淺談高壓配電室的防潮除濕治理

蔣金城

一、概述

淮安抽水站變電所為一座110kV變電所，工程位于淮安水利樞紐院內(nèi)，系淮安樞紐內(nèi)江水北調(diào)、南水北調(diào)東線淮安一、二、三、四抽水站等工程專用變電所，承擔(dān)著對裝機(jī)容量約32500kW 抽水站及淮安水利樞紐內(nèi)其他水利工程的供電保障任務(wù)，工程自運(yùn)行以來，在江水北調(diào)、南水北調(diào)及流域地區(qū)抗旱、排澇、調(diào)水等任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

變電所高壓配電室室內(nèi)的高壓設(shè)備是整個配送電系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行狀態(tài)對整個供電系統(tǒng)安全運(yùn)行起著重要影響，高壓電氣設(shè)備長期在60%以上的濕度環(huán)境中運(yùn)行，水汽受到強(qiáng)電磁場易產(chǎn)生電離，電離出的氧離子與空氣中氧分子結(jié)合即產(chǎn)生了臭氧，因臭氧極不穩(wěn)定，會對環(huán)氧樹脂等絕緣材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，降低其絕緣性能。同時由于濕度較大，電氣設(shè)備表面及柜內(nèi)會產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，容易產(chǎn)生爬電現(xiàn)象，長期以往將進(jìn)一步降低其絕緣性能，并最終會導(dǎo)致短路，從而發(fā)生安全故障甚至安全事故。

二、高壓室存在問題及原因分析

2018年汛前，淮安抽水站變電所在對35kV 高壓室日常巡視中發(fā)現(xiàn)該室氧臭味較濃，夜間檢查中發(fā)現(xiàn)淮安三站線（311）出線電纜頭發(fā)生輕微爬電現(xiàn)象。日常開柜檢查中發(fā)現(xiàn)，斷路器絕緣體表面及柜內(nèi)表面凝露現(xiàn)象明顯，高濕天氣檢查時可見明顯凝露，非高濕天氣時可清晰看到凝露時留下的斑紋，母排及電纜轉(zhuǎn)接頭處有輕微的銅銹現(xiàn)象。年度預(yù)防性試驗(yàn)中部分設(shè)備絕緣數(shù)值較上一年下降明顯，且少部分設(shè)備絕緣值明顯低于正常值范圍。

通過日常巡視及日常檢查情況，結(jié)合年度試驗(yàn)結(jié)果分析，上述存在的問題，系淮安抽水站35kV 高壓室及高壓柜內(nèi)部濕度較大所致，高壓設(shè)備在此條件下運(yùn)行，已影響了整個供電系統(tǒng)安全運(yùn)行，急需進(jìn)行整治。

三、高壓開關(guān)柜內(nèi)部潮濕產(chǎn)生的因素

1.高壓室所處位置容易產(chǎn)生潮濕

為了方便電纜鋪設(shè)，高壓室一般設(shè)置在一樓，本身就容易產(chǎn)生潮濕，同時由于淮安抽水站變電所35kV 高壓室又設(shè)置在控制樓靠北側(cè)一排的房間，常年照不到陽光，更易導(dǎo)致潮濕。

2.高壓室內(nèi)外形成空氣交換

6～35kV 高壓室內(nèi)大多設(shè)排氣扇或百葉窗進(jìn)行通風(fēng)散熱，當(dāng)室外濕度較大時，內(nèi)外空氣容易形成對流，從而導(dǎo)致室內(nèi)濕度過大。

3.高壓柜密封密不透風(fēng)

高壓柜一般采用全封閉式鎧裝式，內(nèi)部的手車室、電纜室、母線室也是相互獨(dú)立的，且頂部和前后柜面沒有透氣孔，無有效的散熱通風(fēng)口。

4.電纜孔密封不嚴(yán)

由于電纜孔封堵不嚴(yán)，潮氣通過電纜溝封堵處接縫進(jìn)入柜內(nèi)，且高壓柜密封，進(jìn)入后又無法排出，使其積聚在柜內(nèi)。

5.外部環(huán)境高濕

淮安地處淮河流域，每年的6、7月份的梅雨季節(jié)均持續(xù)時間較長，該段時間低壓高濕，有時濕度甚至超過90%，導(dǎo)致高壓室電氣設(shè)備內(nèi)部容易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。

6.高壓柜內(nèi)加熱裝置除濕效果差

圖1 空氣焓濕圖

表1 配電房常規(guī)狀態(tài)情況表

表2 除濕機(jī)具體技術(shù)參數(shù)表

通過開柜檢查發(fā)現(xiàn)，在柜內(nèi)加熱設(shè)備啟動前，柜內(nèi)已形成凝露，且加熱效果不明顯，通過加熱排除凝露花費(fèi)時間較長。同時由于高壓柜密封，凝露的水分只是由于被加熱后變成氣體，無法有效排出柜外，遇有溫差變化較大時依然產(chǎn)生凝露。

四、解決方案

1.隔斷高壓室與外界的空氣交流

進(jìn)一步密封高壓室門窗，提升了門窗氣密性；對電纜孔重新進(jìn)行了封堵，隔絕外部潮濕氣體通過電纜溝進(jìn)入高壓室。

2.讓高壓柜內(nèi)外、高壓室內(nèi)電纜溝內(nèi)外形成空氣對流

分別對高壓柜手車室、電纜室、母線室進(jìn)行改造，對手車室原封閉的柜門設(shè)置通風(fēng)散熱孔，將高壓柜頂部密閉的蓋板更換為有通風(fēng)格柵孔的蓋板，讓高壓柜內(nèi)空氣與柜外空氣形成對流。

對高壓室內(nèi)部電纜溝蓋板進(jìn)行改造，將電纜溝兩頭的鋼制蓋板更換為高分子格柵蓋板，使得室內(nèi)電纜溝與高壓室形成氣體對流。

3.合理增設(shè)除濕裝備

根據(jù)房間情況，選擇設(shè)置合適型號的除濕機(jī)，對室內(nèi)空氣進(jìn)行整體除濕，降低整個高壓室內(nèi)部的空氣濕度。

五、除濕設(shè)備的選擇

根據(jù)配電房常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算其單位時間內(nèi)所需除濕量選擇合適的除濕度機(jī)。

1.配電房常規(guī)狀態(tài)情況

配電房常規(guī)狀態(tài)情況見表1。

2.除濕后環(huán)境狀態(tài)控制

確保除濕后溫度不高于25℃，濕度（RH）不高于60%。

3.除濕機(jī)選擇

（1）計(jì)算公式

W=V·P·（X2-X1）/1000·1.2（kg/h）

式中：W 為所需除濕量（kg/h）；P 為空氣密度（kg/m3），取1.29；V 為場所體積；X2為除濕前空氣含濕量；X1為除濕后空氣含濕量；1.2 為安全系數(shù)(損耗)。

（2）除濕量計(jì)算

根據(jù)圖1空氣焓濕圖，查得狀態(tài)A（溫度30 ℃，濕度90%）時空氣含濕量X2=24.35g/kg，狀態(tài)B（溫度25℃，濕度60%）時空氣含濕量X1=11.89g/kg，帶入除濕量計(jì)算公式算得，除濕量W=12.15kg/h。

（3）除濕機(jī)型號的選型

根據(jù)上述數(shù)值計(jì)算，考慮房間密閉性、房間防潮能力等，配備2 臺除濕量為7kg/h 的除濕機(jī)即可滿足除濕要求，具體技術(shù)參數(shù)如表2。

六、取得效果

通過以上措施，淮安抽水站35kV高壓室內(nèi)濕度一直穩(wěn)定在60%以下，日常巡視中無明顯異味；經(jīng)多次夜間巡視，311 電纜頭再未發(fā)現(xiàn)爬電現(xiàn)象；經(jīng)日常開柜檢查，柜內(nèi)及設(shè)備表面未見凝露現(xiàn)象；經(jīng)2019年汛前預(yù)防性試驗(yàn)，各項(xiàng)設(shè)備運(yùn)行狀況良好，絕緣指標(biāo)值均處于正常值水平。

七、結(jié)語

高壓開關(guān)柜是整個配送電系統(tǒng)的重要組成部分，內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行狀況對電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著重要的保障作用。通過采用切實(shí)可行的除潮措施，改善高壓開關(guān)柜高濕運(yùn)行環(huán)境，可有效避免各類安全故障的發(fā)生，從而進(jìn)一步提升供配電保障水平■