引言

在變電站室外設置的端子箱,在潮濕的空氣和雨水侵蝕的影響下,易造成箱體內外表面有溫度差,形成凝露。凝露導致端子箱體內的二次設備絕緣性能降低,使得端子箱內的二次設備端子接觸不良甚至出現短路現象,嚴重時導致端子箱內電氣設備出現保護誤動或保護拒動。誤動或拒動嚴重影響電網的正常運轉。隨著電網的不斷發(fā)展,端子箱的防護措施從最傳統(tǒng)的使用干燥機、加熱器、膠泥封堵等方法發(fā)展到目前所應用的智能除濕防凝露裝置。但由于端子箱在設計制作方面主要使用金屬板材質,且設計方面存在缺陷,極易造成端子箱表面銹蝕,箱內長期聚集潮濕空氣從而使得二次設備受潮,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。根據相關文獻,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變電站戶外端子箱箱內相對濕度情況,判斷出遂川縣境內變電站戶外端子箱箱內二次設備普遍受潮嚴重,通過分析端子箱受潮原因,設計了一款新型端子箱,改造后的端子箱箱體內相對濕度≤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。當大氣中的水汽達到飽和狀態(tài)時,大氣低層的水汽就很容易附著在表面積相對較大、導熱性較差、溫度相對較低的物體上,凝結成水珠,即凝露。在變電站長期觀測中我們發(fā)現端子箱凝露主要有兩種情況:(1)多雨季節(jié)空氣濕度大,而因箱體內部二次帶電設備和除濕器的工作原因,使得箱內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、縫以及風扇口進入箱內,經過混合的箱內空氣溫度也較高,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行濕度監(jiān)測調查分析。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。

從上面的數據可以看出,即便是安裝了智能防凝露裝置,箱內濕度越限率仍然較高,由此可見,變電站戶外端子箱內濕度越限情況普遍存在。

3受潮常見原因分析

端子箱箱體通風口存在漏洞,密封膠條質量差,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部二次設備潮濕:端子箱通風不好,箱體潮濕情況越來越嚴重。端子箱除了底部連接箱內外電纜的通氣孔外,沒有多余的通風口,這樣很容易造成箱體內部潮濕空氣因通風不良而受潮。通過調查發(fā)現端子箱頂部通風孔有漏水,并且有小動物進入。

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合材料(簡稱為bsC材料),bsC復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,更需要側重防止箱內設備潮濕,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,徹底封住電纜溝內潮濕氣體流入箱內,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出來,具備一定的防潮功能。

4.3設計環(huán)節(jié)

新型端子箱在原有基礎上重新設計并在技術上加以優(yōu)

化。其在箱體下部新增了透氣孔、防蟲網,箱體設計有專用電纜通道并對內部設備統(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,為了日后方便檢修設備以及更換外殼,采用可拆分設計,提高了工作效率:在箱門設計上,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。由此很好地避免設備接地的可能性,防止出現靜電現象,端子箱的穩(wěn)定性有明顯提升,提高了端子箱應對復雜天氣環(huán)境的能力。

(2)便捷性。與一般傳統(tǒng)變電站端子箱箱內走線混亂、空間狹小、二次改造困難、箱體密封不嚴實的現象不同,在新型端子箱箱體內部,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生銹蝕危害的端子箱部件,如螺絲孔,有效應對傳統(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口,通風口可以使箱體內部空氣流通,在通氣孔外加半封閉不銹鋼防水罩,內加18目不銹鋼防蟲網,在通風口上方要設計出屋檐罩,不僅通風還可以防止灰塵等雜物進入,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即可。端子箱的整體設計圖如圖1所示。

5改造后效果對比

經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、風扇口、縫隙等侵入箱內,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據進行前后對比,對比圖如圖2所示。

從改造后的箱體濕度統(tǒng)計數據來看,箱體相對濕度控制在80%以下,改造措施效果明顯,具有較強的實際應用價值。

6結語

本文通過分析變電站戶外端子箱箱體潮濕的原因,結合端子箱的結構和功能,設計出了一款新型端子箱。從改造后的箱體濕度統(tǒng)計數據來看,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改進做出貢獻。