一、概況:近年來(lái)，高壓金屬鎧裝開關(guān)柜因其防護(hù)等級(jí)高、運(yùn)行可靠、斷路器手互換性好、維護(hù)方便等特點(diǎn)，在6~35kV電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊，容易出現(xiàn)潮濕、結(jié)露、放電等現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。如果高壓金屬鎧裝開關(guān)柜的內(nèi)部長(zhǎng)期潮濕，導(dǎo)電部分的表面材料的氧化將加速，在絕緣部分的表面上將形成冷凝，并將引起放電。放電會(huì)降低開關(guān)柜中絕緣部分的絕緣性能，甚至引起絕緣擊穿，從而造成接地停電或相間短路事故。在嚴(yán)重情況下，還會(huì)導(dǎo)致開關(guān)柜爆炸的重大事故。接下來(lái)，陜西四普電氣環(huán)境管理廠分析了高壓金屬鎧裝等于0+水分的原因，并找出了解決辦法，對(duì)防止事故發(fā)生具有積極意義。

二、高壓金屬鎧裝開關(guān)柜故障和事故引起的內(nèi)部潮濕

故障現(xiàn)象1:2018年5月，某站檢修6kV開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)多臺(tái)開關(guān)柜內(nèi)部腐蝕和生銹。

故障現(xiàn)象2:2018年7月，某站檢修35KV開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜頂部結(jié)露現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)部絕緣絕緣性能下降，導(dǎo)致?lián)舸┈F(xiàn)象。

故障現(xiàn)象3:2018年7月，南方一家供電公司的一個(gè)絕緣子被燒毀。經(jīng)過(guò)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)燃燒的原因與開關(guān)柜濕度有關(guān)。

三、高壓金屬鎧裝開關(guān)柜內(nèi)部水分分析

經(jīng)過(guò)多年的開關(guān)柜陜西四普水分管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下原因:

1.通風(fēng)散熱效果差

6~35kV高壓金屬鎧裝開關(guān)柜采用全封閉結(jié)構(gòu)，頂部及前后柜無(wú)氣孔。室內(nèi)手車室、電纜室、儀表室和公共汽車室也是相互獨(dú)立的。設(shè)計(jì)和制造中沒(méi)有充分考慮合理有效的自然通風(fēng)。

2、6~35kV高壓金屬鎧裝開關(guān)柜電纜室底部密封不嚴(yán)

由于高壓開關(guān)柜采用全封閉結(jié)構(gòu)，所有引出線均為電纜引出線，電纜溝的濕氣容易從電纜孔和底部接頭進(jìn)入機(jī)柜，進(jìn)入后不能順利排出，導(dǎo)致濕氣在機(jī)柜內(nèi)積聚。

3.外部環(huán)境潮濕，溫差變化很大

在夏季和秋季，當(dāng)溫度相對(duì)較高時(shí)，溫差大而潮濕。當(dāng)白天環(huán)境溫度上升時(shí)，機(jī)柜內(nèi)的溫度還沒(méi)有上升，但是機(jī)柜外的溫度已經(jīng)迅速上升。此時(shí)，機(jī)柜內(nèi)的空氣會(huì)因溫差而形成濕氣。當(dāng)水分達(dá)到一定程度(飽和)時(shí)，將凝結(jié)成水滴，水滴將凝結(jié)在固體表面上，如母線、套管、接觸蓋、電纜頭和相間絕緣隔板。(描述生活中這一原則的現(xiàn)象:在夏天，從冰箱里拿出一杯冰水，杯子表面會(huì)立即凝結(jié)。然而，當(dāng)從高于環(huán)境溫度的保溫箱中取出一杯熱水時(shí)，杯子表面不可能凝結(jié)。)

4.驅(qū)潮加熱器和傳感器不能滿足需要，不能達(dá)到驅(qū)潮效果。

目前，大多數(shù)高壓金屬鎧裝開關(guān)柜的制造商大多使用額外的加熱板和溫度和濕度傳感器來(lái)除濕，以節(jié)省成本。事實(shí)上，加熱板只會(huì)增加機(jī)柜中水蒸氣的凝點(diǎn)。空氣中的水分仍然存在。溫差一旦增大，就會(huì)立即凝結(jié)，給電力運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。此外，溫度和濕度傳感器是無(wú)源的。當(dāng)機(jī)柜中的濕度達(dá)到60%或50%時(shí)開始，當(dāng)機(jī)柜中的濕度達(dá)到40%時(shí)停止。這個(gè)過(guò)程非常緩慢。因?yàn)榻^大多數(shù)開關(guān)柜只在電纜室和手車室安裝了一個(gè)300瓦的鋁合金加熱器，而且加熱器沒(méi)有附著在開關(guān)柜的內(nèi)表面。因此，加熱器從開始加熱到機(jī)柜中的濕度下降到40%至少需要三個(gè)小時(shí)，當(dāng)機(jī)柜中的冷凝已經(jīng)形成時(shí)，很難在冷凝形成后再次消除，因此這種方法不能從根本上解決濕度問(wèn)題。反復(fù)地，機(jī)柜中設(shè)備的絕緣性能將大大降低，這將導(dǎo)致電力安全事故。

5、高壓室內(nèi)濕度過(guò)大

由于6~35kV高壓室內(nèi)的風(fēng)機(jī)沒(méi)有嚴(yán)格的啟停標(biāo)準(zhǔn)和要求，風(fēng)機(jī)的啟停由值班人員隨意手動(dòng)啟停。有時(shí)值班人員不定時(shí)啟停風(fēng)機(jī)，會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)濕氣積聚，導(dǎo)致高壓室內(nèi)濕度過(guò)大。

四、高壓金屬鎧裝開關(guān)柜除濕法

在掌握了高壓金屬鎧裝開關(guān)柜潮濕的原因后，賽普拉斯認(rèn)為除濕方法可以立即解決。以35kV變電站開關(guān)柜為例，賽普拉斯主要采用以下方法:

(1)用高壓開關(guān)柜的密封膠和橡膠墊密封每側(cè)的底部間隙和電纜孔。

(2) HK-SEPRI-Q架空裝置額外安裝在每個(gè)高壓開關(guān)柜母線室的頂部。HK-SEPRI-Q高架除濕裝置是專門為電氣設(shè)備除濕和防止結(jié)露而開發(fā)的產(chǎn)品。該裝置安裝在電氣設(shè)備的頂部，用于替換機(jī)柜中的空氣，通過(guò)局部制造冷凝條件將潮濕空氣冷凝成水，并隔離霧化空氣以排放到機(jī)柜外部。干燥的空氣被重新注入機(jī)柜中，同時(shí)在機(jī)柜中形成微正壓，以降低機(jī)柜中空氣的濕度并抑制外部潮濕空氣的進(jìn)入。它在防止機(jī)柜中的設(shè)備老化、絕緣強(qiáng)度降低、二次端子擊穿、材料發(fā)霉、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕以及其他由濕氣和冷凝引起的問(wèn)題方面起著重要作用。

產(chǎn)品特性:

□不帶活動(dòng)部件和制冷劑的熱電制冷除濕。

□不需要鋪設(shè)水管。冷凝水將被霧化并單獨(dú)釋放。

□帶溫度和濕度顯示的全自動(dòng)操作。

□高濕度預(yù)警功能，及時(shí)監(jiān)控機(jī)柜內(nèi)的濕度。

□低溫除濕功能可降低低溫濕度和除霜。

(3)用60瓦SPR-CN-S1智能除濕機(jī)更換機(jī)柜內(nèi)的大功率鋁合金加熱器。SPR-CN-S1智能除濕機(jī)是專為電氣柜除濕和防結(jié)露而開發(fā)的高科技產(chǎn)品。該裝置安裝在電控柜內(nèi)，通過(guò)局部制造冷凝條件，將柜內(nèi)的潮濕空氣冷凝成水并直接排出柜外，可以快速有效地降低電控柜內(nèi)空氣的濕度，抑制冷凝現(xiàn)象。它在防止機(jī)柜中的設(shè)備老化、絕緣強(qiáng)度降低、二次端子擊穿、材料發(fā)霉、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕以及其他由濕氣和冷凝引起的問(wèn)題方面起著重要作用。

該裝置適用于戶外接線盒、高低壓控制柜、高低壓開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、儀表箱等需要自動(dòng)除濕防結(jié)露的場(chǎng)合。

功能特征:

1、利用半導(dǎo)體制冷片將空氣中的水分冷凝成水并排出柜外；

2.純銅散熱，除濕能力更強(qiáng)；

3.高效低能耗。

4.濕度閾值可以自行設(shè)置；

5、具有手動(dòng)強(qiáng)制除濕功能；

6、具有故障報(bào)警功能，同時(shí)顯示故障代碼；

7.適用于空間不太窄且能供電的場(chǎng)合。

8.快速降低電氣柜控制柜內(nèi)的濕度，并直接排除柜內(nèi)的濕氣。

9、縱向設(shè)計(jì)，便于安裝；

10.內(nèi)置電源的集成結(jié)構(gòu)；

11.加熱器控制功能和數(shù)據(jù)通信功能[RS485通信接口]可以選擇。

12.實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行狀態(tài)和全自動(dòng)運(yùn)行；

13、聯(lián)網(wǎng)通訊地址可調(diào)。

(4)在配電室安裝大型工業(yè)除濕機(jī)。工業(yè)除濕機(jī)由制冷循環(huán)和空氣循環(huán)兩部分組成。主要用于高濕度場(chǎng)所的環(huán)境除濕，如科研、醫(yī)療衛(wèi)生用品倉(cāng)庫(kù)、電機(jī)房、地下工程、檔案館、倉(cāng)庫(kù)等。它可以防止儀器、儀表、電信設(shè)備、藥品和數(shù)據(jù)因潮濕、腐蝕和霉變而造成的損失。

(5)如果電纜溝內(nèi)積水嚴(yán)重潮濕，可在電纜溝內(nèi)安裝sipelas電纜溝除濕系統(tǒng)。該系統(tǒng)是專門針對(duì)室內(nèi)電纜半地板/溝槽濕度、積水等問(wèn)題而開發(fā)的。它可以實(shí)時(shí)集中監(jiān)控和管理室內(nèi)電纜半層、溝渠中的水位以及環(huán)境溫度和濕度。該裝置由智能控制單元、系統(tǒng)供電單元、供氣單元、除濕單元、排水單元、溫濕度采集單元、數(shù)據(jù)記錄單元、視覺(jué)觀察單元和故障報(bào)警單元組成。溫濕度傳感器多點(diǎn)布置，水位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用串行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS485通信接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。

采用上述方法后，站內(nèi)濕度降至安全濕度，放電現(xiàn)象完全消除。

五、防止內(nèi)部潮濕的一些建議

1.提高操作人員的責(zé)任意識(shí)、安全意識(shí)和技術(shù)水平，了解高壓開關(guān)柜時(shí)各艙室的性能、放電的原因和危害，了解和掌握如何檢查高壓開關(guān)柜和風(fēng)機(jī)啟停的重要性。

2、將變電站高壓室風(fēng)機(jī)手動(dòng)啟停改為自動(dòng)啟停由溫濕度控制和煙氣控制。

3.在高壓室內(nèi)安裝除濕機(jī)，以降低高壓室內(nèi)的濕度。

4、加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行前的驗(yàn)收和驗(yàn)收工作，避免設(shè)備投入使用的隱患。例如:高壓開關(guān)柜底部和電纜孔應(yīng)密封，以防止?jié)駳鈴牡撞窟M(jìn)入。

5.購(gòu)買設(shè)備時(shí)，請(qǐng)?jiān)诩夹g(shù)規(guī)范中指定除濕要求。

六.摘要

目前，6~35kV高壓開關(guān)柜是一種非常重要的電力設(shè)備，其安全運(yùn)行是電力系統(tǒng)可靠供電的重要保證。通過(guò)對(duì)其內(nèi)部濕度原因的分析以及在實(shí)際應(yīng)用中除濕方法的采用，可以為今后設(shè)備的運(yùn)行和管理提供重要依據(jù)，也有利于防止因“濕度”引起的停電事故的再次發(fā)生。