變電所高壓中置柜凝露問題現(xiàn)狀及改善措施

吳非斐

摘要：為解決目前泛用的全封閉型中置柜在遭遇潮濕季節(jié)時(shí)封閉柜內(nèi)水汽導(dǎo)致的凝露現(xiàn)象，致使設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)放電、閃絡(luò)問題，設(shè)備絕緣受到破壞，引發(fā)短路故障，降低工廠經(jīng)濟(jì)效益，減少居民生活質(zhì)量，為電氣供應(yīng)帶來較為嚴(yán)重的損失。筆者著手于分析現(xiàn)狀并對(duì)現(xiàn)有的變電全封閉式中置柜進(jìn)行思考改良以增加自動(dòng)除濕加熱功能，提出一些個(gè)人的觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：中置柜;凝露;加熱裝置

引言：因?yàn)橹兄霉袷侨忾]式結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)施表面溫度低于空氣溫度時(shí)，柜內(nèi)水汽濃度會(huì)顯著增加，加熱器啟動(dòng)后由于封閉空間內(nèi)空氣流動(dòng)不暢，熱濕空氣在柜內(nèi)聚積，在柜體或其他絕緣部件重新凝露。凝露現(xiàn)象會(huì)加速絕緣材料絕緣劣化以至于出現(xiàn)短路事故，從而帶來較為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。此前，因凝露現(xiàn)象而導(dǎo)致的變電設(shè)施出現(xiàn)故障致使供電不穩(wěn)定在我國南部及沿海區(qū)域已經(jīng)發(fā)生多起，帶來的直接或間接損失應(yīng)該引起我們的注意，因此解決變電所高壓中置柜凝露問題已變得十分重要。

一、中置柜凝露致故障分析

1.1? 凝露發(fā)生條件

顯而易見，產(chǎn)生凝露現(xiàn)象的非人力原因?yàn)榭諝鉂穸燃皽夭?。在我國干燥的北方?nèi)陸城市相應(yīng)的凝露現(xiàn)象較南方或沿海城市輕微。在考慮解決中置柜凝露問題時(shí)，也應(yīng)考慮地域不同帶來的影響。同時(shí)在當(dāng)電氣設(shè)備處于非工作狀態(tài)時(shí)凝露現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重。值得注意的是，電纜倉所連接的電纜溝內(nèi)積水也會(huì)使水汽進(jìn)入電纜艙形成凝露現(xiàn)象。

1.2? 主要解決的產(chǎn)生部位及其嚴(yán)重影響

主要的解決的部位為電纜溝，開關(guān)柜大小氣室。但在一些特殊位置也應(yīng)引起注意。

端子排上產(chǎn)生凝露會(huì)導(dǎo)致裝置直流短路接地并在二次線路開關(guān)跳閘回路短接情況下引起開關(guān)誤動(dòng)作;開關(guān)操作機(jī)構(gòu)上的水汽不會(huì)直接影響電路，但會(huì)使內(nèi)部金屬部件生銹卡澀，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命，間接腐蝕電路致使出現(xiàn)故障;開關(guān)柜內(nèi)的瓷瓶大多不防水，瓷瓶出現(xiàn)水汽則會(huì)發(fā)生爬電或閃絡(luò)現(xiàn)象，是設(shè)備絕緣能力下降甚至出現(xiàn)短路。

二、解決對(duì)策

2.1? 傳感器

正如前文所敘，裝置產(chǎn)生凝露的一大先決條件即是溫度和濕度，在裝置內(nèi)部安裝可監(jiān)測(cè)溫度和濕度的傳感器，以智能方式獲悉設(shè)備內(nèi)外的溫差和空氣濕度，配合加熱器工作，從源頭上杜絕凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。搭配可視化程序，將設(shè)備內(nèi)的具體溫度差值和空氣內(nèi)水汽含量用數(shù)據(jù)表示，需要傳感器一定的靈敏度來確保設(shè)備表面與空氣的溫差來減小凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.2? 溫度與加熱器

加熱器的選擇也是從溫度角度降低凝露現(xiàn)象產(chǎn)生的一個(gè)重要問題，一般意義上的加熱器對(duì)于本文涉及的設(shè)備來說過于龐大，不能很好在裝置內(nèi)安裝，且尺寸的不適會(huì)導(dǎo)致二次問題的產(chǎn)生。并且由于裝置本身具有多個(gè)倉室，氣密性又非絕對(duì)，因此加熱器的安裝必須經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算，以使用符合設(shè)備覆蓋全面的加熱器。

2.3? 濕度與通風(fēng)裝置

此外，不但可以通過控制設(shè)備表面與空氣溫度差的方式減少凝露現(xiàn)象，也可以使用風(fēng)干手段直接去除設(shè)備表面的水汽露滴?？梢园惭b監(jiān)測(cè)設(shè)備表面濕度的傳感器，連接傳感器與通風(fēng)裝置，在設(shè)備表面濕度到達(dá)一定高的程度時(shí)開啟通風(fēng)裝置去除設(shè)備內(nèi)水汽。并且由于風(fēng)機(jī)本身使用的能耗問題，會(huì)使封閉空間內(nèi)的溫度上升。應(yīng)對(duì)設(shè)備溫度嚴(yán)格監(jiān)控，必要時(shí)應(yīng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)。

2.4? 濕度與干燥裝置

雖然空氣濕度問題無法避免且不可控制，但我們可以在空氣濕度較北方地區(qū)高而較南方及沿海地區(qū)低的過渡地區(qū)使用干燥裝置。以此降低傳感加熱智能系統(tǒng)帶來的成本問題。干燥裝置可以采用吸水裝置，用親水吸水的材料貼服設(shè)備的部分表面有效的減少設(shè)備表面的水汽;在吸水材料難以貼附或過于狹小的封閉空間可以使用其他干燥物質(zhì)來減少水汽。

三、警報(bào)裝置主機(jī)

3.1? 警報(bào)裝置

凝露現(xiàn)象會(huì)對(duì)供電設(shè)施產(chǎn)生較為嚴(yán)重的危害，雖然使用了智能傳感器實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備表面溫度濕度的可視化監(jiān)測(cè)。但為了減少人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及成本，以及提升對(duì)設(shè)施的監(jiān)測(cè)和設(shè)施的供變電穩(wěn)定，可以在傳感器連接聲光系統(tǒng)警報(bào)器。在設(shè)備表面溫度或濕度的相對(duì)高度異常時(shí)，抑或是除濕加熱裝置未能正確工作時(shí)，通過LED燈和蜂鳴器對(duì)工作人員進(jìn)行警報(bào)。同時(shí)聯(lián)合監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和故障位置提供給維修人員以增加維修效率進(jìn)而提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

3.2? 自動(dòng)除濕程序主機(jī)

由于變電所中置柜結(jié)構(gòu)原因，需要采用多種方法減小凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。因而需要傳感器對(duì)不同的部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)也因?yàn)槌凉穹椒ǖ牟煌饔胁町悺Ｋ孕枰谠O(shè)備外連接程序主機(jī)對(duì)設(shè)備內(nèi)裝置進(jìn)行統(tǒng)籌管理。根據(jù)裝置不同設(shè)定不同的區(qū)間并連接總報(bào)警裝置進(jìn)行使用。主機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還可以上傳至服務(wù)器，可以查看設(shè)備內(nèi)溫度和濕度的歷史數(shù)據(jù);增加遠(yuǎn)程管理功能，可以人為控制裝置的開關(guān)來更好的控制裝置進(jìn)行除濕。

四、具體安裝及應(yīng)用前景

4.1? 電纜溝

電纜溝底部應(yīng)設(shè)置排水裝置以排出積水，溫濕度傳感器可安裝至電纜溝側(cè)壁及底側(cè)，采用可視化數(shù)據(jù)窗對(duì)溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。增加自動(dòng)除濕裝置，由于電纜溝空間較為狹小，傳統(tǒng)的加熱除濕系統(tǒng)或通風(fēng)除潮系統(tǒng)不適用，建議使用可靠性較高的抽濕功能來達(dá)到最佳的除濕效率。

4.2? 開關(guān)柜大氣室

因?yàn)殚_關(guān)柜大氣室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，凝露現(xiàn)象出現(xiàn)后，水汽覆蓋設(shè)備表面的表面積較大。因此除卻必須的溫濕度傳感器以外，建議在開關(guān)柜大氣室安裝自動(dòng)通風(fēng)除濕裝置以最大化提高除濕效率降低成本。可以在開關(guān)柜大氣室內(nèi)壁安裝多個(gè)通風(fēng)裝置保持開關(guān)柜大氣室內(nèi)壁的干燥。

4.3? 開關(guān)柜小氣室

對(duì)于開關(guān)柜小氣室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，則可以采用溫濕度傳感器加自動(dòng)加熱裝置進(jìn)行除濕除潮。將被動(dòng)除水汽變主動(dòng)防止水汽的產(chǎn)生，以高精度高靈敏度的溫濕度傳感器控制加熱器對(duì)開關(guān)柜小氣室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)控，始終保證設(shè)備表面溫度高于空氣溫度，最大程度上減少凝露現(xiàn)象的發(fā)生概率。

4.4? 自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

分別在設(shè)備不同的位置安裝自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)并設(shè)定一定的溫度差和相對(duì)濕度閾值，并在設(shè)備外部安裝上位的、總報(bào)警裝置。在設(shè)備內(nèi)部的溫度差或某區(qū)域的空氣濕度發(fā)生異常時(shí)，將故障位置和異常數(shù)據(jù)上報(bào)至上位報(bào)警器，總報(bào)警裝置通過燈光和蜂鳴對(duì)維修人員進(jìn)行報(bào)警，最大化維修效率。

4.5? 其他

端子排上可以采用吸水材料進(jìn)行吸附以減少水汽的惡劣影響;開關(guān)操作機(jī)構(gòu)上可以涂抹潤滑疏水的油脂來降低生銹的概率;室內(nèi)開關(guān)柜內(nèi)的瓷瓶建議使用防水材料制造，如不是應(yīng)在外圍覆蓋吸水材料隔絕水汽。

4.6? 應(yīng)用前景

本文所設(shè)想的解決對(duì)策將有效的緩解甚至根治變電所中置柜凝露現(xiàn)象。據(jù)此思路也可以拓展到其他高壓電氣設(shè)備凝露問題的解決，有良好的應(yīng)用和發(fā)展前景，擁有非凡的潛力。

結(jié)束語：

伴隨我國的不斷發(fā)展，對(duì)于電力的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)越來越多，因此電力穩(wěn)定供應(yīng)的重要性就不言而喻。解決變電所中置柜的凝露現(xiàn)象對(duì)于變電設(shè)施是一個(gè)十分重要的改進(jìn)，從凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生根源進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，改善中置柜內(nèi)部的工作環(huán)境;使用高新科技，更智能全面的對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，減少變電所設(shè)施故障的頻率，增加變電所的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)降低安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]?? 羅宏，程應(yīng)順.PSCS-60（40）排水型除濕裝置在開關(guān)柜內(nèi)的應(yīng)用[J].中國煤炭，2014，40（12）：79-80.

[2]?? 呂旭軍，盛躍峰，王毅超，鄭彧.變電所10kV開關(guān)柜自動(dòng)除濕裝置研究與應(yīng)用[J].通訊世界，2015（03）：84-85.

[3]?? 何整杰.智能除濕裝置的研發(fā)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（18）：30-31.

[4]?? 陸曉紅.關(guān)于開關(guān)柜在線智能除濕裝置開發(fā)的研究報(bào)告[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，12（13）：17.

[5]?? 張池川，姜龍，吳征彥.變電所高壓中置柜凝露問題現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（08）：193.

[6]?? 左志敏.配網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)過程中遇到的相關(guān)問題及其優(yōu)化措施[D].華北電力大學(xué)（北京），2017.