变电站端子箱的凝露及改进分析

2017-03-30李帝周

中国高新技术企业 2017年3期

摘要：变电站是电力系统的重要设备，变电站端子箱的凝露会对电力系统的稳定造成一定的威胁，引起电力系统直流接地等，需要对变电站端子箱的凝露原因进行分析。文章分析了变电站端子箱的凝露机理、存在的问题以及相应的解决策略，希望能保证变电站端子箱具有良好的防凝露功能，促进变电站端子箱的正常运行。

关键词：变电站；端子箱；凝露机理；电力系统；直流接地文献标识码：A

中图分类号：TM63 文章编号：1009-2374（2017）03-0024-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.03.010

随着电力系统的快速发展，电力设备也有了很大的发展，变电站端子箱是室内和室外设备测控装置的中间环节，如果端子箱发生凝露会使变电站发生故障。如造成直流二次回路的对地电阻减小，直流电源接地，造成继电器发生短路，引起保护误动作，造成端子排生锈造成接触不良，造成电流回路出现发热等现象，对于智能变电站，为保证智能设备的正常运行，应该及时消除端子箱的凝露现象。针对变电站端子箱的凝露造成的影响，应该及时发现端子箱中出现的问题，消除影响电网正常安全运行的变电站端子箱的凝露问题，保证电网运行的质量。

1 变电站端子箱的凝露机理

露水是由于自然界水汽达到饱和时，大气低层的水汽附着在物体的表面形成的水珠，形成露水时空气的温度成为露点温度。对于变电站端子箱凝露的形成，除了环境因素外，箱内温度、相对湿度都有很大的关系。一般露点温度要比空气温度低，对于不同的环境温度和空气相对湿度，露点温度也是不一样的。变电站需要进行长时间的跟踪观测和户外实验，发现变电站端子箱出现凝露多表现在下面几个方面。首先，在空气湿度比较大的多雨季节，端子箱外的温度和湿度都相对比较多，会通过箱门缝、风扇等进入变电站端子箱中，通过二次设备的影响，造成箱内温度升高，这样就会在温度较低的端子箱门口发生凝露；其次，夏天雷雨天气比较多，这样就会造成空气中的水分发生饱和，而端子箱表面散热快，这就会在端子箱内形成凝露。

2 变电站端子箱的凝露传感器特性

为了能够及时检测到变电站端子箱的凝露，在端子箱内部安装了凝露传感器。凝露传感器（如图1）是在陶瓷基板上印制的高分子半导体材料，在传感器表面干燥时传感器两极间的电阻约为1kΩ，在高分子材料吸水后，内部分子间的电阻增大，造成传感器的两极间电阻增大，从而可以通过测试传感器两极间的电阻来判断端子箱内是否有凝露。凝露传感器只对于相对湿度比较好的情况下才能有较好的效果，对于空气相对湿度比较低的监测的结果不太好。除此之外，凝露传感器还和露点温度有关，如果空气的相对湿度比较大，但是并没有达到露点温度，也是不能检测到端子箱内湿度变化的。

3 变电站端子箱的凝露的现状

目前，变电站的端子箱经常出现凝露的现象，因此需要采取相应的防凝露措施，以保证变电站端子箱的正常工作。目前，常用的防凝露措施是安装加热装置，如加热板，来保证端子箱内的设备不能达到露点温度，从而实现对凝露的消除。但是由于变电站端子箱采用金属材料，传热性能好，在箱体内使用加热板，会使加热板附近的温度升高，在封闭的端子箱内水汽量不会发生变化，当外界温度降低时就会在端子箱内部产生冷凝现象，端子箱的顶部就会产生水珠，如果滴落至端子箱内的设备上，就会在物体表面出现凝露。

4 变电站端子箱的凝露存在的问题

变电站端子箱内发生凝露时，会出现在端子箱的顶部、侧壁、端子排、电缆等部位，虽然现在的端子箱内部都安装有加热器，但是由于箱内封闭严密，加热后蒸汽不能及时排出箱外，这样就会使有凝露的地方越来越严重，而凝露较少的地方也会加重起凝露的速度。长期这样下去，会造成严重的后果，出现电缆、端子排发生锈蚀、发霉等现象，设备的使用寿命也会大大降低，严重时出现短路、设备误动等现象。对于凝露现象比较严重的变电站端子箱，可能会使水珠滴落在端子上，发生接地故障。目前需要值班人员定期对变电站端子箱内部的凝露进行人工处理，以防止凝露对变电站端子箱内部设备的影响，保证变电站运行的安全，促进整个电网的运行质量。

5 变电站端子箱的凝露的原因分析

由于变电站多处于比较偏僻的地方，有些地区还是四面环山，通常地处湿度比较大，特别是在雨季，湿度更大。变电站端子箱通常密封性比较好，外界空气进入端子箱的较少，电缆沟成为进入端子箱内外进行气体交换的主要通道。一般电缆沟都处在比较潮湿的地方，特别是雨季会使雨水渗入电缆沟中，这样电缆沟里就会出现发热现象，造成电缆沟内的温度和气压比外界的高，由于端子箱密封不严密，造成电缆沟内的潮气进入端子箱内，这样就会形成凝露，要想解决端子箱的凝露问题最主要的是要解决电缆沟的发热问题，减小电缆沟内外的温差，使潮气不能进入端子箱内，从而就不会形成凝露。

6 变电站端子箱的凝露的改进分析

变电站端子箱出现凝露问题主要是由于电缆沟内湿气、温度、气压等都比较高，因此要加强电缆沟的改造才能解决变电站端子箱的凝露问题，还可以通过对变电站端子箱的加热驱潮装置进行改进和优化以实现对端子箱凝露问题的抑制，保证变电站端子箱不出现凝露问题，使其正常工作。

第一，可以采用人工的方法进行电缆沟的处理。通过人工定期打开电缆沟，对端子箱进行通风换气除湿，对于端子箱内出现过多凝露的，要及时进行处理，防止凝露对设备端子箱内设備产生的影响。但是这种方法存在一定的问题，目前很多变电站都是无人值班的，如果定期打开电缆沟的盖，需要大量的工作量，这就需要大量的人力，但是变电站没有这么多的人手来处理这个问题，因此这种方法是不太现实的。

第二，对变电站端子箱的驱潮元器件进行合理的布局，这样才能有效地改善对端子箱的加热效果。首先要根据端子箱的体积和尺寸，安装合适的加热器，保证单个加热器的功率不能太大，保证受热均匀，一般在端子箱的内部两侧下部安装两个100W的加热器，并与端子箱内的元器件如二次电缆等保持足够的距离。凝露传感器应该安装在端子箱的进气口的位置，这样能够及时地检测到周围环境的温度和湿度的变化情况。在进气口的位置要加装防尘网，以对传感器进行保护，防止灰尘在传感器表面的堆积，并要定期清理，保证传感器的检测质量。在加热器和传感器运行的过程中也要采取一些辅助措施，如天气变化时要提前几个小时打开加热器，保证端子箱内的温度，防止凝露的发生。

第三，将端子箱的底部进行密封，这样电缆沟内的气体就不能进入端子箱内，减少了端子箱发生凝露的可能性。但是端子箱底部是有电缆穿过的，因此不可能实现全部的密封，这样电缆沟内的气体和压力就会进入端子箱内，造成端子箱内出现凝露。

第四，在变电站端子箱的顶盖位置加装保温装置，以实现对端子箱内温度的控制。首先保温材料可以选择橡塑棉、玻璃纤维、铝箔层、绝缘层，利用强力胶水粘在端子箱的箱顶，保证其具有隔热保温性能好，阻燃能力强，不容易受潮的优点。将这种方式运用到端子箱中，能够大大降低箱体内的凝露次数，并能有效地遏制凝露现象的产生，是一种非常有效的方法。

第五，在电缆沟上凿出一些小孔，以保证电缆沟的通风，保证电缆沟和外界空气相同，但是这会造成小动物进入电缆沟内，损坏电缆，遇到雨天还会造成电缆沟上小孔的阻塞，使其不能发挥很大的作用。

第六，在电缆沟内安装通风装置，当电缆沟内达到一定温度和湿度时通风装置就会自动启动，以保持电缆沟内的温度和湿度，保证端子箱的正常工作。

第七，将电缆沟的盖板制成轻质铁板并且有网状孔眼，这样就能释放电缆沟内的热量，保证了电缆沟内外温度和湿度的平衡，进而保证端子箱内不会出现凝露现象，提高端子箱的质量。

第八，对变电站端子箱的加热驱潮方式进行优化。变电站的端子箱数量很多，加热驱潮元件容易受到损坏，因此就加大了对端子箱的运行维修工作量。现在已经研制出了端子箱加热驱潮的集中控制方式，也就是在变电站安装加热驱潮集控箱，并在集控箱的外部安装凝露传感器，并将其他端子箱的凝露传感器取消，以实现对端子箱的集中控制。集中控制的加热驱潮方式能够减少加热元件的使用量，减少运行维护的工作量，从而降低了造价；箱外的传感器进行工作，而箱内的传感器作为后备，以加强空气中温度和湿度的灵敏度；同时便于运行，可以灵活改变手动和自动的控制方式，减少工作人员的工作量。

7 结语

综上所述，变电站作为电力系统的重要组成部分，需要加强变电站及其相关设备的质量和运行的安全性。变电站端子箱作为变电站的重要设备，它发生凝露问题会对变电站的运行产生重要的影响。端子箱的凝露主要是由于潮气和端子箱内的温差和湿度引起的，在这两个方面进行端子箱的防凝露措施，以保证变电站端子箱的正常工作。本文主要分析了变电站端子箱的凝露现状、存在的问题以及提出相应的解决措施，为变电站端子箱的正常运行提供了一定的帮助，降低了设备出现故障的可能性，为变电站的正常可靠运行奠定了基础。

参考文献

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基金项目：广东电网有限责任公司东莞供电局职工创新项目（GDZC-031920160039）。