淺談變電站端子箱凝露結霜的危害和防治

朱世民　蔣志軍

摘 要：文章對端子箱在變電站作用的進行說明，簡述端子箱凝露結霜后給變電站一二次設備帶來的危害；通過端子箱凝露結霜原因的分析，提出端子箱泥路結霜防治的方法，并在實際應用中取得成效。

關鍵詞：端子箱；凝露結霜；受潮

1 概述

變電站端子箱是變電站內重要的設備，其作用是連接戶外一次電氣設備與戶內保護測控等二次設備，端子箱通常安裝在一次設備旁。在空氣濕度較大時，如夏季的多雨天氣，戶外的斷路器、電流互感器等端子箱潮濕空氣容易進入，在其內部造成凝露或積水；冬季的雨雪天氣，端子箱能的水汽在低溫的作用下容易在段子排上形成霜凍或結冰；這些現象都可能導致直流系統的對地絕緣下降，情況嚴重時將造成直流系統二次回路正對地或負對地絕緣電阻下降到零，從而形成直流接地“接死”。如果直流系統正負回路上有兩點接地，則引起直流空開跳閘或熔斷器熔斷，在此時一次設備發生故障將造成保護裝置誤動或拒動，損壞電力設備，情況嚴重時造成局部電網拖網，對電網的安全運行構成威脅。端子箱受潮還會使箱內端子排上的金屬件生銹，在螺絲和連接片上形成已成鐵銹或銅銹使二次端子接觸不良；由于鐵銹銅銹產生的接觸電阻，使二次電流回路中端子發熱，當銹跡增多時，接觸電阻也不斷增大嚴重時燒毀端子排，同樣也會造成保護裝置拒動或誤動，引起電力設備事故。而互感類設備、隔離開關等電壓和空開信號端子如接觸不良則會造成保護測控裝置誤發信號、裝置運行異常，給運維人員增加工作量，且易導致運維人員在判斷異常時作出錯誤結論。所以端子箱凝露結霜的成因進行查找分析并采取相應的措施，對該類設備造成的異常及事故地防止具有重要的意義。

2 端子箱凝露結霜的成因分析和危害

在西北地區由于白天晚上的溫度變化較大，部分變電站地勢低洼且其離農田或池塘較近，該變電站相比其他變電站空氣就比較潮濕，在運維人員日常的巡視維護檢查過程中經常發現這些變電站的端子箱內頂部、箱壁均有凝結水珠。而凝結的小水珠在箱體內壁或頂部逐漸匯集慢慢變大，當變大到一定程度時由于其表面張力小于其自身所受重力時，其在重力作用下掉落，如果較多水珠滴落到運行設備的端子排上，就會造成箱內二次回路的接地或短路，嚴重時造成斷路器的誤動或拒動，破壞嚴重。冬季時，白天端子箱在陽光的照射下溫度升高，水汽上升凝結落到端子上；但是夜晚來臨時，溫度下降快，這樣落下的水珠就會在端子上凝結成霜或者凍結成冰塊。端子箱經過白天太陽的暴曬、內部電器的發熱，箱體內溫度高，使水蒸發霧化，晚上溫度低，且箱體是金屬材質，溫度下降快，箱內潮濕的熱空氣碰到冰冷的箱壁，在箱體內壁上形成了凝露水珠。如地處西北地區的某330kV變電站在夏季雷雨過后，110kV設備區經常會報直流接地故障信號，原因就是110kV設備區端子箱頂部有小水珠落到端子上造成的。經過上述的分析發現端子箱凝露結霜的兩大因素是空氣潮濕和晝夜溫差過大。

3 凝露結霜的防治

由于凝露和結霜都是由于端子箱內的濕度大造成的，因此該問題應對端子箱內電纜孔洞進行封堵，同時對端子箱采取除濕和通風。首先是除濕，打開端子箱內加熱器，使箱內溫度升高，加快端子箱內空氣的對流，使潮濕空氣的溫度相對升高，從而減小其相對濕度。通風，使加快箱體內濕氣揮發速度，減少箱體內潮濕空氣，降低柜內外的溫差。

3.1 嚴密封堵端子箱和電纜溝

由于端子箱與電纜溝相連，電纜溝道通常在變電站內地勢都比較低洼，在下水不暢時容易結水，溝道內空氣以就比較潮濕。在變電站改造后，如未及時封堵電纜孔洞，孔洞封堵材料老化、脫落等原因，都會造成孔洞封堵不嚴，使端子箱內比較潮濕。因此選用性能良好的材料（防火板和防火泥）對孔洞進行封堵，有效的隔離潮濕空氣進入通道。

3.2 自然通風原理

由于端子箱的高度和電纜溝的高度都是1.5米左右，根據煙囪效應端子箱低部就相當于煙囪效應的中合面。濕冷空氣存在于電纜溝道內，在白天天氣熱的時候，濕冷空氣從電纜溝經端子箱底部后由端子箱上部排氣孔排出，就完成冷熱空氣的流通。這樣，箱體內外的溫度差也降低，凝露便不會形成。對于已經投運的端子箱需要簡單的改造：在端子箱底部開小孔，小孔上覆蓋濾網以防止灰塵和小動物的進入，便可以得到一個自然通風的箱體。或者在電纜溝道側方開孔，這樣電纜溝道中的水汽就有了出口，而不會從端子箱內滲出。

3.3 通風、驅潮措施

在端子箱上呼氣孔處增設小風扇，在端子箱內部形成負壓區，使潮濕空氣能夠從上呼氣口排到箱外；箱底裝設加熱器，并經溫、濕度控制器自動控制，防止夏季雨季潮濕空氣在端子排上凝露；及在冬季潮濕空氣進入端子箱后在端子排上凝結上凍，造成端子排短路。

3.4 設計合理箱體

合理的箱體設計有利于減小凝露和水滴對端子的破壞，設計端子箱時將頂部做成有一定傾角，這樣，首先是外部有利于雨水順勢下落，雪天時不易在其頂部堆積，其次是內部形成的水珠順傾斜的箱壁滑下，而不至于落到端子排上。在端子箱的側面開兩個孔洞，一個在柜體側面下方開設孔洞，另一個則在上方開設，這樣就會在端子箱內部對流式形成空氣流通出口通道。最后是在端子箱底部加增高座，使端子箱不直接和電纜溝道旁的水泥基礎接觸，并在增高坐上開一些出氣孔洞，使煙囪效應更加明顯，電纜溝道中的水汽直接從這些小孔中除去，而不在進入端子箱內。

4 結束語

通過對端子箱凝露結霜原因的分析，找到問題的根源，并提出了問題解決的辦法。此法不僅能避免端子箱形成凝露結霜，還可以達到快速驅潮、通風目的，使已經形成的水珠凝露快速消失。青銅峽變通過對110kV端子箱的改造，使其原本潮濕的端子箱變得干爽。雖然變電站的端子箱看似一個簡單的附屬設備，但其在變電站中的起到的重要作用，平時應加強對端子箱的管理維護，以保證設備健康安全的運行。

作者簡介：朱世民，男，工程師，學士，從事變電站運維工作。