變電站室外配電箱驅潮裝置的開發與應用

蘭海英

摘 要：變電站室外端子箱、電源箱設置在露天環境中，會遭受自然環境、氣候的影響，促使端子箱、電源箱老化、銹蝕、變形或出現凝露現象，這將導致端子箱、電源箱內元器件受潮，其絕緣性能降低，這會對元器件安全、有效使用帶來一定威脅。而積極開發和應用變電站室外配電箱驅潮裝置，則可以有效的控制凝露現象發生，有效的保護端子箱、電源箱，使其可以有效應用。

關鍵詞：變電站；室外配電箱驅潮裝置；開發；應用

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）24-0060-02

1 變電站室外端子箱、電源箱的運行現狀

變電站室外端子箱、電源箱是變電站中聯系一、二次設備的重要部分，在一定程度上決定變電站能否安全、穩定、高效的運行。由于變電站室外端子箱、電源箱設置在露天環境中，這使得端子箱、電源箱長期遭受雨水、暴曬、大風、冰雹等氣候條件的作用，致使端子箱、電源箱出現不同程度的受損，如老化、銹蝕、腐蝕等。除此之外，端子箱、電源箱的箱體內壁表面因溫度的降低而出現凝露現象，產生大量凝露水，而凝露水會使端子箱、電源箱內元器件嚴重銹蝕，致使其絕緣性降低，降低端子箱、電源箱的應用性。所以，在我國供電企業加緊處理變電站室外端子箱、電源箱老化、銹蝕、腐蝕等情況下，加緊消除端子箱、電源箱內凝露現象是非常必要的。

以200 kV變電站室外端子箱、電源箱為例，傳統變電站運行主要使用鐵制端子箱、電源箱，經長時間的運行，已經出現了嚴重的銹蝕，并且存在漏水、漏風等現象，再加上門軸非常容易出現銹蝕的情況，致使箱門無法打開，同時也無法關上，如果二次回路絕緣下降，就會出現短路接地的情況，后果不堪設想。為了有效解決這一問題，大部分電力企業開始用不銹鋼體端子箱取代普通端子箱、電源箱，并且對門軸門封進行改進，聯合生產廠家改良其構造，增加一些特殊裝置，從而在根本上解決門軸門封問題。隨著不銹鋼體端子箱的運用，也出現了一些新問題，不銹鋼體端子箱內依然存在很多凝霜水，導致端子箱內電氣元件出現銹蝕現象，極大的降低了其絕緣性能，使得系統絕緣性能監測預警頻頻告急。所以，在實際工作中，必須對此問題予以高度重視，從根本上解決端子箱內凝霜水問題，確保端子箱濕度符合電氣元件正常運行的需求，保證變電站的安全、有序運行。

現階段，大多數變電站高壓配電室均具備軸流風機、玻璃窗或者百葉窗等，用于室內通風散熱的裝置。從長久的工作中可以看出，這些裝置設計依然存在著一些不足，發揮的防潮除濕作用十分有限，尤其是在一些南方潮濕的區域，雨季的時候，即便全部關閉變電站高壓配電室門窗，還會由于百葉窗等裝置的存在，連通室內與室外，實現空氣流通，使得室外潮濕空氣借助百葉窗等裝置進入室內，可能造成室內電力設備潮濕。如果遇到返潮的天氣，一些高壓配電室內的潮濕度能夠超過95%，對室內高壓配電設備的運行產生了嚴重威脅，導致其無法安全、有序運行，甚至出現引爆配電柜的情況。

2 變電站室外端子箱、電源箱出現凝露現象的分析

所謂凝露現象就是指箱體內壁表面溫度下降到凝露點溫度以下時，內壁表面會發生水珠凝結現象。而凝露點溫度是指在一定溫度的空氣中，水蒸氣的最大含量成為飽和水蒸氣量，此時的空氣成為飽和空氣，飽和空氣溫度下降時，空氣中的水蒸汽將凝結成水珠，含有水蒸氣的空氣的飽和溫度，即為凝露點溫度。端子箱、電源箱凝露現象能否出現，與室內溫度、箱體溫度、相對濕度、凝露點溫度有關，其中影響較大的是環境溫度、凝露溫度、相對濕度，而從環境溫度、凝露溫度與相對濕度形成的曲線來看，環境溫度越接近露點溫度，凝露現象就越容易產生；不管空氣中的溫度如何，形成凝露的露點溫度始終不會低于環境溫度。從此點出發來開發和應用變電站室外配電箱驅潮裝置具有一定的作用。

3 變電站室外配電箱驅潮裝置的開發與應用

3.1 改善變電站室外端子箱、電源箱現狀的分析

對當前變電站室外端子箱、電源箱現狀的改善，可以采用兩種方式予以處理，其一是利用水泥與防火材料混合物加以封堵。因為變電站室外端子箱、電源箱基本采用鐵質材料，其暴露在露天環境下，長期遭受自然氣候的影響，很容易出現變形、銹蝕、老化等現象，致使箱體底部出現不同程度的損壞，電纜溝槽中的潮氣入侵，會影響端子箱、電源箱內元器件的有效應用。而利用水泥與防火材料混合物封堵端子箱、電源箱的底部，可以增強端子箱、電源箱密封性，還可以大大提高端子箱、電源箱使用性。其二是安裝驅潮裝置。也就是在端子箱、電源箱的內部安裝適合數量的加熱器和凝露控制器，在箱體外部安裝驅潮裝置，可以有效的避免端子箱、電源箱受潮，使箱體應用效果更佳。加熱除濕裝置設計原理，如圖1所示。

3.2 變電站室外配電箱驅潮裝置的開發與應用

在加裝驅潮裝置的時候，可以同時在幾個端子箱上安裝一套加熱除濕裝置，進行長期觀察，并且采集相關數據，進行橫向、縱向的比較，以此來判定檢查結果。以下是一段時間內的采集數據，見表1。

由以上數據可知，溫度有所下降，但是幅度不大，并且受環境影響作用依然較大，其原因如下：

①加熱器容量較小。端子箱、電源箱的空間比較大，而加熱器的容量只有50 W，相對來說，很難滿足實際情況的需求，進而也就無法充分發揮加熱器的作用。

②缺少濕度控制裝置。加熱器、風扇只是依靠一個小刀閘進行控制，無法實現實時控制，需要依靠人力操作完成加熱器的投切，所以，極大的降低了其可操作性，經常出現兩種極端現象：一種為加熱開關投入之后無法關閉，導致電量浪費；另一種為加熱器啟動沒有根據氣候變化執行，導致箱體內部潮濕的時候，無法充分發揮加熱器的作用，導致端子箱、電源箱內部濕度變化幅度比較大。繼續增加加熱器的容量，可以考慮加裝一個可以對濕度凝露予以控制的裝置，目前市場上的凝露傳感器基本為同一類型，也就是在一個陶瓷基板上設置高分子半導體電阻材料，之后引出兩端電極，在傳感器表面比較干燥的時候，分子間的接觸電阻就會比較小，電極兩端電阻約為1 kΩ。

當高分子材料吸收一定的水分之后，就會導致內部空間不斷膨脹，使得接觸電阻不斷增大，從而加大了電極兩端電阻率。通過加裝電子控制裝置之后，可以對電阻大小予以測試，從而感知是否出現凝露現象。以HDP-07型凝露傳感器為例，其作為一種正特性開關型元件，具有低濕度不敏感、高濕度敏感的特性，當RH在70%～100%的范圍內的時候，接觸電阻阻值就會出現改變。

通過增加加熱器數量，改進后接線形式如圖2所示，提高凝露控制水平。在加裝加熱器的時候，需要保持并聯狀態，在進行實驗的時候，其采集數據見表2。

4 結 語

綜上所述，在加裝加熱器的操作中，加熱器的作用是主導，小風扇的作用是次要。從經濟角度分析，一套裝置的總費用為200元，而小風扇價格為100元，占有50%的比例，為此，在實際運用，可以去掉小風扇，只有兩個加熱器也可以達到預期效果，所以，其具有經濟、可行的特點，值得在變電站中應用推廣。

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