淺談濕度對站房類設(shè)備的影響及應(yīng)對措施

劉興棟 國家電網(wǎng)重慶市區(qū)供電公司

淺談濕度對站房類設(shè)備的影響及應(yīng)對措施

劉興棟 國家電網(wǎng)重慶市區(qū)供電公司

濕度；站房；開關(guān)柜；絕緣放電

引言

現(xiàn)今配網(wǎng)中，大多數(shù)站房類設(shè)備長期處于地下樓層，室內(nèi)濕度過大極且極容易發(fā)生漏水、滲水等問題，站房內(nèi)濕度居高不下，容易導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備放電。而長期放電會導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降，引起相間或相對地短路，造成絕緣故障，影響設(shè)備的使用壽命和運行安全。

1.站房開關(guān)柜絕緣放電分析

開關(guān)柜是城市配網(wǎng)設(shè)備中重要的基礎(chǔ)設(shè)施，其運行穩(wěn)定性直接影響到城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人民生活質(zhì)量的提高，因此，開關(guān)柜設(shè)備的可靠性直接決定了用戶供電可靠性。開關(guān)柜內(nèi)部裝有電纜接頭、套管、避雷器、電流互感器、電壓互感器、高壓開關(guān)等多種一次配電設(shè)備，其運行狀態(tài)對配網(wǎng)運行可靠性和安全性有很大影響。開關(guān)柜發(fā)生故障將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，主要表現(xiàn)為：（1）開關(guān)柜爆炸導(dǎo)致供電中斷，影響供電可靠，（2）引發(fā)火災(zāi)事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

開關(guān)柜故障通常由長期的缺陷演變而來，如果不能對開關(guān)柜缺陷及時發(fā)現(xiàn)掌握和消除，就會造成不可挽回的故障損失。

表1是對某供電公司2014年4月—8月的160起開關(guān)柜缺陷進(jìn)行了統(tǒng)計分析，缺陷調(diào)查表和缺陷對比圖如表1。

表1 2014年4月—8月開關(guān)柜缺陷調(diào)查表

從表中可以看出絕緣放電缺陷占站房缺陷的79.4%，遠(yuǎn)高于二次回路缺陷、開關(guān)機(jī)構(gòu)缺陷和其他缺陷。因此降低站房絕緣放電數(shù)，維護(hù)開關(guān)柜內(nèi)絕緣性能，就能有效的降低開關(guān)柜故障率，保持可靠供電。

2.濕度對開關(guān)柜絕緣放電的影響

開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)中，局部放電通常不會貫通性的擊穿絕緣，但是卻可能局部損壞介質(zhì)，如果長期存在局部放電，則會降低絕緣介質(zhì)的電氣強(qiáng)度。由此可見，局部放電屬于電氣設(shè)備中的隱患，其破壞過程體現(xiàn)出緩慢性、長期性的特點。針對開關(guān)柜局部放電，其各種檢測方法中， TEV法（地電波檢測）、超聲波法、紅外光法，在實際應(yīng)用過程中要將上述三種方法綜合應(yīng)用，以TEV法為主，超聲波法和紅外光法為輔進(jìn)行。

研究過程中將檢測值大于20dB的放電作為絕緣放電缺陷來統(tǒng)計，對2014年4月-8月的 254起絕緣放電缺陷從引起缺陷的原因分析，可分為：溫度過高、濕度過高、設(shè)備自身和其他類型四種，并對進(jìn)行了分析，具體如表2。

從統(tǒng)計圖表看到，由濕度過高造成的絕緣放電缺陷占絕大部分，占到65.4%，遠(yuǎn)高于其他三種原因引起的絕緣放電。因此由濕度引起的絕緣放電是主要問題，只要解決了該問題，則絕緣放電高的問題就能得到解決。

3.應(yīng)對措施

高壓電氣設(shè)備較長時間溫度超過70%以上的環(huán)境中運行，有可能導(dǎo)致固體絕緣物表面不斷吸收潮氣并形成絕緣物表面運動，并在電極附近形成水膜，而水中含有的離子在電場中會沿絕緣物表面運動，并在點擊附近形成積聚，使得局部電場強(qiáng)度增加，發(fā)生放電，并引起沿面閃絡(luò)電壓下降。吸潮越嚴(yán)重，沿面閃絡(luò)電壓則降低越多，這種沿絕緣物表面放電，使得絕緣物表面局部過熱至碳化并伴有強(qiáng)烈的放電聲和弧臭味。其最終會造成相對的和相間短路故障，從而發(fā)生重大電氣事故。研究過程中對濕度過高易引發(fā)絕緣放電的問題進(jìn)行多次現(xiàn)場了解、討論、分析，經(jīng)整理后作出如下結(jié)論：

表2 2014年4月-8月絕緣放電原因統(tǒng)計表

（1）運維人員加強(qiáng)巡視，形成合理有效的巡視制度

設(shè)備運維人員是設(shè)備運行狀況的第一掌握者和責(zé)任者，運維人員在巡視、檢查過程中務(wù)必要詳細(xì)記錄設(shè)備的溫濕度、負(fù)荷、電氣機(jī)械指示燈指示等，仔細(xì)觀察有無異響異味等異常情況，發(fā)現(xiàn)問題及時上報核實。

設(shè)備的運維應(yīng)秉承“勤于巡視，防患于未然未然”的理念，形成合理有效的巡視周期，并應(yīng)遵循行之有效的巡視經(jīng)驗。多年運維工作總結(jié)出來一條行之有效的巡視經(jīng)驗，那就是“1聞2聽3看”。 1聞，就是進(jìn)入針紡就先要聞，嗅嗅有沒有燒焦味；2聽，就是站在開關(guān)柜前靜靜地聽有沒有異常聲響；3看，就是看電纜的接頭、母線連接處和CT有沒有發(fā)紅和閃烙現(xiàn)象。并且收效明顯。

（2）對站房采取除濕措施，使室內(nèi)維持在較低的濕度水平

現(xiàn)階段站房設(shè)備管理規(guī)定對站房的除濕涉及較少，一旦某個站房發(fā)生漏水、滲水、濕度升高，只是簡單的做一些應(yīng)對措施，沒有一個能夠應(yīng)急處理突發(fā)狀況的方案，更無一個能保持站房濕度合理的除濕方法，不滿足確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。因此制定一個專門維持站房運行在合理濕度范圍內(nèi)的方案是有必要的。

研究過程中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)站房類設(shè)備室內(nèi)濕度過高，是因為站房電纜溝有滲水、漏水，部分站房的墻壁或屋頂有滲漏水。室內(nèi)電纜溝，室外電纜井，地下電纜夾層，要做到風(fēng)雨必查，見水必抽，嚴(yán)防潮氣，水分進(jìn)入設(shè)備區(qū)。對于此類情況一般應(yīng)從以下措施著手處理。

①加強(qiáng)巡視排查，對封堵點進(jìn)行定期清理排查，在設(shè)備新投異動過程中全程跟進(jìn)，檢查封堵。發(fā)現(xiàn)有未封堵的孔洞，立即可靠封堵，在防小動物的同時也防止水及潮氣由室外進(jìn)入室內(nèi)設(shè)備區(qū)。

②在長期滲水處找出滲水原因，進(jìn)行防水處理，并注意觀察確保防水處理措施已取得成效。對于積水過多的地方，若采取各種防堵措施均不可行時，可采取定時人工抽水的方式進(jìn)行，或者安裝自動抽水泵抽水。

③在濕氣過大的站房類安裝抽濕機(jī)或空調(diào)類設(shè)備，設(shè)置自動或手動除濕。在空調(diào)除濕效果仍不理想時，應(yīng)考慮安裝工業(yè)除濕機(jī)，其最小除濕為30%左右，并可自動除濕自動除濕。

④電纜溝道是站房類設(shè)備濕氣最重的地方，若其嚴(yán)重影響到了設(shè)備的安全運行?？梢钥紤]在電纜溝安放排風(fēng)扇，多年實踐經(jīng)驗表明，此種方法可以很好的緩解濕氣從溝道進(jìn)行開關(guān)柜內(nèi)，進(jìn)而形成凝露。在溝道內(nèi)安放排風(fēng)扇，風(fēng)向朝內(nèi)，溝道應(yīng)開小縫，使溝道內(nèi)濕氣進(jìn)入室內(nèi)，進(jìn)而由除濕機(jī)等除濕。經(jīng)實際操作測量數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)排風(fēng)扇安裝后明顯的降低了溝道內(nèi)濕度。

⑤確保開關(guān)柜內(nèi)加熱器正常運行。為防止開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生凝露，只要保持開關(guān)柜體內(nèi)部的溫度始終高于外部環(huán)境溫度即可。特別是電纜室內(nèi)，由與其于溝道地面接觸，溫度較低。開關(guān)柜內(nèi)部要防凝露的部位的溫度始終比柜外環(huán)境溫度至少高>2℃以上。設(shè)備區(qū)懸掛溫濕度雙顯測試儀，實時監(jiān)測，定時記錄，及時分析溫度程度，找出高濕原因，采用有效去濕，除濕措施，改善設(shè)備運行環(huán)境。

（3）站房設(shè)備室內(nèi)應(yīng)保持空氣流通

潮濕的空氣有利于霉菌的生長。實踐表明當(dāng)溫度為25℃～30℃， 相對濕度為75%～95%時，是霉菌生長的良好條件。所以，如果通風(fēng)不好將會加快霉菌的生長速度。霉菌中含有大量的水分，使設(shè)備的絕緣性能將大大降低。對一些多孔的絕緣材料，霉菌根部還能深入到材料的內(nèi)部，造成絕緣擊穿。因此，在濕度相同、氣溫相等的情況下，室內(nèi)設(shè)備長霉比室外設(shè)備要嚴(yán)重得多。因此務(wù)必要促進(jìn)空氣流通，可使霉菌無法生存。

站房類設(shè)備室內(nèi)不同位置濕度差別很大，特別是處于地下樓層內(nèi)的站房由于空氣不流通，差別更大。即便有除濕措施，但開關(guān)柜內(nèi)和電纜溝內(nèi)濕度仍然很高，室內(nèi)室內(nèi)各處濕度相差最高達(dá)35%。因此可以考慮在室內(nèi)安裝強(qiáng)力風(fēng)扇，室內(nèi)安裝強(qiáng)力風(fēng)扇風(fēng)向朝向門口和墻壁通風(fēng)口，站房設(shè)備大多處于地下，氣流相對封閉，因此通過風(fēng)扇安裝，可加大氣流流通，主要目的在于將室內(nèi)里側(cè)的氣流往外排，有效的解決了室內(nèi)濕度分布不均的問題。另外還可以在墻壁安裝上下兩組排風(fēng)扇，墻壁上安裝上下兩組排風(fēng)扇，上邊出風(fēng)，下邊進(jìn)風(fēng)，加大空氣換流。不同的站房其風(fēng)扇的個數(shù)根據(jù)實際需要確定。安裝排風(fēng)扇后，室內(nèi)氣流流向示意圖如圖1。

圖1

經(jīng)實際錯做測量表明，室內(nèi)空氣流通后，相對應(yīng)的將室內(nèi)各處差異明顯的濕度變得均勻，室內(nèi)各處濕度相差不超過5%。對于降低室內(nèi)濕度起到了極好的作用，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

（4）站房設(shè)備應(yīng)保持清潔衛(wèi)生

絕緣子表面、金屬裸露處若有灰塵等污穢，易吸附水分后引發(fā)污閃，影響絕緣強(qiáng)度，導(dǎo)致絕緣性能下降，形成惡性循環(huán)，直至發(fā)生故障。研究發(fā)現(xiàn)即便是完全密封的柜體，開關(guān)柜內(nèi)絕緣材料、金屬上也有不同程度的污穢。因此，維持站房室內(nèi)處于清潔狀態(tài)，可有效避免污閃，保持設(shè)備可靠運行。運維人員可定時做室內(nèi)衛(wèi)生打掃，或利用停電檢修機(jī)會清掃絕緣設(shè)備。經(jīng)過衛(wèi)生打掃和絕緣清掃，污穢會明顯降低，保持了絕緣材料的干燥潔凈，若有條件，最好將站房室內(nèi)污穢等級控制到I級以下。

4.結(jié)語

在轄區(qū)內(nèi)參照上述措施對站房設(shè)備進(jìn)行布置，與2014年同期比較，由濕度過高造成的開關(guān)柜絕緣放電缺陷及比例如表3所示。

表3

從圖表中可以明顯的看到，實施措施以后，由濕度造成的開關(guān)柜絕緣放電數(shù)量及其百分比明顯的降低，從數(shù)量上直觀的反應(yīng)了實施的措施收到了成效。

通過提高運維質(zhì)量、除濕、通風(fēng)、除污穢一系列措施，降低站房室內(nèi)濕度，減少了絕緣放電次數(shù)、進(jìn)而降低了配網(wǎng)故障，保證了站房的穩(wěn)定運行，本文目的已達(dá)到。

［1］ 董燕萍.試論高海拔風(fēng)電場防雷減災(zāi)方案.四川水力發(fā)電.2013-08-15.

［2］ 楊炎升.電器設(shè)備故障與環(huán)境影響.中國科技信息.2006-12-15.

本文首先說明了站房開關(guān)柜對配網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要性，開關(guān)柜絕緣放電絕緣是開關(guān)柜缺陷的最主要因素。然后對開關(guān)柜絕緣放電缺陷進(jìn)行統(tǒng)計，得到濕度過高引發(fā)的絕緣放電占絕大部分。之后從提高運維質(zhì)量、除濕、通風(fēng)、除污穢四個大方面提出針對性的應(yīng)對措施，并結(jié)合實際工作采取措施展開研究，最后的結(jié)果也很好的應(yīng)證了自己所提出的應(yīng)對措施，降低了濕度對絕緣放電缺陷的影響。