高濕地區變電站開關柜受潮分析及治理

劉屾，趙加能，王浩州，李昭，朱家良，彭兆裕

（1. 云南電網有限責任公司，昆明 650000；2. 云南電網有限責任公司電力科學研究院，昆明 650217）

0 前言

由于金屬鎧裝式開關柜其占地空間小、安裝簡單及節約用地等優點，已經在電網變電站中得到了廣泛的應用。但是在高海拔地區的變電站由于海拔跨度大、高溫高濕、晝夜溫差大等因素的影響，導致在運的開關柜內部受潮或產生凝露，導致其運行中局放數據超標、異常放電甚至會導致開關柜絕緣故障，同時由于開關柜受潮往往是大面積同時受潮[1-3]，故當開關柜故障發生時會造成大面積的開關柜損傷，給處理帶來困難。近年來，變電站開關柜故障頻繁發生，對電網造成了嚴重的經濟損失，影響電網的供電可靠性[4-8]。本文針對開關柜受潮原因分析，提出從開關室的運行環境改造、開關柜局部結構改造、加裝工業除濕系統等措施全面解決開關柜的受潮問題。

1 開關柜受潮原因分析

根據開關柜的特點，總結開關柜受潮原因在于：潮氣侵入以及潮氣無法有效排出。受潮原因主要包括：

1.1 潮氣侵入

1）高壓開關室窗戶密封不嚴、存在裂紋導致漏水、通風口無關閉功能等情況，會導致開關室外潮氣侵入。

2）電纜柜的一次電纜進線口、斷路器柜等的二次電纜進線口處密封不良或存在縫隙，會導致電纜溝內潮氣侵入。

3）外部電纜溝高于內部電纜溝、無排水泵等，會導致高壓開關室下面的電纜溝長期積水，進而導致潮氣侵入開關柜。

1.2 潮氣無法排出

高壓開關室未配置除濕裝置、開關柜無通風孔、開關柜內未配置除濕或加熱裝置、加熱器效果有限、防潮治理措施不全面。

2 開關柜受潮治理方法

采取對開關柜防潮、開關柜除潮兩個方面進行防潮處理。

2.1 開關柜防潮

1）高壓開關室除排風扇以外，其余通風口應封死。排風扇應加裝自動啟動裝置和自動扇門，平時關閉，工作時打開，保證室外潮氣無法進入室內，降低相對濕度或水蒸氣量，以改善設備內部環境，提高運行安全性。穿墻套管應密封完好，防止水分及潮氣進入開關室。

2）對于底層布置的開關室，其外部電纜溝應低于內部電纜溝，以防止電纜溝長期積水。室外電纜溝底合理布置下水管道口，將積水引至專用蓄水池，對蓄水池定期抽水，保證室外電纜溝無積水。開關室電纜溝位置示意圖如圖1所示。

圖1 開關室電纜溝位置示意圖

3）對于電纜溝潮氣較重的，加裝通風溝蓋板，必要時選擇電纜隧道除濕系統。電纜溝應做好防水防潮封堵，避免開關室外電纜溝潮氣進入開關室下電纜溝。

4）高壓室內應配備抽濕機或空調機，抽濕機應選擇工業抽濕機，抽濕機應根據開關室的大小合理配置，且功率不低于2 kW，對于100平米的開關室，建議裝設2~3臺工業抽濕機。工業除濕機工作示意圖如圖2所示。

圖2 工業除濕機工作示意圖

2.2 開關柜除潮

1）斷路器室等的二次電纜進線孔和電纜室的一次電纜進線孔可增加封板，以防止潮氣從電纜溝進入。通過對斷路器室的二次電纜進線孔和電纜室的一次電纜進線孔的封板進行折彎，將縫隙縮小到0.5 mm，再進行封堵。封堵建議選用新型自流型高分子材料，對多根電纜之間的縫隙進行完全封堵。

2）開關柜內配置加熱器或除濕裝置：加熱器應底部布置并選用帶風機的加熱器，同時開關柜內隔室頂部可開百葉窗通風孔（滿足防小動物及防塵要求），配合風機使用促進空氣交換排除潮氣；對于開通風孔存在困難的開關柜，可在內部加裝除濕裝置，并能根據溫濕度自動啟停。

3）對于凝露嚴重的開關柜，可在柜體內壁涂防凝露涂料，防止凝露。

2.3 其他措施

1）對于110 kV及以上主變中壓或低壓側受潮開關室，應加裝環境自動監測系統，實時監測開關室內溫濕度，并可據此控制排潮除濕裝置工作，排除內部潮氣。

2）對于空氣凈距不滿足技術規范書（考慮開關室所處海拔）要求的，應進行整改，包括采取硫化工藝、相間加裝絕緣隔板等可靠的加強絕緣措施，以及其他增大空氣凈距的方法。下圖為開關柜電壓互感器連接排增加相間空氣凈距如下圖3所示。

圖3 增加相間空氣凈距

3）穿柜套管應改為雙屏蔽套管，高壓屏蔽與母排的連接采用電磁軟線，電磁軟線與鋁筒以及高壓母排之間采用螺絲固定，禁止采用彈簧片接觸的安裝方式，防止接觸不良導致放電。雙屏蔽套管結構示意圖如下圖4所示。通過仿真分析采用雙屏蔽結構的套管能大大降低套管內部場強，具體數據如下表1所示。

表1 套管場強仿真數據

圖4 雙屏蔽套管結構示意圖

4）所有連接排進行倒圓角處理，減少尖端放電。連接排端部倒角處理如上圖3所示。絕緣隔板等選用憎水性較強的絕緣材料（盡量采用環氧澆鑄成型的隔板），安裝時在隔板表面涂抹憎水材料，邊緣應采取防潮措施。

3 結束語

為高壓開關柜提供一個清潔而干燥的良好運行環境是保證開關柜中電氣設備長期安全、穩定、可靠運行的基本保障條件，同時也是確保電力系統長期安全運行的重要環節。本文針對開關柜受潮原因開展分析，提出開關柜防潮、開關柜除潮、其他措施防潮治理措施，提供了消除開關柜受潮隱患的思路，為電力系統穩定運行和安全供電提供了有效保證。