500 kV HGIS匯控箱防凝露措施探析

摘要：結(jié)合香山站500 kV戶外HGIS匯控箱的實(shí)際情況，針對目前香山站匯控箱箱外、箱內(nèi)所采用的防潮措施進(jìn)行分析，找出問題根源，完善防潮措施，改善匯控箱內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，從而提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：匯控箱;防凝露;改進(jìn)

0? ? 引言

500 kV戶外HGIS匯控箱是繼電器、控制開關(guān)、二次端子等二次元器件匯集的地方，匯控箱防潮措施的好壞顯得極為重要。如匯控箱內(nèi)設(shè)備受潮，將引起交直流絕緣下降，當(dāng)溫差較大時(shí)，就會(huì)在箱體內(nèi)壁、電氣設(shè)備上產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，有可能造成開關(guān)誤跳閘、直流短路接地等故障，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成極大的安全隱患。由于各變電站戶外匯控箱設(shè)計(jì)型式及安裝地點(diǎn)等情況不同，防潮方法也不完全相同。要防止戶外匯控箱內(nèi)部受潮，使匯控箱內(nèi)部整潔干燥，防潮措施極其重要。

本文將結(jié)合香山站500 kV戶外HGIS匯控箱的實(shí)際情況，針對目前香山站匯控箱箱外、箱內(nèi)所采用的防潮措施進(jìn)行分析，找出問題根源，完善防潮措施，改善匯控箱內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，從而提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱箱內(nèi)產(chǎn)生凝露對設(shè)備的危害

500 kV戶外HGIS匯控箱是CT回路、控制回路、動(dòng)力回路、信號(hào)回路匯集的地方，內(nèi)有許多繼電器、控制開關(guān)和二次接線端子。如匯控箱內(nèi)部受潮情況嚴(yán)重，在匯控箱箱體內(nèi)壁頂部、設(shè)備表面等部位將會(huì)出現(xiàn)凝露，其箱體內(nèi)壁頂部形成的水珠會(huì)直接滴到繼電器、控制開關(guān)等元件上，造成保護(hù)誤動(dòng);繼電器上形成的露水會(huì)腐蝕金屬導(dǎo)電部位，使繼電器出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，當(dāng)其達(dá)到一定程度時(shí)，將造成繼電器誤動(dòng)或拒動(dòng);二次接線端子排上形成的露水會(huì)腐蝕端子排上的金屬導(dǎo)電部位，如混入灰塵等雜質(zhì)，腐蝕將加速，很容易導(dǎo)致交直流回路接地或短路，造成保護(hù)誤動(dòng)。箱內(nèi)無論什么元器件出現(xiàn)故障，都有可能導(dǎo)致交直流短路或接地、保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，造成電力設(shè)備事故，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進(jìn)入潮濕空氣及產(chǎn)生凝露的原因分析

根據(jù)現(xiàn)狀，一一排查潮濕空氣進(jìn)入500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)及產(chǎn)生凝露的具體原因。

（1）HGIS匯控箱地面上部位，匯控箱體采用焊接工藝，焊接縫完好;匯控箱門密封膠條完好、緊密，觀察窗密封膠條完好;匯控箱門上的上下兩個(gè)換氣孔，內(nèi)側(cè)已安裝海綿過濾，可減緩箱內(nèi)外溫差引起的空氣交換。但在箱體內(nèi)外出現(xiàn)一定溫差時(shí)，箱體外的潮濕空氣會(huì)有小部分進(jìn)入?yún)R控箱內(nèi)部，這不是匯控箱潮濕空氣進(jìn)入的主要原因。當(dāng)箱體內(nèi)的空氣與環(huán)境中的潮濕空氣交換時(shí)，如果箱體內(nèi)溫度低于空氣露點(diǎn)溫度，進(jìn)入箱內(nèi)的空氣接觸到箱內(nèi)設(shè)備時(shí)，設(shè)備表面會(huì)發(fā)生水珠凝結(jié)現(xiàn)象。在南方春季特有的回南天時(shí)期，受冷弱空氣及暖濕氣流影響，氣溫回升迅速，暖濕空氣溫度與地表物體存在明顯溫差，空氣濕度大至接近飽和程度，當(dāng)暖濕空氣大量進(jìn)入箱內(nèi)，遇到比氣溫低的箱壁、元件時(shí)，就會(huì)在箱體內(nèi)產(chǎn)生凝露。

（2）HGIS匯控箱下部，從電纜溝到進(jìn)入?yún)R控箱底部的電纜入口、匯控箱底部與下部溝槽之間采用無機(jī)防火堵料進(jìn)行封堵，但由于電纜多，電纜與電纜之間有縫隙。HGIS匯控箱下部溝槽地面不平，有低洼部位，下雨時(shí)，匯控箱下部溝槽會(huì)有積水。一般情況下，電纜溝內(nèi)、匯控箱下部比較潮濕，當(dāng)空氣濕度比環(huán)境空氣濕度高時(shí)，因電纜溝上方被電纜溝蓋板蓋住，溝內(nèi)外空氣只能通過縫隙進(jìn)行弱交換。當(dāng)電纜溝蓋板受太陽光照射，電纜溝內(nèi)空氣溫度升高時(shí)，由于氣溫發(fā)生變化，空氣體積將隨著溫度發(fā)生變化：氣溫升高，空氣體積變大，需要向外排氣;氣溫降低，空氣體積變小，需要向里吸氣。在電纜溝“呼吸”空氣的過程中，潮濕空氣就會(huì)通過匯控箱底部二次電纜之間的縫隙進(jìn)入?yún)R控箱內(nèi)。電纜間隙越大，潮濕空氣越容易進(jìn)入箱內(nèi)，這是匯控箱進(jìn)入潮濕空氣的主要原因。當(dāng)進(jìn)入?yún)R控箱內(nèi)的水汽達(dá)到一定程度時(shí)，因箱內(nèi)空氣溫度較高，如遇匯控箱周圍氣溫驟降等現(xiàn)象，箱體外殼就會(huì)降溫，當(dāng)溫度降至露點(diǎn)時(shí)，凝露開始出現(xiàn)，降溫越明顯，凝露水越多。此時(shí)，箱內(nèi)的空氣濕度維持在飽和狀態(tài)，電氣元件上集聚的灰塵具有吸潮功能，就會(huì)造成元件表面潮濕，產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能降低，影響設(shè)備安全運(yùn)行。

3? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部驅(qū)潮效果差導(dǎo)致產(chǎn)生凝露的原因分析

匯控箱原設(shè)計(jì)在底部（靠匯控箱門旁）安裝了一個(gè)大功率的加熱器（300 W），對匯控箱內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行加熱驅(qū)潮，以解決凝露現(xiàn)象。由于匯控箱體積比一般端子箱、機(jī)構(gòu)箱大很多（其體積為長1.2 m×寬0.85 m×高2.3 m），即使在箱內(nèi)進(jìn)入潮氣不嚴(yán)重的情況下，加熱器正常啟動(dòng)加熱，也會(huì)造成箱體內(nèi)上下溫差較大。靠匯控箱門側(cè)有驅(qū)潮效果，但匯控箱左右兩側(cè)、后側(cè)及頂部后側(cè)有水汽，則驅(qū)潮效果效果不明顯。如果遇到環(huán)境空氣濕度高、溫差變化較大的情況，箱內(nèi)進(jìn)入潮氣加劇，就算加熱器啟動(dòng)驅(qū)潮，但在匯控箱左右兩側(cè)、后側(cè)及頂部后側(cè)凝露還是比較明顯。驅(qū)潮效果差，也是凝露產(chǎn)生的原因。由于匯控箱內(nèi)只有一個(gè)加熱器，當(dāng)加熱器損壞時(shí)，將會(huì)失去驅(qū)潮功能，凝露會(huì)更加嚴(yán)重。

4? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進(jìn)入潮濕空氣的改進(jìn)措施

根據(jù)上述分析得出的500 kV戶外HGIS匯控箱進(jìn)入潮濕空氣的原因，采用下列防潮措施進(jìn)行改進(jìn)，可以減少進(jìn)入?yún)R控箱內(nèi)部的潮濕空氣，但無法杜絕潮濕空氣的進(jìn)入，仍需結(jié)合驅(qū)潮裝置一起使用。

（1）針對匯控箱底部與下部溝槽間電纜與電纜之間有縫隙，為防止下部潮氣進(jìn)入箱柜內(nèi)部，重新對匯控箱內(nèi)二次電纜封堵進(jìn)行加固，采用高分子材料進(jìn)行封堵，以減小二次電纜之間縫隙，減少進(jìn)入?yún)R控箱內(nèi)的潮濕氣體。

（2）針對HGIS匯控箱下部電纜溝到進(jìn)入?yún)R控箱底部的電纜入口，采用無機(jī)防火堵料進(jìn)行再次封堵，減小電纜與電纜之間的縫隙，減少潮濕氣體的進(jìn)入。

（3）針對HGIS匯控箱下部溝槽地面不平的情況，用水泥等材料將其倒成一個(gè)盡量大的傾斜角，其低位靠電纜溝側(cè)，避免溝槽內(nèi)積水。同時(shí)，向溝槽內(nèi)放置部分防潮防火材料，以減小內(nèi)部空間，減少潮濕氣體的進(jìn)入與積聚。

（4）將靠近HGIS匯控箱的電纜溝蓋板改成易揭熱鍍鋅電纜溝蓋板，蓋板面不能太光滑，而且要在蓋板開多個(gè)透氣孔，每個(gè)透氣孔直徑為30 mm，間距50 mm左右（具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況自定），使電纜溝內(nèi)潮濕空氣向外蒸發(fā)，減少潮濕空氣的進(jìn)入。

（5）將HGIS匯控箱地面與箱底有夾層的一面（靠近電纜溝側(cè)）開透氣孔（圖1），每個(gè)透氣孔直徑為10 mm，間距20 mm左右（具體尺寸可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況自定），使溝槽里潮濕空氣向外蒸發(fā)，減少潮濕空氣的進(jìn)入。

5? ? 500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部防止凝露的改進(jìn)措施

針對500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)部加熱驅(qū)潮效果差的主要原因進(jìn)行改造。為改善驅(qū)潮效果，綜合各方面考慮采用如下方法：

（1）在匯控箱的頂蓋及內(nèi)側(cè)可加貼隔熱材料進(jìn)行隔熱，可在一定程度上降低箱體內(nèi)外溫差。

（2）對加熱器的安裝位置進(jìn)行改造，從單個(gè)加熱器單獨(dú)加熱形式改為分層分散的加熱形式（圖1）。安裝要求以不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，方便運(yùn)行人員巡視和檢修人員檢修為前提。首先對匯控箱內(nèi)部空間進(jìn)行測量和研究分析，擬定最佳安裝位置。經(jīng)分析，可在底部、中部（兩排）和頂部共安裝四排（每排四個(gè)，每個(gè)25 W）小功率加熱器，其中三排用角鐵固定安裝在匯控箱活動(dòng)內(nèi)門的后面，而且三排上下之間需要有錯(cuò)位，不要在一條垂直線，這樣工作效果最好，還可避免加熱器工作時(shí)的相互影響。活動(dòng)內(nèi)門側(cè)的設(shè)備元件要用防熱板防護(hù)，并與加熱器有一定的距離。當(dāng)加熱器啟動(dòng)后，由于采用分散布置形式，箱體內(nèi)各部位加熱比較均勻，箱體內(nèi)上、下部位溫差降低，從而防止了凝露的發(fā)生。

（3）對于加熱器，采用兩排長期加熱和兩排自動(dòng)控制加熱的控制方式，其中底部與中部靠上的一排熱器采用長期加熱形式，另外兩排采用溫度及濕度控制的形式。溫度及濕度控制值可按所在局規(guī)定要求設(shè)定，一般溫度控制器整定值設(shè)置為低于25 ℃投入，濕度整定值設(shè)置為高于75%投入，具體設(shè)置要求可按各站地理位置和環(huán)境氣候情況適當(dāng)調(diào)整，但站內(nèi)設(shè)備要全部統(tǒng)一。

（4）在匯控箱底部再加裝一臺(tái)小功率抽濕機(jī)（圖1），將其排水管引出箱體外，并采用長期運(yùn)行的形式。因?yàn)橛眉訜崞鲗ο潴w內(nèi)部進(jìn)行加熱，可解決凝露問題，但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，并沒有將箱體內(nèi)的水汽排出，只有利用抽濕機(jī)將箱體內(nèi)潮氣抽出，才能徹底消除凝露現(xiàn)象。

6? ? 效果檢查

在上述防潮措施完善后，結(jié)合大雨后、持續(xù)潮濕天氣、環(huán)境溫度變化較大等情況對匯控箱內(nèi)部進(jìn)行檢查，均未發(fā)現(xiàn)凝露現(xiàn)象，500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)凝露問題徹底解決，改善了箱內(nèi)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，提高了設(shè)備運(yùn)行可靠性，確保了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

7? ? 結(jié)語

本文對500 kV戶外HGIS匯控箱內(nèi)進(jìn)入潮濕空氣的情況、產(chǎn)生凝露的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)合實(shí)際情況制定了改進(jìn)措施。加熱驅(qū)潮方法改進(jìn)后，新加熱器不但耐用而且更換方便，在一兩只加熱器燒壞的情況下，對匯控箱內(nèi)加熱驅(qū)潮功效影響很小。本文所述改進(jìn)措施方便了運(yùn)行人員日常檢查維護(hù)，提高了運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量，保證了匯控箱內(nèi)設(shè)備在良好環(huán)境下運(yùn)行，徹底消除了設(shè)備產(chǎn)生凝露的安全隱患，提高了站內(nèi)設(shè)備的健康水平。

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收稿日期：2020-08-20

作者簡介：溫焯飛（1973—），男，廣東中山人，工程師，主要從事變電運(yùn)行管理工作。