致的


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      2變電站高壓開關柜防潮除濕防范策略
      2.1安裝防潮除濕設備
      在變電站高壓開關柜安裝防潮除濕設備是一種重要的降低濕度的方法。防潮除濕設備主要有工業除濕機和空調兩種。T業除濕機主要由控制器、壓縮機、風扇、熱交換機和盛水器組成,風扇可以將室內的空氣吸入,并可以利用空氣過濾網將其過濾,利用冷卻的蒸發器進行降溫和除濕。經過一系列的操作后,空氣中的水汽就會通過結晶的方式析出,這樣就大大降低了空氣中的相對濕度。在降溫除濕的過程中,由于水汽冷凝過程會帶走一些熱量,從而可能降低高壓開關柜內部的溫度。為了避免開關柜內的溫度降低,保證其內部溫度和濕度都處于適宜水平,工業除濕機往往還會加熱經過冷凝器的空氣,這樣就會提高空氣溫度,對提高其除濕效果有著很大的幫助??照{不僅能夠制冷,還能制熱。一些具備除濕功能的空調也可以起到除濕的效果。這種空調內部設有室內蒸發器,當高壓開關柜內的空氣進入蒸發器時,其就會被冷卻降溫,條件合適時,空氣中的水汽也會結晶析出,同樣可以是實現除濕的目的。
      2.2有效封堵電纜溝
      電纜溝也是增加變電站高壓開關柜濕度的一種重要因素。一些城市的排水往往會存在不暢通的問題,這就會導致積水倒灌進電纜溝道中。而當電纜溝的封堵材料出現老化問題,其封堵作用就會喪失。這樣,那些積聚在電纜溝中的水汽就會進入到高壓開關柜內部,進而增加了開關柜內部的濕度。因此,有效封堵電纜溝也是變電站高壓開關柜防潮除濕的一項重要工作。實際工作中,可以采用放水和封堵措施,確保電纜溝與外部隔絕。同時,也要封堵每個開關柜的電纜穿孔,避免潮氣直接滲透到開關柜內。變電站要在雨季安排專門人員值班,對電纜溝的封堵進行全面檢查。


      統檢測到高壓開關柜內部溫度比起外部溫度高出2~3℃時,系統就可以停止加熱器工作。而當兩者的溫差小于2~3℃時,系統就會啟動加熱器,直到高壓開關柜內溫度高于其外部溫度2~3℃。除了溫度傳感器之外,在變電站高壓開關柜內同樣可以安裝濕度傳感器。當濕度傳感器檢測到高壓開關柜內的濕度超過設定值時,系統同樣可以啟動加熱器。利用新的傳感技術和自動化技術,有利于實現對變電站高壓開關柜防潮除濕的智能化控制,這樣既可以實現對高壓開關柜的防潮除濕效果,也能起到節約電能的作用。更為重要的是,這種控制系統可以實現在無人值班的情況下,保證高壓開關柜的安全運行,因而是未來變電站高壓開關柜防潮除濕的重要發展方向。
      3結束語
      綜上所述,為變電站高壓開關柜創造良好的工作環境,降低其內部濕度是保證開關柜正常工作、安全運行的重要基礎,也是整個電力系統可靠運行的基礎保障。變電站高壓開關柜濕度升高的影響因素有很多。而在實際工作中,為了避免事故的發生,就必須做好高壓開關柜的防潮除濕工作。安裝防潮除濕設備、有效封堵電纜溝、墊高新建配電房的地面基礎、保留足夠的維修通道、安裝開關柜加熱器是重要的變電站高壓開關柜防潮除濕措施。而在未來,隨著技術的進一步創新,傳感技術、自動化控制技術、遠程監控技術等的應用,將會有效提高變電站高壓開關柜防潮除濕的效率。
      參考文獻
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      作者簡介:施啟(1987一),男,云南昆明人,大學本科,助理工程師,現主要從事變電生產大修技改項目管理
      工作。
      (收稿日期:2018旬9旬6)

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