變電站戶外端子箱規范化探討

鄒超勛

（廣東電網有限責任公司陽江供電局，廣東陽江529800）

0 引言

目前變電站設計已經標準化、模塊化，二次系統的保護設備、二次回路也有了相應規范和接線標準。這些標準的應用對于提升繼電保護運行、管理水平，降低現場作業風險，提高現場作業標準化水平，減少繼電保護“三誤”事故起了重要作用。但變電站戶外端子箱作為一次設備與保護、測控裝置間不可或缺的連接設備，卻一直沒有相應規范或標準，造成各設備廠商生產的端子箱內部配置和功能都不盡相同，給運行管理和維護帶來了各種不便。

1 變電站戶外端子箱介紹

高壓場地的戶外端子箱主要有開關端子箱、PT（TYD）端子箱、主變本體端子箱三大類。戶外端子箱按間隔設置，如每一開關間隔、每一PT間隔、每一主變間隔都分別設置一個端子箱。

戶外端子箱作用和地位相當重要，它作為一次設備與保護、測控裝置間不可或缺的連接設備，其內部包含有保護電流回路、刀閘操作及信號回路、交直流電源回路及加熱除濕回路等，還有眾多的按鈕、轉換把手、空氣開關及繼電器等元器件。

由于戶外端子箱工作在戶外，不可避免地常年受自然條件的影響，工作環境可以說相當惡劣。特別是在沿海地區的春夏季，空氣濕度高，鹽分高，潮濕和高溫將不可避免地影響到端子箱內部，如果端子箱內部的除濕裝置故障，會造成內部接線和元器件銹蝕老化，如密封不好，還會滲水及爬進壁虎等小動物，導致二次回路出現短路跳閘、絕緣降低、直流接地等故障，給電網的安全運行帶來危害。為確保證戶外端子箱內部環境良好，運維人員對其巡查可以說花了相當多的人力、物力。所以，戶外端子箱產品質量的優劣，很大程度上會影響到日后的運維工作。

戶外端子箱的內部設計和配線各廠家也不盡相同，二次回路端子排在功能上沒有合理分區，在命名上不統一、不規范。各回路功能或接線不能一目了然，帶來了現場作業的風險。運維人員在現場工作時，往往要花大量時間來核對圖紙資料。

2 目前變電站戶外端子箱的缺點

（1）端子排布置不合理。端子排布置沒有按“功能分區，端子分段”的原則進行設計，如CT回路、刀閘控制回路、信號回路等功能沒有明顯分區分段，各功能接線不能一目了然。存在交直流混排，操作、信號、閉鎖回路混搭，走線混亂等問題，在驗收或故障處理時都需耗費繼保人員大量時間精力去核對端子排接線，明顯增加了繼保人員作業難度和作業風險。

（2）端子排分段命名沒有規范化。端子排分段沒有按具體功能進行命名，如CT回路端子排段應命名為ID，信號端子排段應命名為YX，大多數端子箱只是按列簡單命名為1P、2P或1X、2X等，不能直觀地顯示端子排功能。

（3）箱體內部結構設計不合理。端子箱設計過于緊湊，內部空間窄小，元件位置不利于維護，繼保人員作業活動范圍受限，會有誤碰其他回路的風險。這種現狀給繼保和運維人員在驗收、維護及試驗工作中帶來了諸多不便和作業風險。

（4）沒有明確IP防護等級，箱體耐久性不足。一些廠家為節省成本使用較差材料，端子箱運行一段時間后，出現箱體密封性不好、門板脫落、把手生銹、進水漏水等問題，導致內部線路及元件起霉、生銹腐蝕，使回路接觸電阻過大或絕緣降低，會造成開關拒動或直流接地等嚴重影響設備安全運行的故障。

（5）箱體內環境控制手段不足。例如箱體內只有一個簡單的溫濕度傳感器和加熱裝置；熱源功率不匹配，功率過大或過??；位置放置不合理，如離導線過近燒傷導線。

（6）箱體內的元器件如TYD電壓繼電器，型號不一，導致備品備件管理困難。

造成上述狀況的原因是沒有變電站戶外端子箱設計規范及接線標準可供參考，廠家在設計制造端子箱時各自為政。目前一個標準的220 kV變電站端子箱數目就多達幾十個，且型號不一，內部元件布置不盡相同。雖然各廠家生產的端子箱都能實現所需功能，但細究起來，設備廠家只根據現場功能、業主要求及自身經驗來制造端子箱，這使得各廠家制造出的成品端子箱的大小、外觀、內部結構、元件配置都不盡相同，特別是各功能分區和端子排布置，離繼電保護的規范化還有相當差距。因為無強制標準依據，導致驗收、維護過程中出現上述系列問題時，無法找到標準進行整改解決，往往在廠家、施工方、供貨商和監理之間扯皮、推諉，問題長時間得到不解決，影響驗收進度和驗收人員的執行力。且由于各端子箱設計的不統一，對這些端子箱的維護如封堵，檢查有無小動物、進水，除濕裝置是否正常等需花費運維人員大量的時間和精力。

3 變電站戶外端子箱規范化探討

目前變電站的設計已標準化、模塊化，各電壓等級的保護設備也有了具體設計規范。以Q/CSG 110035—2012《南方電網10 kV～110 kV線路保護技術規范》為例，它規范了10～110 kV線路技術原則、配置原則、組屏方案、端子排設計、壓板設置和二次回路設計，提高了繼電保護設備的標準化水平，為繼電保護的制造、設計、管理和運行維護工作提供了有利條件，提升了繼電保護運行、管理水平。又如Q/CSG 11102001—2012《南方電網220 kV變電站二次接線標準》規范了變電站二次接線設計，統一了各設計單位的二次回路設計，降低了現場作業風險，提高了現場作業標準化水平，減少了繼電保護“三誤”事故。

因此結合生產實際，參照網省公司的有關規范規定，制定變電站高壓場地戶外端子箱的技術規范和接線標準，對各類戶外端子箱進行二次系統標準化設計，使同一類型端子箱功能配置、回路設計、端子排布置統一，同樣有利于提高變電站二次設備的安全運行水平，降低繼電保護現場作業風險，提高現場作業標準化水平，減少繼電保護“三誤”事故，也有利于節省運行維護成本，提高經濟效益。

3.1 戶外端子箱應明確的技術規范

（1）箱體材料：應明確采用何種箱體制作材料。如采用冷軋鋼板或不銹鋼鋼板制造，厚度應達到多少。

（2）外觀大?。簯鞔_各電壓等級端子箱的外觀及尺寸，相對而言，電壓等級越高，端子箱內部的二次回路接線越多，箱體也必然需增大，要做到外觀統一、大小適合。

（3）防護等級：應明確端子箱的防護等級及防震等級，防護等級應達到IP54級別，有效防塵和防水噴濺。

（4）內部設計：應明確端子箱的內部設計，滿足功能需求。應區分空氣開關安裝區、繼電器安裝區、操作面板區及加熱器安裝區等，各區應利于運維人員檢修和維護，便于更換元器件。

（5）端子箱內環境控制：明確端子箱內溫濕度控制要求及控制器要求。應確定端子箱的內部溫度及濕度限值，達到限值采取相應措施除濕或降溫；應采用PTC材料元件制作的加熱器作為除濕裝置，PTC材料的發熱器，發熱體有熱阻小、換熱效率高的優點，是一種自動恒溫、省電的電加熱器，突出特點在于安全性能上，任何應用情況下均不會產生如電熱管類加熱器的表面“發紅”現象，從而引起燙傷、火災等安全隱患。相比采用電阻絲的加熱器，優點是壽命長、表面溫度可控、免維護。

（6）二次回路及端子排：按“功能分區，端子分段”進行設計，符合南方電網有關標準及反措要求。應設電流端子排段、電壓端子排段、信號端子排段、各刀閘操作及閉鎖端子排段、交流電源端子排段，各不同功能端子排應合理布置，便于走線及維護。各功能端子排所用端子應符合有關標準，如電流電壓回路應用試驗端子，而交流回路必須用滿足回路電流的端子。各功能段都必須有一定數量的備用端子。

3.2 戶外端子箱應滿足的接線標準

各電壓等級的戶外端子箱應符合南方電網相應的元件及線路保護規范要求，特別是端子排的功能分區分段及命名應按規范統一；各電壓等級的戶外端子箱應符合南方電網各電壓等級的變電站二次接線標準要求，二次回路接線和標號應和接線標準一致；各電壓等級的戶外端子箱二次回路應執行南方電網的最新反措要求。

4 結語

變電站戶外端子箱進行規范化設計和接線標準化設計，統一同一類型端子箱功能配置、回路設計、端子排布置，必然有利于提高變電站二次設備的安全運行、管理水平，降低繼電保護現場作業風險，提高現場作業標準化水平，減少繼電保護“三誤”事故。