摘要:电力设备室外端子箱作为电力设备的重要组成部分,是将室外电力一次设备的二次回路集中在一起,再根据二次回路的功能作用划分分别与控制回路、信号回路、测量回路、二次电压回路、二次电流回路、故障录波回路、计量装置回路等连接在一起,组成一个不可分割的二次回路系统。因此,电力设备室外端子箱在一次设备与二次设备之间起到桥梁和纽带作用,不可替代,作用明显。为此,只有保证室外端子箱安全可靠运行,才能确保电力系统的安全可靠运行。而对室外端子箱安全可靠运行危害最大的是潮气。因此,必须高度重视室外端子箱防潮措施。
关键词:电力系统;一次设备;二次设备;端子箱;潮气
一、电力系统的构成
电力系统是由发、变、输、配电、和用户等共同组成的,它的特点是生产、输送、分配和使用在同一时间完成;它不仅需要大量的各种类型的电气设备,以构成电力发、送、变、配、使用的主系统;而且为了使主系统安全、稳定、连续、可靠地向用户提供充足、合格的电能,必须有能对主系统进行操作、监视、测量、调节和保护的电气设备。因此电力系统设备可分为一次设备和二次设备,二者通过二次回路和通信网路构成一个不可分割的系统。
二、端子箱的作用
二次设备主要是为一次设备服务的,是对一次设备的工作状况进行运行监视、测量、控制、保护、调节所必需的电气设备。其中室外端子箱在一次设备和二次设备之间起到桥梁和纽带作用,是二次设备的重要组成部分,是一、二次设备相连接的中间环节,作用明显,不可替代。
三、潮气的来源及对端子箱的危害
前已述及,室外端子箱在一次设备和二次设备之间起到桥梁和纽带作用,是一二次设备相连接的中间环节,作用明显,不可替代,这就要求室外端子箱必须安全可靠运行,如何保证室外端子箱安全可靠运行,值得深思和探讨。而对室外端子箱安全可靠运行危害最大的是潮气。因此,必须高度重视室外端子箱防潮措施。
图1 运行十年以上的端子箱
图2 运行三年左右的端子箱
那么室外端子箱潮气是从哪儿来的呢?从长期运行观察来看,室外端子箱潮气的来源主要来自两个方面,一方面是大气中潮湿的空气从室外端子箱的缝隙进入端子箱内;另一方面是从室外端子箱基础之下的电缆孔洞进入端子箱内。目前室外端子箱大部分设计成落地式的,这很“接地气”,二次电缆便从端子箱底部的电缆孔进入端子箱内。同时因电缆孔与端子箱之间未进行防潮封堵,只在端子箱底板处进行了防小动物封堵。因此电缆沟内的潮气便从电缆孔通过端子箱底板缝隙进入端子箱内。从室外端子箱运行情况来看,端子箱底板最先发生凝露锈蚀,长期运行之后就出现了空洞脱落的现象,二次电缆及端子排也是最先从端子箱最底部开始发生锈蚀发霉的,这可以从图片中观察到,如图1、图2 所示。说明室外端子箱潮气的主要来源是电缆沟内的潮气。
从图1中可以看出,老式室外端子箱防潮能力差,锈蚀发霉严重,底板已锈蚀脱落。再来看一下新端子箱运行情况,如图2 所示,这是某变电站运行三年左右的端子箱,投运不到一年就就出现了轻微的锈蚀发霉现象,不到三年就出现了严重锈蚀发霉现象。诚然出现如此严重锈蚀发霉与本地方潮湿的气候有关,但与端子箱防潮能力差不无关系。
从长期运行经验来看,潮气对室外端子箱的慢慢浸蚀是非常严重且难以控制的,它能使受潮气浸蚀的端子箱端子排螺丝在投运之后的一年之内便出现锈蚀,二次电缆出现发霉等情况;运行不到十年的时间内出现整个端子箱出现严重锈蚀,使端子箱底板锈蚀严重而脱落。引发二次回路频繁接地或短路,严重时会造成断路器的误动或拒动,从而引发电网事故事件或设备损坏事故事件,造成大面积停电事故,导致严重后果。
四、室外端子箱防潮措施的探讨与设想
室外端子箱传统的防潮措施一般采用如下方式:1、在端子箱内加装加热器进行驱潮并在端子箱顶部加装通气孔进行通风;2、在端子箱内加装加热器进行驱潮并在端子箱底部和顶部加装风扇加以通风。这是室外端子箱普遍采用的传统的防潮措施,但运行效果并不理想,未能从根本上解决室外端子箱的防潮问题。部分厂家也意识到了这一点,上海思源高压开关有限公司生产的室外GIS设备的端子箱就不再单纯的置于地面上,让它“接地气”,而是将端子箱置于室外GIS设备之上,使它远离了“接地气”,并对端子箱进行了较为严实的封堵,使端子箱在防潮上获得了很好的效果,这充分说明了厂家还是意识到了端子箱潮气的主要来源,并有了很好的防潮措施。对于户外端子箱来说,端子箱的布置方式还是以落地式“接地气”的布置方式。因此其防潮措施还是以传统的防潮措施为主,未能从根本上解决潮气问题。解决室外端子箱潮气问题还任重而道远。
那么室外端子箱防潮问题是不是就无法解决了呢,答案当然是否定的。通过运行分析、不断地探索,广西某供电局220kV金马变运维班组为我们展示了室外端子箱的防潮措施。他们通过分析研究及探索,认为解决室外端子箱潮气问题必须从潮气的来源入手,他们采用了“堵、疏、循环干燥”法彻底解决了端子箱的防潮问题。所谓“堵”,就是将端子箱内的所有缝隙进行全方位的封堵,包括端子箱门,从而将潮气堵在了端子箱外。所谓“疏”,就是将电缆沟内潮气通过端子箱电缆孔上升至端子箱底部的这一部分进行疏导,通过“开窗式”的办法,在端子箱基础部分两对面开槽,使电缆孔与大气连通,从而把电缆沟内的潮气疏导至大气中,减少电缆沟内的潮气对端子箱底板的侵蚀。所谓“循环干燥”,就是利用一整套干燥系统将端子箱内的空气“回炉”,干燥后再送回端子箱内。金马运维班组创新性思维及实践模式为我们提供了解决现有室外端子箱防潮的门道,值得我们借鉴。
图3 传统端子箱布置图
那么对现有运行的变电站来说,有没有更好的措施来解决室外端子箱的防潮问题呢?我想这是一个很值得探讨的问题。首先我们来看看室外端子箱潮气的来源,一个是大气中的潮气通过端子箱缝隙进入端子箱内,另一个是电缆沟内的潮气通过电缆孔从端子箱底部的缝隙进入端子箱内。日常巡视检查中,我们发现,电缆沟内的潮气温暖潮湿,对端子箱底板具有腐蚀作用,长期富集在端子箱底板处,加速端子箱底板的腐蚀,以至于端子箱底板在运行不到十年的时间内锈蚀脱落。因此从设计之初应全面考虑端子箱的防潮问题。既然电缆沟内的潮气对室外端子箱的危害最大,那么我们是否可以另辟蹊径呢?我想是可以的,部分厂商及同行已经为我们提供了借鉴。设想如果二次电缆不是通过端子箱底板进入端子箱,而是从端子箱侧面开孔进入端子箱,端子箱底座也不再是坐落于电缆孔洞之上,这我想就可以隔绝了电缆沟内的潮气与端子箱的接触,保证室外端子箱不受电缆沟内潮气的侵蚀,如图4所示为设想中的室外端子箱布置图。端子箱基础中间不再有直通的电缆孔,从端子箱基础两侧开孔,然后将电缆引至端子箱两侧,在端子箱两侧开孔,将电缆引入端子箱内,这样看来端子箱就不再那么“接地气”了,同时电缆多了点“拐弯抹角”,但电缆沟内的潮气就只能停留在端子箱基础下部的顶板,然后凝结下落,又回到电缆沟内,因此就可以解决了电缆沟内的潮气问题,使端子箱的防潮得到了巨大的改善,使端子箱的使用寿命得到提高。
图4 设想端子箱布置图
总而言之,室外端子箱的防潮问题,解决起来并不那么简单,不能一蹴而就,只有综合考虑多种因素,找到症结之所在,才能制定解决之策。
参考文献
[1]于永源,杨绮雯. 电力系统分析.北京:中国电力出版社,2004
[2]王国光. 变电站综合自动化系统二次回路及运行维护,北京:中国电力出版社,2005
论文作者:韦呈速
论文发表刊物:《电力设备》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/30
标签:端子论文; 潮气论文; 室外论文; 电缆沟论文; 箱底论文; 回路论文; 锈蚀论文; 《电力设备》2017年第28期论文;