變電站戶外端子箱受潮原因分析及改進措施的研究

袁志軍

【摘 ?要】變電站戶外端子箱內(nèi)潮濕凝露積水，易導致直流兩點接地，引起保護拒動或誤動，甚至損壞設備，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。本文通過現(xiàn)場對變電站戶外端子箱受潮銹蝕的原因分析，并提出改進措施，消除了隱患，提高設備安全運行健康水平，減少了運行人員的設備維護工作量，為電網(wǎng)設備安全穩(wěn)定運行奠定了基礎。

【關(guān)鍵詞】戶外端子箱;受潮銹蝕;防潮除濕;分布加熱

0 引言

變電站戶外端子箱是室外電氣設備與室內(nèi)測控、保護、通信等設備連接的中間環(huán)節(jié)，在空氣潮濕時，尤其是在雨季，戶外開關(guān)端子箱內(nèi)潮濕凝露積水，易導致直流二次回路對地絕緣電阻下降，嚴重者絕緣電阻下降到零，從而形成直流正電源或負電源接地。如果造成直流兩點接地，則引起直流保險熔斷，保護拒動或誤動，甚至損壞設備，嚴重威脅電網(wǎng)的安全運行。深圳電網(wǎng)存在大量的戶外端子箱設備，受天氣影響較大，找出變電站戶外端子箱受潮原因并制定相應的改進措施，對防止發(fā)生事故具有重要的意義。

1 ?變電站戶外端子箱受潮原因分析

1.1分析深圳電網(wǎng)戶外端子箱現(xiàn)狀

通過對目前深圳電網(wǎng)各種電氣設備（開關(guān)、主變、電壓互感器等）戶外端子箱進行觀察研究，檢查各類戶外端子箱的材質(zhì)、制作、安裝工藝及驅(qū)潮回路等方面并進行分析，發(fā)現(xiàn)戶外端子箱內(nèi)存在嚴重的受潮凝露現(xiàn)象，造成端子排的端子、螺絲出現(xiàn)銹蝕，箱體內(nèi)繼電器銹蝕，內(nèi)壁都是水滴，對電氣設備的安全可靠運行和穩(wěn)定性造成嚴重的威脅。例如：有些戶外端子箱的螺絲用鐵的，易銹蝕，部分戶外端子箱門鎖尺寸不匹配，不緊密，易松動，根本達不到封閉的要求。部分戶外端子箱的底部二次電纜進出線封堵不嚴密，造成進水嚴重。部分戶外端子箱驅(qū)潮回路沒有接電源或回路不通，造成驅(qū)潮效果不好。部分戶外端子箱因當初設計的缺陷，無法進行驅(qū)潮操作。還有管理方面不到位，雷雨及回南天過后沒有及時開箱進行通風驅(qū)潮等。以上都是戶外端子箱沒有達到南方電網(wǎng)戶外端子箱驅(qū)潮功能規(guī)范的情況下導致受潮凝露的。雖然現(xiàn)場絕大多數(shù)戶外端子箱是符合規(guī)范要求的，但戶外端子箱內(nèi)還是存在受潮凝露的現(xiàn)象。

1.2環(huán)境因素

深圳電網(wǎng)地處華南地區(qū)，屬亞熱帶向熱帶過渡型海洋性氣候，全年3月至5月底空氣潮濕度較大，6月至10月底易受臺風天氣影響，而深圳電網(wǎng)的變電站戶外端子箱設備眾多，全年七個多月戶外端子箱、機構(gòu)箱內(nèi)濕度大、潮氣多、封密不嚴，就給端子排及二次設備的安全可靠性構(gòu)成了危險。因受潮凝露導致二次回路絕緣下降的故障出現(xiàn)過多起，甚至在戶外端子箱及機構(gòu)箱上面會形成水滴，使二次回路的安全得不到可靠的保障。

1.3加熱不均導致產(chǎn)生凝露

現(xiàn)場戶外端子箱的驅(qū)潮回路都是采用加熱模式來達到防凝露的，通過查看凝露露點表，濕度越高，產(chǎn)生凝露所需的溫差越小，反之，濕度越低，產(chǎn)生凝露所需的溫差越大。而我們的戶外端子箱都是采用加熱模式來進行驅(qū)潮，往往都是加熱片附近溫度極高，達不到整個戶外端子箱溫度均勻。這就造成了戶外端子箱內(nèi)存在較大的溫差，所以即使在空氣濕度不太高的時候也能產(chǎn)生凝露的現(xiàn)象。結(jié)合現(xiàn)場對產(chǎn)生凝露的戶外端子箱進行查看，發(fā)現(xiàn)體積越大的戶外端子箱的凝露現(xiàn)象越嚴重。結(jié)合以上分析，加熱不均是導致戶外端子箱產(chǎn)生凝露的主要原因。

2 ?變電站戶外端子箱防潮的相關(guān)措施

2.1隔離加熱罩戶外端子箱

對于已經(jīng)安裝的戶外端子箱，在其外壁側(cè)裝設帶有均勻電阻絲的罩子，將戶外端子箱封閉在內(nèi)。此電阻絲功率不宜過大，通過溫濕度控制器來控制電阻絲的加熱工作時間，使戶外端子箱外壁溫度控制在元器件正常工作范圍之內(nèi)。對于未生產(chǎn)的戶外端子箱，可以在其將其外壁設計為一個含中間夾層為均勻電阻絲的金屬外殼，以此來達到均勻加熱的目的。

2.2分布式防凝露系統(tǒng)

利用平面內(nèi)360度旋轉(zhuǎn)的支架將加熱器固定于匯控柜內(nèi)部，并進行均勻分布。利用溫差控制器與溫濕度控制器同時控制溫度均衡元件及加熱器工作，達到啟動靈敏，加熱均勻的效果。其設計示意圖如下圖1分布式防凝露系統(tǒng)設計圖。新的分布式防凝露系統(tǒng)由啟動元件、溫度均衡元件、固定元件、加熱片等四部分組成，其中在啟動部分新增一個溫差控制器，避免戶外端子箱內(nèi)部空間過大，溫度不均衡時，驅(qū)潮功能不能啟動而導致產(chǎn)生凝露。而加熱元件則不再選擇常規(guī)電阻絲加熱片，選用適合分布式安裝的功率小，且壽命長，不易損壞的PTC加熱片作為加熱驅(qū)潮的加熱元件。在端子箱頂部加裝一個換氣扇，將戶外端子箱內(nèi)潮濕空氣排出箱體，起到均衡內(nèi)外氣壓的作用。

2.3采用抽濕模式進行驅(qū)潮

變電站戶外端子箱存在很多柜子較大，布局加熱器不便的情況，針對這樣的柜子，我們可以選擇將加熱片的加熱除濕模式改為用抽濕機來降低端子箱內(nèi)空氣濕度。此時由于采用抽濕機來達到降低柜內(nèi)凝露的效果，需要將整個柜體的密封加一些改進。例如將端子箱底部涂抹一層液態(tài)硅橡膠。液態(tài)的硅橡膠涂料具有良好的防潮性能，待其變成固態(tài)后與整個柜底形成一個整體防潮的屏障。此外，還需將整個柜體之前的通風口等處進行密封處理，達到形成一個密閉的環(huán)境。

2.4制定戶外端子箱防潮運維策略

變電站戶外端子箱在表明上是一個非常簡單的附屬品，其防潮運維一直不受重視，可以加強這方面的相關(guān)運維策略的制訂。例如：

1）溫濕度控制器的啟動定值的管理

2）潮濕天氣來臨前后的防潮特巡

3）戶外端子箱防潮維護管理制度，責任到人，定期檢查端子箱的驅(qū)潮、加熱裝置是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時維護。

3 ?結(jié)語

在深圳電網(wǎng)220kV育新變電站、220kV奮進變電站、220kV創(chuàng)業(yè)變電站等選取部分戶外端子箱進行實驗性改造。經(jīng)過三年的持續(xù)性觀察，改造后與未實施改造的戶外端子箱，在外界環(huán)境基本相同的情況下，實施改造的戶外端子箱內(nèi)濕度在空氣濕度較低的情況下仍降低了大約20%左右，明顯地改善了端子箱內(nèi)運行環(huán)境，杜絕了凝露現(xiàn)象的發(fā)生。戶外端子箱二次系統(tǒng)元器件因凝露、受潮而引發(fā)的缺陷故障及絕緣下降得到了明顯改善。因此，變電站戶外端子箱一般箱內(nèi)都存潮濕現(xiàn)象，甚至在端子箱底部形成積水，造成部分端子箱（包括不銹鋼）底部嚴重銹蝕的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的持續(xù)必然影響到二次設備的安全運行甚至可能造成一次設備事故。本文通過對變電站戶外端子箱受潮原因進行分析，并提出有效的解決措施，加上實踐論證，能夠極大的提高電力系統(tǒng)供電的可靠性。

（作者單位：深圳供電局有限公司）