變電站端子箱和機構箱驅潮改造

魯 鑫

（廣西電網有限責任公司梧州供電局，廣西梧州 543002）

0 引言

變電站端子箱作為連接室外電氣設備與室內保護通信的中心環節，通常安裝于變電站。處在空氣潮濕的環境下，室外端子箱中會存有大量的凝露積水，設備受潮后使得端子排螺絲或者連接片生銹，導致出現二次端子接觸不良的情況，易使直流二次回路對于地絕緣電阻下降，嚴重情況下絕緣電阻降低至零，以此組成直流正或負電源接地。若引起直流兩點接地，會使得直流保險絲熔斷，導致繼電保護出現誤動或者拒動的情況，直接威脅電網安全運行情況。如果二次端子出現接觸不良，也會導致測控保護裝置出現運行異常的情況，使得運行人員產生誤判或者作出錯誤分析，因此，設法維護戶外機構箱、端子箱中元器件安全運行尤為重要[1]。因此，必須對電子站端子箱、機構箱進行驅潮處理，如果溫度比設定值低或者濕度高于設定值，需要開啟系統加熱處理功能。為有效解決變電站機構箱和端子箱潮濕的問題，以220 kV變電站事故為研究對象，分析事故原因，提出改進方法。

1 變電站端子箱和機構箱分類

（1）鐵金屬箱體作為變電站應用最廣泛的箱體，這種類型的箱體價格偏低、簡便等優點，受到業界的喜愛。但由于鐵元素化學屬性比較活躍，容易與空氣內的水、氧氣發生化學作用，從而降低端子箱的應用年限[2]。

（2）不銹鋼箱體就是采用鐵金屬加碳加工形成的設備，其穩定性、堅固性明顯高于鐵金屬。不銹鋼箱體實際應用中也有一定的弊端，即雖然不容易生銹，不具有預防水蒸氣冷凝的效果，會導致絕緣體絕緣性能明顯下降。

（3）通過防潮防凝露材料制作的非金屬SMC箱體歷久彌新，新技術逐漸替代舊技術。經長時間的研發，新型非金屬SMC（sheet molding compound，片狀模塑料）復合材料制作而成的箱體，并投入應用。作為新型的電子箱新材料，它已經顛覆鐵金屬箱體的化學性質，也融合鐵金屬軟性質，大大提升材料可塑性。SMC復合材料是指運用不飽和聚酷樹脂作為基體，由玻璃纖維、顏料等成分組成形成[3]。利用這種材料制作的箱體具有可塑性強、質量輕、絕緣性能好等優點，這種箱體的出現改變箱體材料的發展歷史，大大增加箱體的使用壽命。

2 變電站事故實例及原因分析

2.1 變電站實例

某地220 kV變電站發生事故后，導致其2052，2051，2054，2012開關發生掉閘，且一臺主變被迫停止運行，引起大面積停電的情況，這對該地區用戶帶來一定的影響。通過調查發現，由于變電站端子箱、機構箱進水使得加熱器發生短路事故，導致交流電壓與直流系統串聯，從而引起跳閘事故。

2.2 受潮常見原因

（1）安裝的新設備投入運行前或設備消缺后，并未嚴格把握驗收關。新設備投入運行前，端子箱和機構箱并未密封好，難以達到IP4X協議標準，這種情況并沒有引起驗收人員的重視及關注[4]。設備消缺以后，由于人為因素導致原有密封措施受損，例如：LQ25-126開關由于頂蓋過軟，在開關本體具體運行時，工作者踩到開關頂蓋以后，會導致開關本體與機構箱結構部位的密封膠開裂，這種情況下，必須把原來的密封膠鏟除，涂抹新的密封膠再次密封。但因這個部位處于機構箱頂部，也是驗收者視野盲區，極易遭到忽視。

（2）對變電站機構箱、端子箱驅潮就似乎僅應用常規的加熱驅潮設備，無法滿足極端環境下的驅潮各項要求。

（3）在異常的環境下，運行維護并未受到操作人員的重視，1—4月該地區出現多年未見的陰雨天，依據氣象部門的統計，6月和7月降水量約占全年預計水量的1/2。那些突發的氣候條件，運行維護策略效果并不明顯，巡視檢查只是進行常規的巡視項目，并未執行極端天氣下維護策略。

3 驅潮改進方法

3.1 嚴格把控驗收關

在新設備投入運行前，遵循標準化、細致的驗收程序完成設備密封和驗收工作。應用IP4X標準對箱體進行驗收，那些達不到IP4X協議要求的箱體，明確規定施工方要設防消除缺陷內容，并把消缺手段納入設備隱患庫，便于每一年雨季來臨前，再次核查上述問題，避免密封措施不佳導致箱體進水事件出現[5]。當設備消缺以后，嚴格把握驗收關，不僅要對設備消缺狀況實施驗收，也應認真檢查設備箱體密封情況。如：LW25-126開關應用中，對其實施耐壓性試驗，雖然并未在開關機構箱內工作，箱體密封也不能打開，但因這種型號的開關頂蓋比較軟，工作人員若踩到開關頂蓋，會導致開關本體與機構箱接縫部位的密封膠開裂，這也是檢驗者難以肉眼看到的問題，需要把原來的密封膠鏟除，涂上新的密封膠實施密封處理。

3.2 特殊條件下加強巡視和維護

在比較特殊的天氣環境下，必須做好機構箱、端子箱的防潮、防滲水等工作。同時，要注意及時將已經破損的端子箱或機構箱密封條進行更換，如果下雨天發現上述設備出現滲水、凝露的情況，需要積極采取恰當的措施，安裝加熱裝置用來驅潮。此外，注意加大巡視力度，對驅潮裝置有問題的設備進行設備動態評價，并按設備管控級別進行差異化運維特巡，并安排專業人員隨時進行檢查，對滲水、凝露給予擦拭或者用電吹風烘干處理，保障端子箱和機構箱內部的接線設備不會由于受潮導致直接接地、短路或其他異常情況。在此基礎上，時刻依據天氣變化情況做好針對性的解決方法，提前購入應對惡劣天氣的物資或設備，如密封膠、電吹風等。

3.3 技術改進措施

對變電站端子箱、機構箱內壁配置防潮墊，以某變電站的供電設備為例，已經設置西門子防潮設備其干燥情況明顯優于未設置的箱變設備，且在今年雨季并未出現凝露的情況。而端子箱和機構箱孔洞封堵可應用防火板+無機堵料+有機防火堵料施工工藝。但多數新站對于孔洞封堵時，多應用防火板+有機防火堵料操作工藝。由于端子箱、機構箱孔洞封底不僅用來防火、預防小動物，其工作重點在于防潮，這種去除無機堵料灌注的工藝難以堵住電纜之間的縫隙。因此，采用無機堵料進行灌注時，其較好的流動性促使電纜之間的縫隙得以灌滿，加之，無機堵料用于凝固后，其自身的吸濕功能也有一定的防潮作用[6]。

4 主要驅潮技術的應用

4.1 驅潮構思

通過觀察實際生產情況發現，在雨季或者空氣潮濕的環境下，如今所應用的柜內加熱器驅潮方法，雖然能獲得一定效果，但因密封的空氣內加熱水蒸氣難以發揮出來，驅潮速度緩慢，甚至導致潮氣更嚴重。而天氣晴朗時打開開關柜，能使柜內的空氣良好流動，使凝露快速消失。

4.2 驅潮結構（圖1）

設置的風扇與驅潮加熱器連接在同一個接點，如果柜內的濕度已經達到預設值，加熱片和風扇同時開啟，在制熱的同時促進柜內空氣流動。如果溫度降低但濕度處于標準的范圍內，控制器只作用到加熱器，風扇并未啟動。

圖1 溫濕度控制結構

4.3 安裝與維護（圖2）

每臺柜子均留出2個透氣窗，便于空氣流動。同時，配置加熱器、透氣窗及風扇，促使柜內的溫度比柜外溫度高，不容易形成凝露。而空氣的流動使得柜內水蒸氣及時發散至空氣中，柜內時刻保持干燥。其中，應用2個20 W功率的風扇，依次安裝到柜體底部加熱器及對面柜體上部，風扇1會吸入柜外的空氣，氣流通過加熱器的處理，并由安裝在對側上方的風扇2使柜內空氣得以循環流動，從而降低柜內的濕度，避免柜內凝露。

圖2 防潮開關柜安裝示意

5 結論

綜合分析機構箱、端子箱箱體分類基礎上，以220 kV變電站事故為例，探析事故是由于設備受潮所致，提出解決對策，進而簡化設備運行難度，提升設備運行和維護質量，確保端子箱和機構箱能在良好的環境下運行，及時消除由于設備受潮帶來的安全隱患。

［1］李軍明，王麗瑩，李小燕，等.變電站端子箱、機構箱內環境智能集控系統設計與實現［J］.機電信息，2016（33）：114-115.

［2］張曉東.變電站機構箱端子箱防潮防凝露改進措施探討［J］.延安職業技術學院學報，2014（5）：155-156.

［3］王麗瑩，李小燕，陳建泉，等.端子箱、機構箱內環境智能集控系統在智能變電站的應用［J］.機電信息，2016（36）：54-55.

［4］謝照祥，李衛，王雁南，等.變電站端子箱及開關柜智能除濕方式［J］.云南電力技術，2016，44（z1）：56-57，67.

［5］羊萬其.室外端子箱凝露現象與解決方案分析［J］.技術與市場，2014（1）：56-57.

［6］周斌全.變電站箱柜設備除濕器的研究與開發［J］.山東工業技術，2014（14）：141-141.