500 kV HGIS汇控箱防凝露措施探析

摘要：结合香山站500 kV户外HGIS汇控箱的实际情况，针对目前香山站汇控箱箱外、箱内所采用的防潮措施进行分析，找出问题根源，完善防潮措施，改善汇控箱内部设备的运行环境，从而提高设备运行可靠性，确保电网安全稳定运行。

关键词：汇控箱;防凝露;改进

0    引言

500 kV户外HGIS汇控箱是继电器、控制开关、二次端子等二次元器件汇集的地方，汇控箱防潮措施的好坏显得极为重要。如汇控箱内设备受潮，将引起交直流绝缘下降，当温差较大时，就会在箱体内壁、电气设备上产生凝露现象，有可能造成开关误跳闸、直流短路接地等故障，对电网的安全稳定运行造成极大的安全隐患。由于各变电站户外汇控箱设计型式及安装地点等情况不同，防潮方法也不完全相同。要防止户外汇控箱内部受潮，使汇控箱内部整洁干燥，防潮措施极其重要。

本文将结合香山站500 kV户外HGIS汇控箱的实际情况，针对目前香山站汇控箱箱外、箱内所采用的防潮措施进行分析，找出问题根源，完善防潮措施，改善汇控箱内部设备的运行环境，从而提高设备运行可靠性，确保电网安全稳定运行。

1    500 kV户外HGIS汇控箱箱内产生凝露对设备的危害

500 kV户外HGIS汇控箱是CT回路、控制回路、动力回路、信号回路汇集的地方，内有许多继电器、控制开关和二次接线端子。如汇控箱内部受潮情况严重，在汇控箱箱体内壁顶部、设备表面等部位将会出现凝露，其箱体内壁顶部形成的水珠会直接滴到继电器、控制开关等元件上，造成保护误动;继电器上形成的露水会腐蚀金属导电部位，使继电器出现锈蚀现象，当其达到一定程度时，将造成继电器误动或拒动;二次接线端子排上形成的露水会腐蚀端子排上的金属导电部位，如混入灰尘等杂质，腐蚀将加速，很容易导致交直流回路接地或短路，造成保护误动。箱内无论什么元器件出现故障，都有可能导致交直流短路或接地、保护误动或拒动，造成电力设备事故，影响电网的安全稳定运行。

2    500 kV户外HGIS汇控箱内进入潮湿空气及产生凝露的原因分析

根据现状，一一排查潮湿空气进入500 kV户外HGIS汇控箱内及产生凝露的具体原因。

（1）HGIS汇控箱地面上部位，汇控箱体采用焊接工艺，焊接缝完好;汇控箱门密封胶条完好、紧密，观察窗密封胶条完好;汇控箱门上的上下两个换气孔，内侧已安装海绵过滤，可减缓箱内外温差引起的空气交换。但在箱体内外出现一定温差时，箱体外的潮湿空气会有小部分进入汇控箱内部，这不是汇控箱潮湿空气进入的主要原因。当箱体内的空气与环境中的潮湿空气交换时，如果箱体内温度低于空气露点温度，进入箱内的空气接触到箱内设备时，设备表面会发生水珠凝结现象。在南方春季特有的回南天时期，受冷弱空气及暖湿气流影响，气温回升迅速，暖湿空气温度与地表物体存在明显温差，空气湿度大至接近饱和程度，当暖湿空气大量进入箱内，遇到比气温低的箱壁、元件时，就会在箱体内产生凝露。

（2）HGIS汇控箱下部，从电缆沟到进入汇控箱底部的电缆入口、汇控箱底部与下部沟槽之间采用无机防火堵料进行封堵，但由于电缆多，电缆与电缆之间有缝隙。HGIS汇控箱下部沟槽地面不平，有低洼部位，下雨时，汇控箱下部沟槽会有积水。一般情况下，电缆沟内、汇控箱下部比较潮湿，当空气湿度比环境空气湿度高时，因电缆沟上方被电缆沟盖板盖住，沟内外空气只能通过缝隙进行弱交换。当电缆沟盖板受太阳光照射，电缆沟内空气温度升高时，由于气温发生变化，空气体积将随着温度发生变化：气温升高，空气体积变大，需要向外排气;气温降低，空气体积变小，需要向里吸气。在电缆沟“呼吸”空气的过程中，潮湿空气就会通过汇控箱底部二次电缆之间的缝隙进入汇控箱内。电缆间隙越大，潮湿空气越容易进入箱内，这是汇控箱进入潮湿空气的主要原因。当进入汇控箱内的水汽达到一定程度时，因箱内空气温度较高，如遇汇控箱周围气温骤降等现象，箱体外壳就会降温，当温度降至露点时，凝露开始出现，降温越明显，凝露水越多。此时，箱内的空气湿度维持在饱和状态，电气元件上集聚的灰尘具有吸潮功能，就会造成元件表面潮湿，产生凝露现象，导致设备绝缘性能降低，影响设备安全运行。

3    500 kV户外HGIS汇控箱内部驱潮效果差导致产生凝露的原因分析

汇控箱原设计在底部（靠汇控箱门旁）安装了一个大功率的加热器（300 W），对汇控箱内部设备进行加热驱潮，以解决凝露现象。由于汇控箱体积比一般端子箱、机构箱大很多（其体积为长1.2 m×宽0.85 m×高2.3 m），即使在箱内进入潮气不严重的情况下，加热器正常启动加热，也会造成箱体内上下温差较大。靠汇控箱门侧有驱潮效果，但汇控箱左右两侧、后侧及顶部后侧有水汽，则驱潮效果效果不明显。如果遇到环境空气湿度高、温差变化较大的情况，箱内进入潮气加剧，就算加热器启动驱潮，但在汇控箱左右两侧、后侧及顶部后侧凝露还是比较明显。驱潮效果差，也是凝露产生的原因。由于汇控箱内只有一个加热器，当加热器损坏时，将会失去驱潮功能，凝露会更加严重。

4    500 kV户外HGIS汇控箱内进入潮湿空气的改进措施

根据上述分析得出的500 kV户外HGIS汇控箱进入潮湿空气的原因，采用下列防潮措施进行改进，可以减少进入汇控箱内部的潮湿空气，但无法杜绝潮湿空气的进入，仍需结合驱潮装置一起使用。

（1）针对汇控箱底部与下部沟槽间电缆与电缆之间有缝隙，为防止下部潮气进入箱柜内部，重新对汇控箱内二次电缆封堵进行加固，采用高分子材料进行封堵，以减小二次电缆之间缝隙，减少进入汇控箱内的潮湿气体。

（2）針对HGIS汇控箱下部电缆沟到进入汇控箱底部的电缆入口，采用无机防火堵料进行再次封堵，减小电缆与电缆之间的缝隙，减少潮湿气体的进入。

（3）针对HGIS汇控箱下部沟槽地面不平的情况，用水泥等材料将其倒成一个尽量大的倾斜角，其低位靠电缆沟侧，避免沟槽内积水。同时，向沟槽内放置部分防潮防火材料，以减小内部空间，减少潮湿气体的进入与积聚。

（4）将靠近HGIS汇控箱的电缆沟盖板改成易揭热镀锌电缆沟盖板，盖板面不能太光滑，而且要在盖板开多个透气孔，每个透气孔直径为30 mm，间距50 mm左右（具体尺寸可根据现场实际情况自定），使电缆沟内潮湿空气向外蒸发，减少潮湿空气的进入。

（5）將HGIS汇控箱地面与箱底有夹层的一面（靠近电缆沟侧）开透气孔（图1），每个透气孔直径为10 mm，间距20 mm左右（具体尺寸可根据现场实际情况自定），使沟槽里潮湿空气向外蒸发，减少潮湿空气的进入。

5    500 kV户外HGIS汇控箱内部防止凝露的改进措施

针对500 kV户外HGIS汇控箱内部加热驱潮效果差的主要原因进行改造。为改善驱潮效果，综合各方面考虑采用如下方法：

（1）在汇控箱的顶盖及内侧可加贴隔热材料进行隔热，可在一定程度上降低箱体内外温差。

（2）对加热器的安装位置进行改造，从单个加热器单独加热形式改为分层分散的加热形式（图1）。安装要求以不影响设备的正常运行，方便运行人员巡视和检修人员检修为前提。首先对汇控箱内部空间进行测量和研究分析，拟定最佳安装位置。经分析，可在底部、中部（两排）和顶部共安装四排（每排四个，每个25 W）小功率加热器，其中三排用角铁固定安装在汇控箱活动内门的后面，而且三排上下之间需要有错位，不要在一条垂直线，这样工作效果最好，还可避免加热器工作时的相互影响。活动内门侧的设备元件要用防热板防护，并与加热器有一定的距离。当加热器启动后，由于采用分散布置形式，箱体内各部位加热比较均匀，箱体内上、下部位温差降低，从而防止了凝露的发生。

（3）对于加热器，采用两排长期加热和两排自动控制加热的控制方式，其中底部与中部靠上的一排热器采用长期加热形式，另外两排采用温度及湿度控制的形式。温度及湿度控制值可按所在局规定要求设定，一般温度控制器整定值设置为低于25 ℃投入，湿度整定值设置为高于75%投入，具体设置要求可按各站地理位置和环境气候情况适当调整，但站内设备要全部统一。

（4）在汇控箱底部再加装一台小功率抽湿机（图1），将其排水管引出箱体外，并采用长期运行的形式。因为用加热器对箱体内部进行加热，可解决凝露问题，但不能从根本上消除凝露，原因在于这种方法只是增加空气中水蒸气的不饱和程度，并没有将箱体内的水汽排出，只有利用抽湿机将箱体内潮气抽出，才能彻底消除凝露现象。

6    效果检查

在上述防潮措施完善后，结合大雨后、持续潮湿天气、环境温度变化较大等情况对汇控箱内部进行检查，均未发现凝露现象，500 kV户外HGIS汇控箱内凝露问题彻底解决，改善了箱内设备运行环境，提高了设备运行可靠性，确保了电网安全稳定运行。

7    结语

本文对500 kV户外HGIS汇控箱内进入潮湿空气的情况、产生凝露的原因进行了详细分析，结合实际情况制定了改进措施。加热驱潮方法改进后，新加热器不但耐用而且更换方便，在一两只加热器烧坏的情况下，对汇控箱内加热驱潮功效影响很小。本文所述改进措施方便了运行人员日常检查维护，提高了运行维护质量，保证了汇控箱内设备在良好环境下运行，彻底消除了设备产生凝露的安全隐患，提高了站内设备的健康水平。

[参考文献]

[1] 徐侃.浅谈500 kV变电（换流）站户外箱柜防潮、防凝露治理[J].科技资讯，2013（32）：121-122.

[2] 张国灿，陈韶君.变电站户外GIS机构箱等柜体防凝露改进措施的研究[J].电工技术，2014（12）：57-58.

收稿日期：2020-08-20

作者简介：温焯飞（1973—），男，广东中山人，工程师，主要从事变电运行管理工作。