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高壓開關柜防凝露技術研究與實踐推廣

發布時間:2020-05-29 10:52  來源:西安華儀電氣有限公司

高壓開關柜防凝露技術研究與實踐推廣

1 引言

   馬鋼某220 kV變電站在一次35 kV母線停送電過程中,發現35 kV II段所變柜和PT柜(均為低負荷開關柜)刀閘上端靜觸頭與套管以及管型母排絕緣套管和絕緣隔板等處均有放電聲音,隨后進行了停電檢查和處理,檢查發現柜內潮氣大并有凝露現象,發出放電聲音的部位絕緣件有放電痕跡,試驗發現絕緣件老化、絕緣性能下降。

分析認為,受設備的運行方式或負荷狀況、開關室的布置、開關柜的結構、氣候環境等幾個方面因素的影響,可能使開關柜內潮氣較重,并且不易散發,在一定條件下柜內形成凝露,使柜內絕緣器件的絕緣逐步降低并老化,導致開關柜內帶電母排放電、短路。現結合現場情況,對開關柜內壁表面或母排表面形成凝露的原因、條件和危害進行分析,對各種防潮氣、防凝露技術進行分析,并提出和落實防潮氣、防凝露的各項管理措施和技術措施,提高開關柜的安全運行水平。

2 高壓開關柜凝露的原因、條件和危害分析

太阳城sunbet申博 2.1 開關柜發生凝露的原因、條件

凝露現象是指柜體內壁表面或母排表面溫度下降到露點溫度以下時,內壁或母排、絕緣器件等表面發生的水珠凝結現象。凝露是否發生取決于室內溫度、柜內溫度、相對濕度以及露點溫度以及柜內結構和通風散熱狀態。

在一定條件下,當開關柜內部的溫度低于外部環境溫度時,開關柜內部就可能發生凝露。

結合現場發生的設備故障情況,以及對開關柜凝露現象的研究分析,在以下幾種情況下開關柜容易發生凝露:

(1)長期處于備用狀態的母聯開關柜、低負荷的開關柜等,由于柜內溫度經常低于柜外溫度,如果在空氣濕度大的環境條件下,容易在柜內形成凝露。例如2014年9月30日61#BDS發生的母聯開關短路爆炸事故以及2015年91#BDS 35 kV II段所變柜和PT柜的放電故障與開關柜內潮氣大和凝露均有一定關系。這兩起設備故障(事故)具有兩個共同點:一個是故障設備都屬于備用狀態或低負荷的開關柜,柜內溫度低;另一個是都發生在天氣潮濕回暖、一樓地面“出水”的天氣條件下。因此,設備的運行方式或負荷狀況、氣候環境或柜體結構是開關柜發生凝露的兩個重要原因和條件。

(2)研究發現,開關柜凝露易發的因素還與開關室的結構有關。當開關室處于二層樓或有地下電纜室時,開關室的潮氣現象就較弱,潮濕天氣,地面比較干燥;若開關室處于一樓地面并且無地下電纜室時,在潮濕回暖天氣,開關室的地面就會“出水”,開關設備放電現象容易發生,91#BDS 35 kV開關室就是這種處于一樓地面并且沒有地下電纜室的結構。

(3)開關柜凝露還與開關柜底部電纜倉的密封有關。當電纜有積水的情況下,如果開關柜底部電纜倉的密封不嚴,水汽容易進入柜內,使柜內的濕度加大,當柜內外的溫差達到一定條件時,開關柜內就容易發生凝露。

(4)開關柜凝露還與開關柜頂部的結構有關。在4月1日對91#BDS 35 kV II段所變柜和PT柜上部管型母排絕緣套管和絕緣隔板放電現象進行全面檢查時發現,35 kV開關柜除所變柜和PT柜外,其他開關柜的頂部蓋板都是有散熱孔的格柵,只有所變柜和PT柜是密閉的蓋板。這種設計廠家考慮的是這兩個柜的負荷小,柜內發熱小、溫度低,不需要設計散熱孔。但是,這種設計也導致柜內潮氣無法散發,柜內潮氣長期存在加速絕緣套管和隔板老化。

2.2高壓 開關柜凝露危害

(1)當開關柜內潮氣大或形成凝露時,由于開關柜之間裝設的環氧樹脂隔板表面長期受潮,隔板表面極易形成爬弧,產生閃絡放電,隨著放電次數的增加,隔板表面結構被破壞,更易吸附氣體中的水分和其它導電物質,可溶性的導電物質逐漸溶解于水,成為電解質,在隔板表面上形成一層薄薄的導電液膜,使隔板絕緣性能降低。

(2)母聯開關柜內濕度大可能會讓水珠或凝露積聚于母聯開關柜母排后背包內豎直方向的母排底部或與絕緣護套交界處,使母排形成沿邊(面)放電,當起初某相母排端頭放電時,不僅會使母排端頭開始燒熔,還會產生大量帶有金屬的煙氣,另兩相也會在濃烈的金屬煙氣中放電,從而形成三相短路。如果在柜內濕度大或凝露的狀況下遇到過電壓作用,就更容易引發短路故障。

3 高壓開關柜防凝露、防潮氣所采取的管理和技術措施

(1)更換絕緣性能下降的35 kV所變柜、PT柜觸頭套管以及頂部管型母線套管和柜間絕緣隔板。

太阳城sunbet申博 (2)改造所變柜、PT柜頂部蓋板,增加散熱格柵孔,形成潮氣散發通道。

(3)對所有開關柜,特別是35 kV開關柜、所有母聯柜加熱器的狀況及其控制回路進行重點檢查和梳理,能夠投用的加熱器進行正常投用,無法投用的加熱器進行修復或改造。

(4)規定加熱器投用方式采用“自動+手動”方式(正常可投自動的投“自動”方式,春、夏季等潮氣大的天氣進行手動定期投停)。

(5)對開關室電纜溝積水、屋頂漏水等狀況要采取切實措施進行整改,開關室拖地時采用干拖把,減少室內潮氣來源。

(6)在春、夏季季等潮氣大的天氣,要利用開關室內的空調除濕功能定期對開關室進行除濕。在天氣晴好季節要定期開窗通風。

(7)重視夜間熄燈檢查,增加特巡(夜巡、潮濕陰雨天氣巡視)力度,發現放電弧光或聽到放電聲音等隱患及時處理。

(8)為91#BDS 35 kV開關室等潮氣大的房所配置專用的除濕機。

(9)對91#BDS 1臺所變開關柜、21#BDS 1臺開關端子箱進行了加裝排水型溫濕度控制裝置的試驗工作。

現有的加熱器控制方式大多采用濕度控制方式,只有當柜內濕度達到設定值時加熱器才會啟動。但凝露的產生和開關柜內外溫度有直接關系,在相同的濕度下,如果溫差不同,凝露的產生情況也會不同,因此,需要對加熱器進行研究和應用。

由于現有的加熱器只是控制柜內的溫度來防止凝露,空氣中的水分并沒有因為加熱器的啟用而減少或散發。目前試用的排水型智能除濕裝置設計有專門的排水管,除濕裝置啟動后,可以將柜內空氣中的水分凝結成水排出柜外,從而大大減小柜內空氣的水分和濕度。

通過試驗,在排水型智能除濕裝置投用一段時間后,檢查發現排水管下面的集水瓶中可以收集到半瓶的水,除濕效果顯著,可以進行大量推廣使用。

4 最后

    高壓開關柜的防潮和防凝露是提高開關柜安全運行水平的重要事項,35 kV開關柜通過各項綜合措施取得了良好的效果。根據試驗結果,排水型除濕裝置可以很好地將開關柜空氣中的水分凝結成水排出柜外,對開關柜的防潮有較好的作用,可以考慮進行推廣。

 
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