淮河入海水道大运河立交下游10kV配电间电气设备放电成因分析及对策

2011-01-31张玉路

治淮 2011年5期

张玉路

张玉路

一、概述

大运河立交工程系淮河入海水道的第二级控制建筑物，为国家大型水利枢纽工程。工程位于江苏省淮安市楚州区南郊，周围2km2范围内工程繁多、种类齐全、河网密布。其下游10kV配电间由2台KZN1-12铠装式金属封闭开关柜、1台GCS低压配电柜和1台S9-125/10变压器组成，其主要功能：一是为管理用箱式变压器提供10kV电源；二是为清安河穿堤涵洞及防汛码头提供400V动力和照明电源。配电间于2003年投入运行，管理人员在日常巡视检查中发现配电间内设备腐蚀、氧化严重，并时有放电现象发生，存在着安全运行隐患。

发现该问题以来，管理单位先后采取在柜体背板上钻蜂窝状小孔用以排出柜内湿气，在配电间内装设空调进行除潮，在空箱墙壁上开孔装设排气扇排气等多项措施，设备受潮现象虽然有所好转，但设备腐蚀、氧化及放电现象仍未得到彻底解决。

二、放电成因分析

1.特殊的地理位置、气候对设备运行产生了一定的影响

大运河立交下游10kV配电间位于淮河入海水道与京杭运河交汇处东北侧，紧临我国暖温带和亚热带的分界线，为北温带半湿润季风气候区。因受季风气候影响，该地区年均降水量800mm，最高气温可达37.6℃，年平均相对湿度74%～80%，常年温和湿润，雨量集中，雨热同季，湿度较大，对运行设备有一定程度的影响。尤其是淮河入海水道建成以来，淮河流域降雨量偏多，入海水道工程先后于2003年、2007年两次运用行洪，导致配电间内环境湿度增大。

2.特定的设备布置条件限制对运行设备产生了一定的影响

考虑到大运河立交工程下游总体布局，周边环境的美观协调，以及成本的节约和管理的便利等因素，大运河立交下游10kV配电间在大运河立交地涵渡槽空箱上建设，且配电间内开关柜采用了平行并立式布置。由于配电间两面临水，四周空旷，再加之柜体与地面基础无缝隙，底部空箱内因常年无阳光照射，且闭塞不通风，雨水浸湿造成空气潮湿。当设备运行时空箱内的水汽通过电缆穿线孔渗入封闭铠装式金属开关柜内，水汽无法散出，柜体内部湿度增大。当环境温度发生变化时，在元器件表面形成积露，致使柜内高压设备的金属件表面锈蚀氧化，绝缘件表面产生电晕放电，空气电离产生臭氧。长时间放电使绝缘件表面形成放电灼痕，又使设备绝缘效果下降，进一步加剧放电，恶性循环，放电现象越来越严重。经长时间运行，造成柜内电流互感器、真空断路器、高压熔丝手车、电压互感器手车等设备严重腐蚀损坏，无法继续运行，直接影响到工程的整体运用。

三、解决方案

要改善配电间设备运行工况，消除设备事故隐患，必须要彻底解决“通风与去湿”问题，同时也要兼顾成本，节约经费。有以下两个方案可供选择：

一是重新选址，建设新的配电间。该方案的优点是可以使新配电间避免原空箱的水汽侵袭，同时处理好密封、通风、隔湿、除潮等问题，彻底解决设备腐蚀问题。缺点是需要一定的空间，同时牵涉到建筑物改（新）建和设备迁移，投资多、时间长、影响大。

二是在现有10kV配电间的基础上，针对湿气的来源通道及设备腐蚀过程进行相应的处理。既保证设备的安全运行所需的环境，又能实现短时间、高效率和低费用的目标。

经过对现场环境、柜体布置等多方面的反复分析、研究，决定采用第2种方案，具体措施是“上排、下堵、外涂、内修”。“上排”即用钢管及工字钢焊接制作吊装支架，用手拉葫芦将柜体吊至离地面300mm处，再用槽钢制作支架抬高原高压柜基础，使柜底与地面间形成200mm左右的排气空间，四周用钢板网进行封闭，以防蛇鼠类小动物侵入。“下堵”即用沥青泥对下部进线电缆孔进行封堵，阻止下部空箱潮汽侵入。“外涂”即对柜体外部进行打毛、局部除锈、整体涂漆进行防腐处理。“内修”即更换柜内损坏的触头盒、电流互感器、真空断路器、高压熔丝手车梅花触头等，以及触臂、套管等相关绝缘材料，清除铜排表面的铜绿氧化层，打磨清洗触头盒内的定触头，并涂抹导电膏等。最后为配电间再配置一台大功率空调，保证配电间的运行环境。以上处理结束后，恢复所有接线，并对全部设备进行高压、低压试验，各项数据合格后投入正常运行。配电柜改造后示意图见图1。