高温雨季沿海区域电力系统安全运行实践

李贺昌，程宝芳，蒋海牙

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司能源与环境部，河北唐山 063000）

引言

高温雨季是电气事故的高发期，电气事故不但会影响设备本身的运行稳定水平，同时由于电气故障导致的系统电压暂时降低会影响同系统内大量对电压要求较高的变频设备、低压接触器等设备瞬时跳机，进而扩大电力故障的影响范围，严重扰乱正常的生产生活秩序，对于沿海区域的电气设备影响尤甚。因此研究高温雨季下沿海区域的高温高湿环境对电气设备的影响机理显得尤为重要，通过采取必要的措施改善电气设备的运行环境，提高高温高湿环境下电气设备的稳定运行是一项十分重要且必要的工作。

1 沿海特殊区域对电力设备设施的影响

高湿环境主要是指沿海地区或长期降雨地区，这部分区域的气候以潮湿为主，而且沿海地区还伴随着高盐的情况，很容易导致电气设备周边的湿度急剧增加，这种环境对于电气设备的影响绝对不低于高温的环境。设备表面会因为受到湿气的影响而造成绝缘材料介电强度减弱，会导致表面击穿以及漏电的情况。潮湿空气进入电气设备内部会加速金属结构件的锈蚀过程，降低其机械强度，电气件的绝缘性能会大大降低，造成电气设备爬电、闪络和跳闸等事故，给企业生产和居民生活带来不良影响。

海边空气含有大量的海水微粒随风飘落到室外设备绝缘子表面，形成污秽层，当湿度超过80%以上时，含大量离子的微粒溶解后呈离子状态，在电场作用下，带不同电荷的离子向相反的方向流动，形成泄漏电流。由于泄漏电流的作用，从局部打火演变成绝缘子串沿面击穿，发生闪络事故。

沿海区域空气中能容纳一定量的水汽，气温愈高，空气中所能容纳的水汽愈多，反之愈少。当空气温度低到不能容纳原先所含有的水汽时，过剩的水汽便凝结成小水滴。同时沿海地区空气中含有大量随海水蒸发的盐分，其溶于小水滴中便形成了浓度很高的盐雾。设备内部在潮湿的环境中会结成水珠附着于零部件，这样就会造成以前并不导电的绝缘部分表面形成导电通路，进而造成短路故障。以下就沿海区域高温高湿环境下的电气设备影响及具体措施进行具体分析。

2 钢铁厂电力系统电气设备受盐雾影响分析

（1）对室外电气设备的影响

由于沿海区域特殊生产环境：靠近海边并且湿度大，尤其是表面有污秽的室外电气设备在大雾情况下极易发生闪络事故。图1所示为在大雾天气时发生沿瓷式绝缘子表面发生的电气击穿事故。图2为长期运行在沿海区域室外变压器铜编织软连接及铜编织底线的影响情况。

图1 盐雾对室外绝缘子隔离刀闸的影响

图2 盐雾对铜编织线的影响

（2）对室外配电装置的影响

2015年6月份海边某码头配电室发生滑环箱内部故障，造成10 kV系统电压先发生单相接地，持续两个周波后发生弧光短路引发三相接地故障，10 kV系统电压降至6.3 kV，影响所在电气系统用电设备的正常运转。具体情况见图3、图4。事后分析事故原因主要为当时连续出现阴雨天气，昼夜温差较大导致箱内空气湿度加大，同时存在加热器未正常工作的情况，昼夜温差较大导致箱内盐雾水汽发生凝露，凝露而成的液态水滴附着在绝缘板及绝缘子表面，形成导电通道，破坏电气绝缘，使原先不导电的区域变成了导电区域，进而引起放电最终导致发生电气故障。

图3 海边配电滑环箱内的故障情况

图4 配电滑环箱故障电压变化情况

（3）对配电室内的电气设备的影响

部分高压配电室内由于未配置空调或除湿设施，而仅仅依靠传统的轴流风机进行通风，在夏季出现断路器铜触头及铜母排变绿，并且长期运行情况下母排绝缘护套有腐蚀痕迹，停电后摇测母线绝缘阻值不足10 MΩ，设备绝缘水平严重降低。具体如图5、图6所示。

图5 配电室内高压断路器触头变化情况

图6 配电室内高压母线变化情况

3 钢铁厂电力系统完善治理情况

（1）对室外电气设备的影响

因此建议对户外瓷绝缘设备（变压器的绝缘瓷瓶、线路的绝缘子等）喷洒RTV，提高瓷绝缘设备的防污闪能力。

（2）对铜编织软连接及铜编织地线改为铜箔。

图7 变压器软连接更换为铜箔

（3）更换室外线路绝缘子为防污型复合针式绝缘子有效提高设备稳定运行水平。复合绝缘子主要由玻璃纤维环氧树脂引拔棒、硅橡胶伞裙、金具三部分组成。其硅橡胶伞裙采用整体注压工艺，从而解决影响复合绝缘子可靠性的关键问题界面击穿。具有良好的憎水性、耐老化性，机械强度高，耐污性能强。

（4）对室外配电装置箱体密封用硅酮密封胶进行处理，此胶在室温下通过与空气中的水发生固化形成弹性硅橡胶，达到良好密封效果。在柜内安装温度传感器，便于确认柜内加湿器工作正常，使柜内温度高于柜外环境温度，不具备凝露发生的条件。

（5）在室外配电箱相间加装绝缘板，避免室内发生单相接地故障的情况下演变为三相短路故障。

（6）在配电室增加空调及除湿机，改善室内环境，确保保持在恒定温度和湿度，避免昼夜温差大导致触头及母线受潮腐蚀的现象。

4 结论

针对沿海区域环境盐雾湿度大，为确保此类地区用电设备的稳定运行，建议考虑从以下几方面进行完善：

（1）选用室外电气配电箱建议提高电气设备防护等级至IP67（不透灰尘、防护浸水），同时配备加湿器及温度传感器，避免配电箱内发生凝露情况。

（2）对于室外绝缘子建议采用憎水性防污能力强的设备或者喷涂防污闪涂料。

（3）对于铜编织线建议更换为铜箔或铜棒以提高防腐蚀能力。

（4）对于配电室建议配备空调及除湿设备，确保配电室内保持恒温，防止断路器触头及母线发生腐蚀现象。

（5）由于短路故障基本上都是瞬时切除，为降低电气故障的影响范围，建议根据现场实际运行的需要，对不必要采取低压脱扣的低压配电室，解除低电压脱扣线圈。

（6）利用检修机会做好设备灰尘清扫工作，提高设备绝缘水平。

[参考文献]

[1]范军，高磊.高温高湿环境下电气设备故障多发的原因及预防[J].工业技术，2016（09）：42-43.

[2]罗宣国，夏丽建.电气设备的防凝露技术研究[J].可再生能源，2014，32（4）：489-492.

[3]李英奇，王战红，梅超美，等.一起开关柜凝露闪络事故分析与预防措施[J]. 陕西电力，2009，37（4）：51-53.

[4]常海.气象灾害对电网的危害及预防措施[J].科技与企业，2012（14）：164-164.

[5]蒋涛，孙微庭.环网开关柜凝露问题的分析与解决方案[J].农村电工，2011，19（1）：28-28.

收稿日期：2018－02－05