變電站高壓開關(guān)柜防潮除濕分析及處理措施

發(fā)布時間：2020-12-02

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      【摘要】賽普瑞一直致力于電氣運行環(huán)境整體治理。其中變電站高壓開關(guān)柜潮濕，會造成金屬繡蝕、絕緣下降，導致事故發(fā)生。本文以一起變電站開關(guān)柜爆炸事故為例，分析了開關(guān)柜潮濕的原因，提出了開關(guān)柜潮濕解決辦法。

      【關(guān)鍵詞】賽普瑞；開關(guān)柜潮濕；排水型除濕器

      1.引言

      高壓開關(guān)柜占地面積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便等優(yōu)點，在35kV變電站及以下系統(tǒng)中得到廣泛的應用。在實際運行中，由于開關(guān)柜內(nèi)部采用過于緊湊的布罝，絕緣距離小，受環(huán)境、氣候、運行時間等條件的影響，會發(fā)生由于開關(guān)柜潮濕導致絕緣下降，引起內(nèi)部放電閃絡(luò)、絕緣擊穿，甚至爆炸的重大事故，造成嚴重的經(jīng)濟損失。

      2.案例分析

      2.1事故經(jīng)過

      2015年7月3日16:10，某110kV變電站當班監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)1號主變低后備保護動作，跳開主變低壓側(cè)201開關(guān)，10kVⅠ母線失電，通知運維人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)10kV264開關(guān)柜燒毀；檢修人員到現(xiàn)場處理263開關(guān)柜過程中，18:41 lOkVⅡ母線上272開關(guān)柜爆炸，2號主變低后備保護動作跳開202開關(guān)，10kV Ⅱ段母線失電；2014年8月4日3:52，lOkVⅡ段母線故障點隔離工作結(jié)束，調(diào)度下令進行10kVⅡ段母線恢復運行操作時，10kV273開關(guān)柜發(fā)生爆炸，2號主變低后備保護動作再次跳開202開關(guān)。初步檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)生爆炸的三臺開關(guān)柜內(nèi)部損壞嚴重，柜內(nèi)有多部位包括絕緣支柱、穿墻套管、觸頭盒、母排、靜觸頭擋板、二次接線槽板、電纜倉防火板等均有不同程度的受潮凝露現(xiàn)象。

      2.2事故分析

      賽普瑞接到該站電氣運行環(huán)境整體治理的邀請后，迅速組織專業(yè)人員實地考察，經(jīng)賽普瑞仔細分析，主要原因如下：

      （1）開關(guān)柜絕緣件老化、性能下降，擊穿放電引起相間短路故障是造成此次開關(guān)柜爆炸的直接原因。故障是由母線間的絕緣擊穿引起，三起爆炸的起始都是因為絕緣件相間或?qū)Φ亟^緣擊穿。

      （2）開關(guān)柜潮濕是本次事故的“始作俑者”。檢查中發(fā)現(xiàn)，柜內(nèi)設(shè)備大部分有凝露現(xiàn)象，爆炸開關(guān)柜內(nèi)其它未受損部件也均有不同程度的凝露，部分還很嚴重。由于絕緣件的防潮能力有限，因此受潮絕緣件隨著運行時間的加長，絕緣電阻逐步降低，以至于絕緣能力喪失。同時在絕緣能力的下降過程中，會發(fā)生局部放電，局部放電也促使絕緣件的絕緣能力進一步下降，從而加速了絕緣事故的發(fā)生。

      3.潮濕原因分析

      通過賽普瑞大量的電氣環(huán)境治理經(jīng)驗分析得出，空氣濕度對室內(nèi)開關(guān)柜的運行有較大影響。潮濕空氣會在開關(guān)柜內(nèi)部件表面產(chǎn)生凝露，導致絕緣降低、設(shè)備受損，直至造成本次事故的發(fā)生。賽普瑞通過大量實踐經(jīng)驗并結(jié)合本站的實際情況分析得出，該站開關(guān)柜潮濕及產(chǎn)生凝露的原因有以下幾點：

      （1）夏季雷雨天氣較多，變電站開關(guān)室的百葉窗未做防潮處理。變電站開關(guān)室的百葉窗起通風散熱作用，但是當在開關(guān)室門窗關(guān)閉時室內(nèi)外的空氣也能相通，使得室外潮濕空氣進入到開關(guān)室內(nèi)。

（2）電纜溝封堵材料失去作用。電纜溝封堵材料老化、施工工藝等原因出現(xiàn)損壞、脫落。當市政排水不暢將積水倒灌至變電站內(nèi)電纜溝道中，開關(guān)柜底部的封堵失去作用，積聚在電纜溝內(nèi)水產(chǎn)生水汽從開關(guān)柜底部進入到開關(guān)柜內(nèi)。（電纜地溝除濕詳細介紹）

      （3）由于開關(guān)柜為密封結(jié)構(gòu)，沒有通風口，進入柜中的水汽沒有辦法排出，一般會聚集到柜體的上部空間即母線倉，在溫度較低的柜體內(nèi)表面或者絕緣件表面上形成凝露。

      （4）此外，開關(guān)柜內(nèi)部件表面臟污也是凝露形成的條件之一。

      4.防范措施

      4.1雷雨季節(jié)時，室外電纜溝積水是很常見的現(xiàn)象，可以通過對電纜溝進行封堵修復,在電纜溝進入開關(guān)柜室的墻壁交界處采取防水措施，防止室外水位高倒灌到室內(nèi)電纜溝內(nèi)；對于室內(nèi)電纜溝到開關(guān)柜之間的封堵可結(jié)合開關(guān)停電的機會進行修復，對可能進入潮氣的柜底用阻燃材料進行封堵，以防止潮氣進入；條件許可，加裝一套電纜地溝除濕，實施檢測地溝濕度狀況。

4.2安裝高壓室SEPRI-CS-L工業(yè)除濕機。10kV開關(guān)柜上一般裝有保護裝罝，保護裝罝對環(huán)境溫度要求比較高，所以大多數(shù)高壓開關(guān)柜室內(nèi)都裝有空調(diào)，但是空調(diào)的除濕效果差，尤其在夏天時候吹冷風，反而可能導致開關(guān)柜內(nèi)外冷熱不均勻產(chǎn)生凝露，因此空調(diào)不能代替除濕機。建議空氣濕度較大的地區(qū)在開關(guān)室內(nèi)安裝合適功率的除濕機，將啟動值設(shè)定在60%?65%，當空氣濕度大于啟動值時啟動抽濕。上文變電站事故后在10kV開關(guān)室內(nèi)安裝了兩臺SEPRI-CS-L工業(yè)除濕機，室內(nèi)濕度由之前的85%降低到65%,效果明顯。

4.3在開關(guān)柜內(nèi)加裝SEPRI排水型除濕器。利用濕度傳感器監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)濕度，當濕度達到啟動值時，除濕機開始啟動，將開關(guān)柜內(nèi)的潮濕空氣凝結(jié)成水滴，將冷凝出來的水通過排水管排到柜外。柜內(nèi)安裝SEPRI排水型除濕器可以顯著降低開關(guān)柜內(nèi)空氣濕度，但是在選擇除濕器的時候記得選擇塑料阻燃材料的除濕器。

      4.4 在雨天應對高壓室門窗、外墻進行檢查，要求墻體無滲漏，門窗密封良好，防止雨水或戶外濕氣滲入。對于安裝了百葉窗的高壓開關(guān)室，可在百葉窗上加裝玻璃或者改裝為可關(guān)閉式，在梅雨季節(jié)時關(guān)閉百葉窗，防止?jié)駳馊肭?；在正常天氣時，打開百葉窗，保證高壓室內(nèi)的通風散熱。

      4.5 加強變電站高壓開關(guān)室運維管理。一方面在雨天時，運維人員應及時檢查站內(nèi)水泵運轉(zhuǎn)是否正常、電纜溝內(nèi)有無積水、室內(nèi)除濕機是否正常工作：另一方面運維人員在日常巡視進出開關(guān)室時應隨手關(guān)門，并定時巡視記錄室內(nèi)溫濕度儀數(shù)值。
除了做好高壓開關(guān)室的除濕防潮管理外，對開關(guān)柜設(shè)備定期進行附壓測試的試驗，使用質(zhì)量較好的絕緣件，對觸頭盒連接排做圓角處理等都可以防止開關(guān)柜絕緣故障的發(fā)生。

      5結(jié)束語

      為防止變電站高壓開關(guān)柜發(fā)生絕緣故障，一方面要進視開關(guān)室內(nèi)潮濕問題，釆取多種手段降低濕度，排除隱患；另一方面設(shè)備運行維護單位要深入了解開關(guān)關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，聯(lián)系設(shè)計、基建、檢修等各個部門共同進行分析，討論如何從根本上預防開關(guān)柜的絕緣故障，提高設(shè)備健康水平，保證變電站安全運行。

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