開關(guān)柜如何降低因潮濕情況引起的安全隱患？
發(fā)布時間：2020-12-02
中置開關(guān)柜現(xiàn)狀
目前，電務(wù)廠所屬的變電站基本上都采用中置式開關(guān)柜，以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定地供電。中置柜具有模塊化的結(jié)構(gòu)，整個柜體分隔成四個部分:斷路器室、電纜室、母線室和儀表室,因而，對開關(guān)柜的安裝、檢修和更換工作帶來方便。但由于受地理位置及環(huán)境條件等諸多因素的影響，在運行中一旦中置柜因受潮內(nèi)部濕度較髙，則會導(dǎo)致其絕緣強度下降，若因氣候等原因，柜內(nèi)濕度達(dá)到凝露狀態(tài)，則會導(dǎo)致絕緣被擊穿，出現(xiàn)相間短路或接地故障，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運行。
故障情況
某地在短時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)多起KYN28型中置式開關(guān)柜（以下簡稱中置柜）絕緣故障。這多起故障中，開關(guān)室內(nèi)的相對濕度在75%-87%RH，故降開關(guān)柜內(nèi)有水汽，柜內(nèi)絕緣件、母排等均有不同程度的受潮凝露現(xiàn)象；部分室內(nèi)電纜溝有積水，母線及斷路器觸頭有氧化物：約70%的故障發(fā)生前系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地告警。經(jīng)分析可知，潮濕空氣及凝露是中置柜發(fā)生絕緣故障的重要原因。電氣柜除濕器
形成凝露的原因分析
凝露的形成有很多原因,潮濕的環(huán)境再加上空氣流通性差是主要原因，變電站中置開關(guān)柜內(nèi)大量采用了以壓鑄環(huán)氧樹脂為材料的絕緣部件，尤其是復(fù)合絕緣材料的高壓電纜外絕緣層、環(huán)氧澆注電流互感器、酚醛環(huán)氧絕緣罩、相間隔板及支架等，運行中在交流電場的作用下以及接觸部分的溫升效應(yīng)，將產(chǎn)生介質(zhì)損耗，導(dǎo)致介質(zhì)溫度升高，溫度升卨乂使介質(zhì)損耗進(jìn)一步增加。若柜體散熱條件差,介質(zhì)產(chǎn)生的熱量超過發(fā)熱量，必然形成熱積累，所產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致介質(zhì)融化，炸裂或燒焦而完全喪失絕緣性能形成熱擊穿現(xiàn)象。同時，復(fù)合絕緣材料與瓷絕緣材料相比，在空氣濕度大且污穢嚴(yán)重的情況下，會導(dǎo)致吸潮凝露，由于潮濕的作用，介質(zhì)表面的游離電子增加，絕緣電阻降低，在絕緣下降到一定程度時即引起局部沿面放電閃絡(luò)，引發(fā)短路或接地亊故。
形成凝露的原因分析電氣柜除濕器
常規(guī)開關(guān)柜除濕弊端
（1）用電加熱器，對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行加熱，以解決凝露現(xiàn)象，但是這種方法并不能從根本上消除凝露，原因在于這種方法只是增加空氣中水蒸氣的不飽和程度，并沒有將柜內(nèi)的水汽排出。
（2）用驅(qū)潮劑，在柜體內(nèi)懸掛硅膠袋，或者是其他的吸水材料，然而實際因為其吸水效果有限，且吸收的水分很難排出，所以效果往往并不明顯，維護(hù)工作量增加。
（3）用風(fēng)機(jī)，通過空氣的對流與外界干燥的空氣進(jìn)行交換達(dá)到降低電氣柜內(nèi)濕度，環(huán)境濕度較大時不起作用，易造成造成塵土、污穢進(jìn)入不能實現(xiàn)防潮目的。
（4）用膠泥封堵只可以減少水汽進(jìn)入，并無法杜絕潮濕空氣的進(jìn)入。
總結(jié)，以上方法都不能解決凝露現(xiàn)象。
中置開關(guān)柜潮濕治理
為解決中置開關(guān)柜凝露現(xiàn)象問題，雖然各局采取了相應(yīng)的防潮除濕方案，但還是不能有效解決中置開關(guān)柜凝露問題。針對以上問題，賽普瑞經(jīng)過多年的技術(shù)投入，為中置開關(guān)柜制定了的凝露解決方案，也為今后的電力設(shè)備環(huán)境測控系統(tǒng)的研制奠定基礎(chǔ)。
斷路器室、電纜室、母線室和選配的除濕產(chǎn)品：
（1）斷路器室、電纜室、儀表室選用電氣柜除濕器【柜內(nèi)除濕裝置】，每室安裝1臺。
防凝露裝置是根據(jù)電氣柜內(nèi)久聚潮濕空氣的除濕治理而研制，并按體積小、便攜安裝的設(shè)計原則，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。除濕方式采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，通過在局部制造凝露條件降低柜內(nèi)的相對濕度，直接排出凝結(jié)的水份。本裝置電源還采用AC-DC寬范圍開關(guān)電源模塊供電，可確保裝置在較低環(huán)境溫度下正常工作。
案例：10 kV開關(guān)柜—電纜室安裝
(2)母線室選用SEPRI-CS-DZ型頂置式除濕裝置，此室安裝1臺。
頂置除濕裝置是考慮到開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部空間緊湊、環(huán)境濕度高、安全距離等因素而研制的產(chǎn)品。采用大功率、高強度航空鋁材為殼體設(shè)計。安裝在開關(guān)柜頂部，采用超聲波霧化排水技術(shù)，將凝結(jié)水強制霧化隔離排出。
柜外頂置除濕裝置現(xiàn)場安裝案例照片如下：
案例：35kV開關(guān)柜--母線室安裝
案例：開關(guān)柜除濕裝置安裝示意圖
結(jié)語
上文案例的變電站對中置開關(guān)柜采用以上的凝露處理措施，經(jīng)過一年的安全措施及性能的測試，二次系統(tǒng)故障及絕緣下降得到了明顯提高?？梢?，中置開關(guān)柜安裝電氣柜除濕器和SEPRI-CS-DZ型頂置式除濕裝置起到了良好的效果。由此可見，安裝SEPRI-CS-NL型防凝露裝置和SEPRI-CS-DZ型頂置式除濕裝置是有效的除濕方案，對變電站安全運行提供了保障。