彭玉林,李翠花,吳猛,陳小瓦,王開明
(云南電網公司西雙版納供電局,云南 景洪 666100)
戶外端子箱是發電廠、變電站重要的二次設備之一,承擔著匯集、分配、轉接二次回路的重要作用。戶外端子箱受潮是指端子箱內因空氣中水分在端子箱內聚集不能及時排除,導致端子、二次線等元器件受潮腐蝕、氧化,縮短使用壽命,輕者造成二次回路絕緣降低導致直流接地、信號無法傳送等非正常運行,重者可能因電流回路接觸不良導致發熱開路、因電壓回路絕緣降低導致電壓回路短路等損壞互感器的嚴重后果,甚至引發繼電保護和斷路器拒動、誤動造成事故。而在濕熱地區(濕熱地區年平均相對濕度在60%以上,年平均降雨量超過1 000 毫米),戶外端子箱則更容易受潮。
空氣濕度大是濕熱地區戶外落地安裝的端子箱容易受潮的原因,導致端子、二次線等元器件運行環境惡劣,易引發二次回路缺陷。
分析濕熱地區戶外端子箱受潮原因并采取有效措施,對延長戶外端子箱內二次元器件的使用壽命,確保二次回路可靠運行具有重要意義。
1)最直接的辦法就是將戶外端子箱改為懸掛安裝,減少進入端子箱的濕空氣。但這種做法具有局限性,只適用于電纜較少的端子箱(如電壓互感器端子箱),對控制電纜較多的端子箱(如斷路器間隔端子箱)則從施工難度和經濟上均不具有可取之處(需要布置多跟電纜保護管,可能無法實施)。
2)在端子箱底部安裝一只300 瓦左右的加熱器,在端子箱中上部安裝一個溫濕度探頭和一只溫濕度控制器來控制加熱器啟停來對端子箱內空氣加熱以達到除濕目的。這種做法雖然較為普遍,但效果不理想。一方面,加熱器周圍的空氣受熱后上升至端子箱上部,因位于端子箱上部的出風口不大且有海綿格珊等障礙物,這部分熱空氣并不能順利排出端子箱外,多數仍在端子箱內循環,不能真正起到除濕的作用。另一方面,加熱器周圍的元器件受熱空氣的影響,導致老化加速,影響了使用壽命。
3)安裝新型端子箱除凝露裝置,這種裝置采用的是冷凝技術,將它安裝在端子箱中上部,將端子箱中的空氣進行冷卻,使空氣中的水分冷凝成水滴后通過導水管將水順端子箱電纜孔排至端子箱基礎下面電纜溝內。但此措施一方面是成本高,一只除凝露裝置的價格是端子箱價格的三分之一。另一方面是效果仍然不夠理想,原來的濕空氣排除后,新的濕空氣仍又進入端子箱進行新一輪的內循環,傷害著二次元器件。
4)透氣型電纜溝蓋板的運用,就是將靠近端子箱兩側的電纜溝蓋板更換為透氣型蓋板,使溝內空氣與大氣相通,釋放溝內空氣熱量,減少空氣進入端子箱以達到防潮的目的。這種措施一是存在安全隱患;二是仍然有很大部分濕空氣進入到端子箱內傷害二次元器件。
5)端子箱的升高座加高并在四周開孔,這種措施是對措施一、四的綜合應用,目的是減少進入端子箱的濕空氣。首先是將端子箱的升高座從以往的15 cm 左右加高到30 cm,其作用相當于模仿懸掛式安裝;其次是將以往升高座僅在左右方向開孔(一般為百葉窗孔)改為四周開孔以加強空氣流通。
在濕熱地區,空氣濕度本身就大,加上電纜溝內比較潮濕(積水以及地表潮濕),電纜溝用蓋板進行封閉,電纜溝內潮濕的空氣就像處于一個密閉的容器內。
白天,電纜溝這個密閉容器內的空氣被太陽照射加熱,加上積水蒸發,電纜溝內的空氣變成了名副其實的熱蒸汽。同時,端子箱這個密閉容器內的空氣也被太陽照射加熱。由于端子箱采用金屬材料,導熱較好,因此端子箱內空氣溫度高于電纜溝內空氣溫度,電纜溝內的熱蒸汽不會大量進入端子箱。
夜晚,由于濕熱地區晝夜溫差大環境溫度迅速降低,電纜溝、端子箱這兩個密閉容器內的氣溫也隨之降低,但因兩個密閉容器材質不同、所處環境不同,端子箱內氣溫下降速度高于電纜溝內氣溫下降速度。當端子箱內氣溫低于電纜溝內氣溫時,電纜溝內熱蒸汽就會通過端子箱底部沿電纜縫隙被大量吸入端子箱,并形成凝露附在端子箱內元器件上。第二天,這些凝露又被加熱為熱空氣,一部分從端子箱換氣孔排除,一部分仍停留在端子箱內。到了夜晚,端子箱再次上演吸氣循環……。這就是濕空氣進入端子箱的原因,是端子箱受潮的源頭。
要防止端子箱受潮實質上就是防止電纜溝內濕空氣進入端子箱。通常端子箱的升高座僅在左右方向開百葉窗孔,且高度不高,當電纜溝內熱蒸汽升到端子箱的升高座部分時,若此時室外空氣流動方向為升高座左右方向,進入端子箱的熱蒸汽相對較少;若此時室外空氣流動方向為升高座前后方向,熱蒸汽就會被大量吸入端子箱。改為四周開孔并加高升高座后,電纜溝內熱蒸汽升到端子箱的升高座部分時,無論空氣流動方向如何,熱蒸汽均會與空氣混合降溫,就不會被大量吸入端子箱,達到了防止電纜溝內濕空氣進入端子箱的目的,可以有效防止端子箱受潮,確保端子箱內二次元件使用壽命。
綜上所述,對濕熱地區端子箱受潮原因分析,闡明了濕熱地區端子箱受潮原因是受晝夜溫差大影響,提出防止受潮的措施,確保端子箱內二次元件使用壽命。