引言
在變電站室外設(shè)置的端子箱,在潮濕的空氣和雨水侵蝕的影響下,易造成箱體內(nèi)外表面有溫度差,形成凝露。凝露導(dǎo)致端子箱體內(nèi)的二次設(shè)備絕緣性能降低,使得端子箱內(nèi)的二次設(shè)備端子接觸不良甚至出現(xiàn)短路現(xiàn)象,嚴(yán)重時導(dǎo)致端子箱內(nèi)電氣設(shè)備出現(xiàn)保護(hù)誤動或保護(hù)拒動。誤動或拒動嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展,端子箱的防護(hù)措施從最傳統(tǒng)的使用干燥機、加熱器、膠泥封堵等方法發(fā)展到目前所應(yīng)用的智能除濕防凝露裝置。但由于端子箱在設(shè)計制作方面主要使用金屬板材質(zhì),且設(shè)計方面存在缺陷,極易造成端子箱表面銹蝕,箱內(nèi)長期聚集潮濕空氣從而使得二次設(shè)備受潮,縮短端子箱的使用壽命,威脅變電站的安全運行。
遂川縣乃至江西省氣候濕度高,雨水多,適宜蟲卵繁殖,在春夏秋冬都有梅雨季節(jié),故端子箱常易銹蝕、回潮。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),相對濕度≥80%則可能會引起元件漏電、短路、觸點生銹。本文筆者通過長期觀察遂川縣境內(nèi)變電站戶外端子箱箱內(nèi)相對濕度情況,判斷出遂川縣境內(nèi)變電站戶外端子箱箱內(nèi)二次設(shè)備普遍受潮嚴(yán)重,通過分析端子箱受潮原因,設(shè)計了一款新型端子箱,改造后的端子箱箱體內(nèi)相對濕度≤80%。
1端子箱凝露機理
大自然中的空氣通?？梢砸暈榻^干空氣、水汽、塵土的混合。當(dāng)大氣中的水汽達(dá)到飽和狀態(tài)時,大氣低層的水汽就很容易附著在表面積相對較大、導(dǎo)熱性較差、溫度相對較低的物體上,凝結(jié)成水珠,即凝露。在變電站長期觀測中我們發(fā)現(xiàn)端子箱凝露主要有兩種情況:(1)多雨季節(jié)空氣濕度大,而因箱體內(nèi)部二次帶電設(shè)備和除濕器的工作原因,使得箱內(nèi)溫度高于箱體外表面溫度,箱外混合大量水分的空氣透過端子箱門、縫以及風(fēng)扇口進(jìn)入箱內(nèi),經(jīng)過混合的箱內(nèi)空氣溫度也較高,因此在相對溫度較低的端子箱的門、縫處或在端子箱頂部易形成凝露。(2)雷雨季節(jié)的晚上,大氣溫度下降很快,空氣中水分易達(dá)到飽和,而一般端子箱的金屬外殼散熱速度快,箱體表面溫度與大氣溫度形成溫差,空氣中飽和水汽在端子箱的頂部凝結(jié)成露。
2端子箱濕度越限率統(tǒng)計
本文集中對草林變、遂川變、戴家埔變、湯壺變、高坪變這5個變電站的端子箱進(jìn)行濕度監(jiān)測調(diào)查分析。2018年1月一12月裝有智能防凝露裝置的變電站濕度監(jiān)測次數(shù)統(tǒng)計表如表1所示,裝有智能防凝露裝置的變電站2018年1月一12月濕度越限率統(tǒng)計表如表2所示。
從上面的數(shù)據(jù)可以看出,即便是安裝了智能防凝露裝置,箱內(nèi)濕度越限率仍然較高,由此可見,變電站戶外端子箱內(nèi)濕度越限情況普遍存在。
3受潮常見原因分析
端子箱箱體通風(fēng)口存在漏洞,密封膠條質(zhì)量差,安裝隨意,密封效果不理想,而且會隨著時間的推移而脫落:箱內(nèi)濕度大,南方山區(qū)地區(qū)年降雨量大,空氣潮濕,潮濕的空氣通過密封不好的箱體造成箱體內(nèi)部二次設(shè)備潮濕:端子箱通風(fēng)不好,箱體潮濕情況越來越嚴(yán)重。端子箱除了底部連接箱內(nèi)外電纜的通氣孔外,沒有多余的通風(fēng)口,這樣很容易造成箱體內(nèi)部潮濕空氣因通風(fēng)不良而受潮。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)端子箱頂部通風(fēng)孔有漏水,并且有小動物進(jìn)入。
4新型端子箱研發(fā)
4.1端子箱底部隔板選材
隔板選用玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂復(fù)合材料(簡稱為bsC材料),bsC復(fù)合材料由高溫一次沖壓成型,具有機械強度高、材料重量輕、耐電弧、耐腐蝕、使用壽命長、絕緣強度高、阻燃、密封性能優(yōu)異的特點,能夠滿足電纜溝道陰冷潮濕的惡劣環(huán)境要求。
4.2改進(jìn)孔洞封堵工藝
在孔洞封堵工藝方面一般的變電站只是用耐火隔板、有機堵料、防火包?？紤]到端子箱孔洞連接陰冷潮濕的電纜溝,因此孔洞封堵時需要考慮防火、防蟲鼠,更需要側(cè)重防止箱內(nèi)設(shè)備潮濕,只用耐火隔板、有機堵料以及防火包的封堵工藝難以堵住電纜之間的縫隙。
因此,應(yīng)使用流動性良好的無機堵料灌注電纜之間的縫隙,徹底封住電纜溝內(nèi)潮濕氣體流入箱內(nèi),增強端子箱的密封性,無機堵料本身的吸濕性能在凝固后也能體現(xiàn)出來,具備一定的防潮功能。
4.3設(shè)計環(huán)節(jié)
新型端子箱在原有基礎(chǔ)上重新設(shè)計并在技術(shù)上加以優(yōu)
化。其在箱體下部新增了透氣孔、防蟲網(wǎng),箱體設(shè)計有專用電纜通道并對內(nèi)部設(shè)備統(tǒng)一定位,使端子箱更加美觀干凈。新型端子箱具備以下特征:
(1)穩(wěn)定性。在新型端子箱的內(nèi)部操作面板上,選用絕緣水平高,擁有良好防靜電性能的材料:端子箱外殼選用不銹鋼材質(zhì),為了日后方便檢修設(shè)備以及更換外殼,采用可拆分設(shè)計,提高了工作效率:在箱門設(shè)計上,選擇1.5mm不銹鋼和加力鋼,以增強箱體抗變形能力:在箱體的固定上,使用三角鋼鐵。由此很好地避免設(shè)備接地的可能性,防止出現(xiàn)靜電現(xiàn)象,端子箱的穩(wěn)定性有明顯提升,提高了端子箱應(yīng)對復(fù)雜天氣環(huán)境的能力。
(2)便捷性。與一般傳統(tǒng)變電站端子箱箱內(nèi)走線混亂、空間狹小、二次改造困難、箱體密封不嚴(yán)實的現(xiàn)象不同,在新型端子箱箱體內(nèi)部,新增電纜專用通道,增加排線盒,對各類電纜電線采取規(guī)則布置,側(cè)門摒棄老式把手,采用按鈕把手,端子箱做到了敞開式的同時保證了箱體的整體美感。此外,為方便日后維護(hù)及檢修工作,新型端子箱還增添檢修用電專用小窗口。
(3)耐腐性。新型端子箱隱藏了容易產(chǎn)生銹蝕危害的端子箱部件,如螺絲孔,有效應(yīng)對傳統(tǒng)變電站端子箱抗腐蝕性能較差的問題:另一方面,在端子箱箱體上方添加通風(fēng)口,通風(fēng)口可以使箱體內(nèi)部空氣流通,在通氣孔外加半封閉不銹鋼防水罩,內(nèi)加18目不銹鋼防蟲網(wǎng),在通風(fēng)口上方要設(shè)計出屋檐罩,不僅通風(fēng)還可以防止灰塵等雜物進(jìn)入,箱體下方本身有電纜通氣孔,只需要在原有通氣孔上添加防蟲網(wǎng)即可。端子箱的整體設(shè)計圖如圖1所示。
5改造后效果對比
經(jīng)長期變電站跟蹤觀測,多雨季節(jié)自然界中空氣濕度大,端子箱箱外高度飽和潮濕,空氣易通過端子箱門、風(fēng)扇口、縫隙等侵入箱內(nèi),因此,選定改造前2018年3月份與改造后2019年3月份遂川變戶外端子箱箱體相對濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行前后對比,對比圖如圖2所示。
從改造后的箱體濕度統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,箱體相對濕度控制在80%以下,改造措施效果明顯,具有較強的實際應(yīng)用價值。
6結(jié)語
本文通過分析變電站戶外端子箱箱體潮濕的原因,結(jié)合端子箱的結(jié)構(gòu)和功能,設(shè)計出了一款新型端子箱。從改造后的箱體濕度統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,改造措施效果明顯,希望此款端子箱能夠為變電站端子箱的技術(shù)改進(jìn)做出貢獻(xiàn)。
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