高湿地区变电站开关柜受潮分析及治理

刘屾，赵加能，王浩州，李昭，朱家良，彭兆裕

（1. 云南电网有限责任公司，昆明 650000；2. 云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217）

0 前言

由于金属铠装式开关柜其占地空间小、安装简单及节约用地等优点，已经在电网变电站中得到了广泛的应用。但是在高海拔地区的变电站由于海拔跨度大、高温高湿、昼夜温差大等因素的影响，导致在运的开关柜内部受潮或产生凝露，导致其运行中局放数据超标、异常放电甚至会导致开关柜绝缘故障，同时由于开关柜受潮往往是大面积同时受潮[1-3]，故当开关柜故障发生时会造成大面积的开关柜损伤，给处理带来困难。近年来，变电站开关柜故障频繁发生，对电网造成了严重的经济损失，影响电网的供电可靠性[4-8]。本文针对开关柜受潮原因分析，提出从开关室的运行环境改造、开关柜局部结构改造、加装工业除湿系统等措施全面解决开关柜的受潮问题。

1 开关柜受潮原因分析

根据开关柜的特点，总结开关柜受潮原因在于：潮气侵入以及潮气无法有效排出。受潮原因主要包括：

1.1 潮气侵入

1）高压开关室窗户密封不严、存在裂纹导致漏水、通风口无关闭功能等情况，会导致开关室外潮气侵入。

2）电缆柜的一次电缆进线口、断路器柜等的二次电缆进线口处密封不良或存在缝隙，会导致电缆沟内潮气侵入。

3）外部电缆沟高于内部电缆沟、无排水泵等，会导致高压开关室下面的电缆沟长期积水，进而导致潮气侵入开关柜。

1.2 潮气无法排出

高压开关室未配置除湿装置、开关柜无通风孔、开关柜内未配置除湿或加热装置、加热器效果有限、防潮治理措施不全面。

2 开关柜受潮治理方法

采取对开关柜防潮、开关柜除潮两个方面进行防潮处理。

2.1 开关柜防潮

1）高压开关室除排风扇以外，其余通风口应封死。排风扇应加装自动启动装置和自动扇门，平时关闭，工作时打开，保证室外潮气无法进入室内，降低相对湿度或水蒸气量，以改善设备内部环境，提高运行安全性。穿墙套管应密封完好，防止水分及潮气进入开关室。

2）对于底层布置的开关室，其外部电缆沟应低于内部电缆沟，以防止电缆沟长期积水。室外电缆沟底合理布置下水管道口，将积水引至专用蓄水池，对蓄水池定期抽水，保证室外电缆沟无积水。开关室电缆沟位置示意图如图1所示。

图1 开关室电缆沟位置示意图

3）对于电缆沟潮气较重的，加装通风沟盖板，必要时选择电缆隧道除湿系统。电缆沟应做好防水防潮封堵，避免开关室外电缆沟潮气进入开关室下电缆沟。

4）高压室内应配备抽湿机或空调机，抽湿机应选择工业抽湿机，抽湿机应根据开关室的大小合理配置，且功率不低于2 kW，对于100平米的开关室，建议装设2~3台工业抽湿机。工业除湿机工作示意图如图2所示。

图2 工业除湿机工作示意图

2.2 开关柜除潮

1）断路器室等的二次电缆进线孔和电缆室的一次电缆进线孔可增加封板，以防止潮气从电缆沟进入。通过对断路器室的二次电缆进线孔和电缆室的一次电缆进线孔的封板进行折弯，将缝隙缩小到0.5 mm，再进行封堵。封堵建议选用新型自流型高分子材料，对多根电缆之间的缝隙进行完全封堵。

2）开关柜内配置加热器或除湿装置：加热器应底部布置并选用带风机的加热器，同时开关柜内隔室顶部可开百叶窗通风孔（满足防小动物及防尘要求），配合风机使用促进空气交换排除潮气；对于开通风孔存在困难的开关柜，可在内部加装除湿装置，并能根据温湿度自动启停。

3）对于凝露严重的开关柜，可在柜体内壁涂防凝露涂料，防止凝露。

2.3 其他措施

1）对于110 kV及以上主变中压或低压侧受潮开关室，应加装环境自动监测系统，实时监测开关室内温湿度，并可据此控制排潮除湿装置工作，排除内部潮气。

2）对于空气净距不满足技术规范书（考虑开关室所处海拔）要求的，应进行整改，包括采取硫化工艺、相间加装绝缘隔板等可靠的加强绝缘措施，以及其他增大空气净距的方法。下图为开关柜电压互感器连接排增加相间空气净距如下图3所示。

图3 增加相间空气净距

3）穿柜套管应改为双屏蔽套管，高压屏蔽与母排的连接采用电磁软线，电磁软线与铝筒以及高压母排之间采用螺丝固定，禁止采用弹簧片接触的安装方式，防止接触不良导致放电。双屏蔽套管结构示意图如下图4所示。通过仿真分析采用双屏蔽结构的套管能大大降低套管内部场强，具体数据如下表1所示。

表1 套管场强仿真数据

图4 双屏蔽套管结构示意图

4）所有连接排进行倒圆角处理，减少尖端放电。连接排端部倒角处理如上图3所示。绝缘隔板等选用憎水性较强的绝缘材料（尽量采用环氧浇铸成型的隔板），安装时在隔板表面涂抹憎水材料，边缘应采取防潮措施。

3 结束语

为高压开关柜提供一个清洁而干燥的良好运行环境是保证开关柜中电气设备长期安全、稳定、可靠运行的基本保障条件，同时也是确保电力系统长期安全运行的重要环节。本文针对开关柜受潮原因开展分析，提出开关柜防潮、开关柜除潮、其他措施防潮治理措施，提供了消除开关柜受潮隐患的思路，为电力系统稳定运行和安全供电提供了有效保证。