摘要：针对特高压直流输电工程换流站汇控箱存在的凝露问题，通过凝露形成的机理并结合换流站环境条件，分析造成汇控箱凝露问题的原因，通过试验验证及试验结果分析，制定了汇控箱凝露问题的治理措施，通过对换流站汇控箱的改造治理，使汇控箱凝露问题得到圆满解决，取得了预期效果。
关键词：汇控箱；凝露；温度控制；处理措施
Analysis and treatment of the condensation problem of terminal box in converter station in DC transmission project
Yu Ligang1 , Wang Yanbin2
(XJ Electric Incorporated Company，xuchang461000，china）
Abstract: In view of the condensation problem of terminal box in conventor station in UHVDC transmission project，having analyzed the reasons for the problem through the combination of its formation mechanism with the environmental condition of converter station.Having worked out the treatment measures to condensation problem of terminal box by the analysis of experimental verification and experimental results.The condensation problem of terminal box has been successfully settled to expected effect through renovation and treatment to terminal box in converter station.
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0 引言
换流站汇控箱是安装在室外直流场，是一次设备与主控室、继电器保护小室内设备连接的中间环节。汇控箱内如果存在凝露，将对运行中的电力设备存在极大危害，主要有：(1)大幅降低设备的绝缘强度，甚至造成绝缘击穿；(2)锈蚀设备，增加设备检修次数，缩短设备使用寿命；(3)降低二次回路绝缘性能，严重时将导致二次回路接地、短路，引起电气开关误动或者拒动。因此，研究凝露的形成机理和防治措施对消除事故隐患、提高供电可靠性具有非常重要的意义。
1 凝露形成机理
温度高、湿度大的空气遇到温度足够低的物体，会在该物体表面液化成水珠，这一现象我们称之为凝露。露点温度是指在一定温度的空气中，水蒸汽的最大含量称为[饱和水蒸汽量]，此时的空气成为[饱和空气]，饱和空气温度下降时，空气中的水蒸气将凝结成水珠。含有水蒸气的空气的饱和温度，称为露点温度。换流站汇控箱凝露是指箱内湿热的空气在温度等于或小于其露点温度的箱体内壁表面凝结成水互关系决定。箱内空气的相对湿度是指箱内空气实际所含水蒸气量与相同温度条件下空气中饱和水蒸气量的比值。这个百分比越小，说明箱内空气越干燥，反之，则说明箱内空气越潮湿。一定温度的空气，不论相对湿度有多大，其露点温度总是低于该空气的温度，但是空气相对湿度越大其露点温度也越大、越容易发生凝露。因此，只要尽量降低箱内空气的湿度，保持箱体内壁的温度始终高于箱内空气的露点温度，就能够从根本上消除汇控箱内的凝露现象。
2 存在问题
某换流站自投运半年多以来，现场运行情况良好，自进入6月份雨季以后，用户反馈户外汇控箱存在凝露问题，并发来问题反馈函及问题整改要求。接到此问题的反馈函，我们立即成立了整改小组，及时组织内部讨论沟通，进行问题原因分析、制定问题处理建议。经过初步分析后和方案论证后，并指派工艺人员及设计人员到达换流站现场，对换流站现场情况进行全面了解及综合分析，以确定最佳解决方案，达到根除汇控箱内凝露问题的目的。
3 原因分析
技术人员到达现场后，对汇控箱内部构造、配置、环境情况及安装情况进行分析了解，并根据凝露形成的机理进行如下分析：
3.1环境湿度变大，造成汇控箱内部出现凝露
该换流站地处南方高原地区，该地区每年6月至9月为雨季，环境湿度较大，从而造成汇控箱内空气相对湿度变大，箱内空气潮湿，当环境温差出现明显变化，造成箱内壁温度下降，内部极易出现凝露。查找用户反馈汇控箱内部出现凝露的时间，首次反馈时间在6月底，和该地区雨季的时间段刚好吻合，因此，可以将环境湿度大的原因作为造成凝露现象的一个因素。
3.2汇控箱内部控制系统配置、参数设定合理性分析
降低箱内空气湿度，同时保持内壁温度高于箱内空气温度，可以有效防止箱内凝露的产生，结合现场户外运行条件，因此该汇控箱内部配置有温度控制器和湿度控制器，因此，对温度控制的定值设置合理性尤为重要，其中加热器的启动和停止逻辑如下：
当温度测量值＜温度下限，或相对湿度测量值＞湿度定值，且温度测量值＜温度上限-上限回差时，启动加热器。
当温度测量值＞温度下限+下限回差值，或相对湿度测量值＜湿度定值-湿度回差时，关闭加热器。
启动和关闭加热器同时存在时，当温度测量值<温度上限-上限回差，启动加热器，当温度测量值>温度上限–上限回差+0.4℃，关闭加热器。
根据温湿度控制器工作逻辑，结合现场温湿度控制器参数设定情况，温湿度控制器的参数设定正确性也是汇控箱出现凝露现象的一个因素。
3.3 汇控箱通风结构及现场安装情况分析
汇控箱顶部安装有2个排风扇，底部上层隔板上开有4个通风口，两侧侧板各开有一个百叶窗孔。汇控箱安装在电缆沟上，通过现场查看，电缆沟内湿度很大，因此，对电缆沟内的潮湿空气必须采取有效措施进行隔离，而现场安装的所有汇控箱底部未采取任何隔离措施，无法阻止电缆沟内的潮湿空气进入汇控箱，因此，电缆沟内潮湿空气进入汇控箱内，导致汇控箱内空气潮湿也是汇控箱出现凝露现象的一个因素。
4 试验验证及结果分析
4.1 验证方案
1）在1、2大组滤波器场确定了三面汇控柜进行现场试验验证，设备编号为1＃、2＃、3＃，在3、4大组滤波器场确定了二面汇控柜进行现场试验验证，设备编号为4＃、5＃。
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2）汇控箱采取措施：
1号汇控箱箱体底部与电缆沟进行封堵，停运箱内风扇；
2号汇控箱更换2只程序已改的温控器，箱内底部通风口堵2个；
3号汇控箱停运箱内风扇，箱内底部通风口堵2个；
4号汇控箱停运箱内风扇，箱内底部通风口堵2个；
5号汇控箱底部与电缆沟进行封堵，停运箱内风扇。
3）对温湿度控制器定值进行统一调整，初步调整方案如下：
温度上限35℃（回差5℃），温度下限10℃（回差5℃），相对湿度 70%（回差5%）。
4）现场汇控箱试验验证时间为5天，每天上午9点和晚上9点开箱对箱内情况进行观察记录。
4.2 试验结果分析
1）试验结果记录如下：
1号汇控箱未发现凝露；2号汇控箱内侧壁及箱门有少量凝露；3号箱内无凝露现象； 4号汇控箱内无凝露；5号汇控箱内侧壁和箱门下部有少量凝露。
后来对2号和5号汇控箱温湿度控制器定值进行微调，少量凝露现象消失。
2）试验结果分析：
根据以上试验结果，经分析确定采取以下措施对汇控箱有明显效果：
1）汇控箱原来仅封堵了底座上层底板的电缆进线孔，汇控箱的通风孔在底座上层的底板上，底座前后的侧封板上开有百叶窗孔，汇控箱内进入的空气是电缆沟内的潮湿空气。由于电缆沟内比较潮湿，且电缆沟与汇控箱底座之间没有封堵，造成电缆沟内潮气汇聚到汇控箱内，从而导致进入汇控箱内的空气比较潮湿，故封堵电缆沟与汇控箱底座之间的电缆进线孔，可防止电缆沟内的潮气进入汇控箱内。
2）在湿度达到温控器启动值时，温控器会启动风扇，当外界空气湿度比汇控箱内低时，风扇启动有利于汇控箱内除湿，反之在外界空气湿度较高，启动风扇反而将外界的湿空气抽到汇控箱内，不利于汇控箱内的除湿，故需要停用汇控箱内的风扇。
3）因为原来汇控箱内的进气孔太大，有4个通风孔，电缆沟和外部高湿度空气可迅速进入汇控箱内部，容易造成汇控箱内空气潮湿，因此控制合适的进气孔大小，可防止外部潮气迅速进入箱内。
4）汇控箱温湿度控器定置设置合理，箱内凝露可明显改善。
结合以上分析，因此进行电缆沟和底座封堵、停运箱内风扇、封堵2个通风口及设置合理的温湿度控制器定值对治理箱内凝露问题有明显效果。
5 处理措施
根据以上原因分析及结果验证分析，决定采取以下措施解决汇控箱内的凝露现象：
5.1 对汇控箱底座进行封堵湿空气
现场所有汇控箱用防火板进行封堵，以隔离电缆沟内的潮。
5.2 汇控箱4个通风口封堵2个
经计算，对汇控箱4个通风口封堵2个，全部用防火板进行封堵。
5.3 停运箱内风扇
汇控箱内的风扇-FA1和-FA2的接线分别接到端子排-X191和-X192，故需要拆除-X191和-X192至风扇的接线，拆除后的风扇接线用绝缘胶带处理，然后放入线槽内。
5.4 调整温湿度控制器的参数设定值
对汇控箱内温控器定值进行调整，根据现场试验情况，按如下要求调整：
温度上限40℃ 上限回差5℃
温度下限10℃ 下限回差5℃
相对湿度 65% 回差5%
按照以上要求调整后，温湿度控制器启动停止工作逻辑如下：
当汇控箱内的湿度>65%，且温度<35℃时，温控器将启动加热器进行除湿，当汇控箱内的温度>35.4℃时,停止加热器，从而维持汇控箱内的温度在35℃左右。当汇控箱内的湿度<60%时，将停止加热器。
当汇控箱内的温度<10℃时，将启动加热器，当汇控箱内的温度>15℃时，将关闭加热器。防止汇控箱内的温度<10℃。
6 效果分析
换流站汇控箱共35台，全部按以上整改措施进行整改；通电投运后，继续在现场进行了一周的效果观察，每天上午、下午各进行一次箱内凝露情况观察，均未发现凝露问题；技术人员返厂后，通过现场检修人员继续观察3个月，均未发现凝露问题。因此，可以确认以上整改措施取得了预期效果，换流站汇控箱凝露问题得到圆满解决。
7 结论
通过以上分析治理，换流站汇控箱凝露问题虽然得到了解决，但是我们必须高度重视汇控箱凝露的危害，重视汇控箱凝露问题产生根源，在早期设计及换流站施工阶段采取相应防范措施，确保汇控箱温湿度控制系统参数定值、安装方案、通风系统合理，符合现场运行环境，根据现场环境条件对汇控箱温湿度控制器定值进行精确设定，避免设备在投运后再次出现凝露问题。
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作者简介：
禹利刚( 1967-)，男，工程师，电气制造工艺
马胜利( 1987-)，男，助理工程师，电气制造工艺
论文作者:禹利刚1,马胜利2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：箱内论文; 温度论文; 电缆沟论文; 空气论文; 湿度论文; 温湿度论文; 加热器论文; 《电力设备》2017年第7期论文;