淺談濕度對站房類設備的影響及應對措施

劉興棟 國家電網重慶市區供電公司

淺談濕度對站房類設備的影響及應對措施

劉興棟 國家電網重慶市區供電公司

濕度；站房；開關柜；絕緣放電

引言

現今配網中，大多數站房類設備長期處于地下樓層，室內濕度過大極且極容易發生漏水、滲水等問題，站房內濕度居高不下，容易導致開關柜內設備放電。而長期放電會導致開關柜內設備絕緣強度下降，引起相間或相對地短路，造成絕緣故障，影響設備的使用壽命和運行安全。

1.站房開關柜絕緣放電分析

開關柜是城市配網設備中重要的基礎設施，其運行穩定性直接影響到城市經濟的發展、人民生活質量的提高，因此，開關柜設備的可靠性直接決定了用戶供電可靠性。開關柜內部裝有電纜接頭、套管、避雷器、電流互感器、電壓互感器、高壓開關等多種一次配電設備，其運行狀態對配網運行可靠性和安全性有很大影響。開關柜發生故障將導致嚴重的后果，主要表現為：（1）開關柜爆炸導致供電中斷，影響供電可靠，（2）引發火災事故，造成重大經濟損失。

開關柜故障通常由長期的缺陷演變而來，如果不能對開關柜缺陷及時發現掌握和消除，就會造成不可挽回的故障損失。

表1是對某供電公司2014年4月—8月的160起開關柜缺陷進行了統計分析，缺陷調查表和缺陷對比圖如表1。

表1 2014年4月—8月開關柜缺陷調查表

從表中可以看出絕緣放電缺陷占站房缺陷的79.4%，遠高于二次回路缺陷、開關機構缺陷和其他缺陷。因此降低站房絕緣放電數，維護開關柜內絕緣性能，就能有效的降低開關柜故障率，保持可靠供電。

2.濕度對開關柜絕緣放電的影響

開關柜絕緣系統中，局部放電通常不會貫通性的擊穿絕緣，但是卻可能局部損壞介質，如果長期存在局部放電，則會降低絕緣介質的電氣強度。由此可見，局部放電屬于電氣設備中的隱患，其破壞過程體現出緩慢性、長期性的特點。針對開關柜局部放電，其各種檢測方法中， TEV法（地電波檢測）、超聲波法、紅外光法，在實際應用過程中要將上述三種方法綜合應用，以TEV法為主，超聲波法和紅外光法為輔進行。

研究過程中將檢測值大于20dB的放電作為絕緣放電缺陷來統計，對2014年4月-8月的 254起絕緣放電缺陷從引起缺陷的原因分析，可分為：溫度過高、濕度過高、設備自身和其他類型四種，并對進行了分析，具體如表2。

從統計圖表看到，由濕度過高造成的絕緣放電缺陷占絕大部分，占到65.4%，遠高于其他三種原因引起的絕緣放電。因此由濕度引起的絕緣放電是主要問題，只要解決了該問題，則絕緣放電高的問題就能得到解決。

3.應對措施

高壓電氣設備較長時間溫度超過70%以上的環境中運行，有可能導致固體絕緣物表面不斷吸收潮氣并形成絕緣物表面運動，并在電極附近形成水膜，而水中含有的離子在電場中會沿絕緣物表面運動，并在點擊附近形成積聚，使得局部電場強度增加，發生放電，并引起沿面閃絡電壓下降。吸潮越嚴重，沿面閃絡電壓則降低越多，這種沿絕緣物表面放電，使得絕緣物表面局部過熱至碳化并伴有強烈的放電聲和弧臭味。其最終會造成相對的和相間短路故障，從而發生重大電氣事故。研究過程中對濕度過高易引發絕緣放電的問題進行多次現場了解、討論、分析，經整理后作出如下結論：

表2 2014年4月-8月絕緣放電原因統計表

（1）運維人員加強巡視，形成合理有效的巡視制度

設備運維人員是設備運行狀況的第一掌握者和責任者，運維人員在巡視、檢查過程中務必要詳細記錄設備的溫濕度、負荷、電氣機械指示燈指示等，仔細觀察有無異響異味等異常情況，發現問題及時上報核實。

設備的運維應秉承“勤于巡視，防患于未然未然”的理念，形成合理有效的巡視周期，并應遵循行之有效的巡視經驗。多年運維工作總結出來一條行之有效的巡視經驗，那就是“1聞2聽3看”。 1聞，就是進入針紡就先要聞，嗅嗅有沒有燒焦味；2聽，就是站在開關柜前靜靜地聽有沒有異常聲響；3看，就是看電纜的接頭、母線連接處和CT有沒有發紅和閃烙現象。并且收效明顯。

（2）對站房采取除濕措施，使室內維持在較低的濕度水平

現階段站房設備管理規定對站房的除濕涉及較少，一旦某個站房發生漏水、滲水、濕度升高，只是簡單的做一些應對措施，沒有一個能夠應急處理突發狀況的方案，更無一個能保持站房濕度合理的除濕方法，不滿足確認標準。因此制定一個專門維持站房運行在合理濕度范圍內的方案是有必要的。

研究過程中發現，大多數站房類設備室內濕度過高，是因為站房電纜溝有滲水、漏水，部分站房的墻壁或屋頂有滲漏水。室內電纜溝，室外電纜井，地下電纜夾層，要做到風雨必查，見水必抽，嚴防潮氣，水分進入設備區。對于此類情況一般應從以下措施著手處理。

①加強巡視排查，對封堵點進行定期清理排查，在設備新投異動過程中全程跟進，檢查封堵。發現有未封堵的孔洞，立即可靠封堵，在防小動物的同時也防止水及潮氣由室外進入室內設備區。

②在長期滲水處找出滲水原因，進行防水處理，并注意觀察確保防水處理措施已取得成效。對于積水過多的地方，若采取各種防堵措施均不可行時，可采取定時人工抽水的方式進行，或者安裝自動抽水泵抽水。

③在濕氣過大的站房類安裝抽濕機或空調類設備，設置自動或手動除濕。在空調除濕效果仍不理想時，應考慮安裝工業除濕機，其最小除濕為30%左右，并可自動除濕自動除濕。

④電纜溝道是站房類設備濕氣最重的地方，若其嚴重影響到了設備的安全運行?？梢钥紤]在電纜溝安放排風扇，多年實踐經驗表明，此種方法可以很好的緩解濕氣從溝道進行開關柜內，進而形成凝露。在溝道內安放排風扇，風向朝內，溝道應開小縫，使溝道內濕氣進入室內，進而由除濕機等除濕。經實際操作測量數據，可以發現排風扇安裝后明顯的降低了溝道內濕度。

⑤確保開關柜內加熱器正常運行。為防止開關柜內部發生凝露，只要保持開關柜體內部的溫度始終高于外部環境溫度即可。特別是電纜室內，由與其于溝道地面接觸，溫度較低。開關柜內部要防凝露的部位的溫度始終比柜外環境溫度至少高>2℃以上。設備區懸掛溫濕度雙顯測試儀，實時監測，定時記錄，及時分析溫度程度，找出高濕原因，采用有效去濕，除濕措施，改善設備運行環境。

（3）站房設備室內應保持空氣流通

潮濕的空氣有利于霉菌的生長。實踐表明當溫度為25℃～30℃， 相對濕度為75%～95%時，是霉菌生長的良好條件。所以，如果通風不好將會加快霉菌的生長速度。霉菌中含有大量的水分，使設備的絕緣性能將大大降低。對一些多孔的絕緣材料，霉菌根部還能深入到材料的內部，造成絕緣擊穿。因此，在濕度相同、氣溫相等的情況下，室內設備長霉比室外設備要嚴重得多。因此務必要促進空氣流通，可使霉菌無法生存。

站房類設備室內不同位置濕度差別很大，特別是處于地下樓層內的站房由于空氣不流通，差別更大。即便有除濕措施，但開關柜內和電纜溝內濕度仍然很高，室內室內各處濕度相差最高達35%。因此可以考慮在室內安裝強力風扇，室內安裝強力風扇風向朝向門口和墻壁通風口，站房設備大多處于地下，氣流相對封閉，因此通過風扇安裝，可加大氣流流通，主要目的在于將室內里側的氣流往外排，有效的解決了室內濕度分布不均的問題。另外還可以在墻壁安裝上下兩組排風扇，墻壁上安裝上下兩組排風扇，上邊出風，下邊進風，加大空氣換流。不同的站房其風扇的個數根據實際需要確定。安裝排風扇后，室內氣流流向示意圖如圖1。

圖1

經實際錯做測量表明，室內空氣流通后，相對應的將室內各處差異明顯的濕度變得均勻，室內各處濕度相差不超過5%。對于降低室內濕度起到了極好的作用，達到了預期目標。

（4）站房設備應保持清潔衛生

絕緣子表面、金屬裸露處若有灰塵等污穢，易吸附水分后引發污閃，影響絕緣強度，導致絕緣性能下降，形成惡性循環，直至發生故障。研究發現即便是完全密封的柜體，開關柜內絕緣材料、金屬上也有不同程度的污穢。因此，維持站房室內處于清潔狀態，可有效避免污閃，保持設備可靠運行。運維人員可定時做室內衛生打掃，或利用停電檢修機會清掃絕緣設備。經過衛生打掃和絕緣清掃，污穢會明顯降低，保持了絕緣材料的干燥潔凈，若有條件，最好將站房室內污穢等級控制到I級以下。

4.結語

在轄區內參照上述措施對站房設備進行布置，與2014年同期比較，由濕度過高造成的開關柜絕緣放電缺陷及比例如表3所示。

表3

從圖表中可以明顯的看到，實施措施以后，由濕度造成的開關柜絕緣放電數量及其百分比明顯的降低，從數量上直觀的反應了實施的措施收到了成效。

通過提高運維質量、除濕、通風、除污穢一系列措施，降低站房室內濕度，減少了絕緣放電次數、進而降低了配網故障，保證了站房的穩定運行，本文目的已達到。

［1］ 董燕萍.試論高海拔風電場防雷減災方案.四川水力發電.2013-08-15.

［2］ 楊炎升.電器設備故障與環境影響.中國科技信息.2006-12-15.

本文首先說明了站房開關柜對配網穩定運行的重要性，開關柜絕緣放電絕緣是開關柜缺陷的最主要因素。然后對開關柜絕緣放電缺陷進行統計，得到濕度過高引發的絕緣放電占絕大部分。之后從提高運維質量、除濕、通風、除污穢四個大方面提出針對性的應對措施，并結合實際工作采取措施展開研究，最后的結果也很好的應證了自己所提出的應對措施，降低了濕度對絕緣放電缺陷的影響。