户外GIS设备防潮方法探讨

邹黎

（广东电网有限责任公司惠州供电局 广东 惠州 516000）

摘 要：气体绝缘全封闭组合电器（GIS）以其有着诸多的优点而被广泛使用，但近年来户外GIS汇控柜却因防潮性能差而饱受诟病。在本文，笔者将结合工作实例，在讲解一些传统防潮方法的同时，提出“内部堵疏结合，外部以疏为主”的汇控柜防潮改进思路，并以此思路为基础创新性的提出了几种户外GIS汇控柜防潮改进的新措施。

关键词：GIS；汇控柜；防潮

一、前言

GIS（GAS INSULATED SWITCHGEAR）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称，自20世纪60年代实用化以来，已广泛运行于世界各地，近10多年来在我国也得到了大力推广。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配置灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量很小。但是，GIS在应用中也出现了很多问题，其中一个最突出的问题就是，户外GIS汇控柜和机构箱受潮造成的交直流接地、二次原件氧化、机械锈蚀卡涩等问题，轻则造成开关、刀闸遥控失败延误停送电，重则有可能造成电力安全事故。为解决此问题，目前南方电网新建GIS变电站已不再推荐使用户外布局，然而在运的户外GIS变电站却仍需要对其汇控柜和机构箱的防潮性能进行改进、提高。接下来，笔者将结合工作中的一个实例，来与大家一起分享一点户外GIS汇控柜防潮改进的经验。

二、存在问题和主要原因分析

某变电站投产于2013年1月，其110kV电压等级采用韩国现代重工（中国）电气有限公司生产的300SR型GIS全封闭组合电器。自投产以来，该站设备故障率发生较高，2013年至2015年已发生9起故障，其中2起直流接地，7起因二次回路原件氧化造成刀闸操作失败。通过对这些缺陷进行分析及汇控柜内经常发生的凝露现象判断，发生故障的根本原因就是汇控柜、机构箱的防潮、驱潮能力不足，水汽进入后不能及时排出，凝结在二次回路的螺杆及二次线裸露的金属部分，导致直流回路绝缘降低或水汽进入继电器、辅助接点等二次元器件，使其接點在高温的作用下迅速氧化导致接触不良。

一般认为造成水汽进入汇控柜、机构箱的主要原因有：1、汇控柜门密封条老化、脱落；2、二次电缆沟或线管潮气从汇控柜底部透过防火板和缝隙进入；3、汇控柜柜体顶部未装设挡雨檐，导致雨水渗入柜体；4、雨水通过观察窗边缘或螺丝孔洞渗入。

三、改进措施

为了提高该变电站户外GIS汇控柜、机构箱的防潮能力，保障设备的安全可靠运行，我们制定了以下对策进行防潮改进。

（一）常规维护

1、更换、稳固汇控柜门的密封胶边，使用气囊式胶边，提高柜门的密封性能；2、在汇控柜柜体顶部装设挡雨檐，防止雨水从汇控柜顶部渗入；3、从内外两侧使用结构胶对观察窗封边及螺丝孔进行封闭，防止雨水渗入。

完成上述常规维护以后，我们对汇控柜的防潮性能进行了持续的跟踪，发现虽有效果，但在汇控柜内仍能发现发现凝露现象，尤其是底部特别明显。因此下一阶段我们把防潮的重点放在了汇控柜的底部。

（二）深度原因

为什么底部会受潮特别严重呢？经过反复的现场勘察，我们推断由两个原因造成。

1、内因是汇控柜底部采用防火板和有机防火胶泥封堵，防火板防火但不防潮，防火板受潮后将潮气带入汇控柜，此外有机胶泥只能封堵较大缝隙，其余细小缝隙仍可进入。在夏季户外高温的情况下，柜外温度并不比柜内低，加热器并不能发挥其应有作用将水蒸气排至汇控柜外，反而使柜内的空气湿度随温度的升高而升高；

2、外因是汇控柜的安装不合理，汇控柜直接安装在二次电缆沟上，中间没有缝隙，导致汇控柜成为了二次电缆沟潮气的出口。

（三）深度维护

针对上文分析的内因和外因，我们采用的策略是“内部堵疏结合，外部以疏为主”的防潮策略。

（1）内部“堵”的主要策略是：1、清理汇控柜底部的卫生，使用有机防火胶泥和结构胶对底部的可见缝隙进行加强封堵；2、使用FDW无机防火堵料按1：0.7的比例混合成糊状后浇注在汇控柜的底部，形成2cm左右厚度的封堵层。无机防火堵料具有耐火极限高、机械强度高，无毒无味，施工方便，固化速度快，且有很好的防火和水密、气密性能，可阻隔潮气。该类堵料在固化前有较好的流动性，可以有效地堵塞和密封电缆与电缆之间，电缆与壁板之间各种微小空隙。更难得的是其在高温作用下，基本不发生体积变化，可一次施工长期使用而不必担心其因热胀冷缩而开裂，并且其热导率较低，有显著的隔热效果，一举多得，可同时满足防火、防潮、防小动物的施工要求。3、开箱通风2-3个小时，待无机防火防火堵料凝固后，在无机防火层上方涂上PRTV电力设备绝缘用自洁性防污闪涂料。PRTV防污闪涂料具有优良的憎水性，适用于各种残酷自然和工业环境下，可抵抗环境侵蚀，不起皮，不开裂。涂抹该涂层的主要目的一来是为了进一步加强底部的防水性能，二来是为了使无机防火层表面更加平整，易于清洁。

（2）内部“疏”的主要策略是：在柜内安装抽湿机。汇控柜传统的降低湿度的方式主要是安装加热器，加热器除湿主要是利用加热片对柜内空气进行加热，使热风气流在柜内进行循环、蒸发，达到防凝露的目的，但提高柜内温度只能降低空气的相对湿度，绝对湿度并没有降低，柜内空气所含的水汽，当遇到环境温度下降时，又会结成凝露附在元器件表面。这种方式无法真正达到除湿效果，且加热器长期对电子原件的烘烤会加速原件的老化。

所以建议使用智能除湿装置，其原理是利用半导体制冷技术，将箱柜内的潮湿空气凝成水珠排出箱柜外面。装置运行时通过风扇将柜内空气导入除湿装置，经半导体冷凝除湿后的干燥空气在循环回柜内，通过持续的循环达到降低湿度的目的。根据运行经验将装置启动湿度设置为70%，返回湿度设置为60%，可确保汇控柜内不出现凝露现象的同时延长除湿机的使用寿命。

（3）外部“疏”的主要策略是：在二次电缆沟与汇控柜底部封堵层之间的封闭底座上在其两个侧面使用冲击钻开两排1cm左右的小孔，并使用纱网将小孔覆盖。使电缆沟的潮气可以通过孔洞与外部联通，而不进入汇控柜。覆盖纱网则主要是为了防止小动物进入。

2016年1月，该变电站GIS汇控柜完成上述改进措施后，从1月份至10月份只发生了一起控制回路故障，未再出现直流接地，设备完好率得到了极大的提高。可见，以上提到的几点与目前主流防潮措施不大相同的方法，在户外GIS汇控柜的防潮改进上还是具有较高的实用价值的。