高壓開(kāi)關(guān)柜當(dāng)你長(zhǎng)時(shí)間處于潮濕環(huán)境中會(huì)發(fā)生什么？最近，一位客戶向賽普拉斯報(bào)告，他們的變電站常年處于潮濕環(huán)境中，平均濕度超過(guò)60%，高壓開(kāi)關(guān)柜的母線室、電纜室和斷路器室的結(jié)露現(xiàn)象非常嚴(yán)重，斷路器室內(nèi)有明顯的積水現(xiàn)象。目前，由于濕度問(wèn)題，在開(kāi)關(guān)柜發(fā)生了爆炸事故。

事故歷史

2018年8月3日16: 10，站內(nèi)值班監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)一臺(tái)110千伏變電站1主變低后備保護(hù)動(dòng)作，跳閘主變低壓側(cè)201開(kāi)關(guān)，10kV I母失電。他們告知運(yùn)行維護(hù)人員，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)10kV264開(kāi)關(guān)柜燒毀。在維修人員現(xiàn)場(chǎng)處理263開(kāi)關(guān)柜的過(guò)程中，18: 41 10kV二次母線上的272開(kāi)關(guān)柜發(fā)生爆炸，2號(hào)主變后備保護(hù)動(dòng)作低跳202開(kāi)關(guān)，10kV二次母線失電。2018年8月4日3: 52，10kv二段母線故障點(diǎn)隔離完成。當(dāng)調(diào)度命令10kv二段母線恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，10kV273開(kāi)關(guān)柜發(fā)生爆炸，2號(hào)主變低后備保護(hù)動(dòng)作再次跳閘202開(kāi)關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)爆炸發(fā)生在三組開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，內(nèi)部損壞嚴(yán)重。柜內(nèi)有許多部件，包括絕緣支柱、穿墻套管、觸頭盒、母線、靜觸頭擋板、二次接線槽板、電纜倉(cāng)庫(kù)防火板等。都有不同程度的凝結(jié)現(xiàn)象。

開(kāi)關(guān)柜爆炸事故分析

開(kāi)關(guān)柜絕緣老化，性能下降，擊穿放電引起相間短路故障，是開(kāi)關(guān)柜爆炸的直接原因。現(xiàn)場(chǎng)檢查264開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)上的觸頭盒根部連接排保險(xiǎn)絲，設(shè)備的相鄰部分損壞最嚴(yán)重；272開(kāi)關(guān)柜開(kāi)關(guān)上的動(dòng)觸頭和觸頭盒損壞最嚴(yán)重；273開(kāi)關(guān)柜母線和周圍隔板損壞最嚴(yán)重。故障是由母線之間的絕緣擊穿引起的。三次爆炸都是由相間絕緣擊穿或接地引起的。

絕緣件受潮和產(chǎn)品質(zhì)量差是絕緣件性能下降的主要原因。檢查發(fā)現(xiàn)，機(jī)柜中的大多數(shù)設(shè)備都有冷凝，爆炸開(kāi)關(guān)柜中的其他未受損組件也有不同程度的冷凝，其中一些仍然非常嚴(yán)重。由于絕緣的防潮能力有限，防潮絕緣的絕緣電阻隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，從而失去了絕緣能力。同時(shí)，在降低絕緣容量的過(guò)程中，會(huì)發(fā)生局部放電。局部放電還會(huì)導(dǎo)致絕緣的絕緣容量進(jìn)一步降低，從而加速絕緣事故的發(fā)生。

開(kāi)關(guān)柜潮濕原因分析

從這一事故案例中可以看出，空氣濕度對(duì)室內(nèi)開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行有很大的影響，在嚴(yán)重的情況下，柜內(nèi)部件表面的冷凝會(huì)導(dǎo)致絕緣降低、設(shè)備損壞甚至事故。開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部濕度相對(duì)較高，冷凝是由以下因素引起的:

(1)夏季雷暴較多，11+開(kāi)關(guān)室一般裝有百葉窗通風(fēng)散熱。這種設(shè)計(jì)使得當(dāng)開(kāi)關(guān)室的門窗關(guān)閉時(shí)，室內(nèi)和室外空氣能夠連通，允許室外潮濕空氣進(jìn)入開(kāi)關(guān)室。

(2)電纜溝堵塞因材料老化、施工工藝等原因損壞脫落。當(dāng)市政排水水位因暴雨而不暢時(shí)，水將倒流至變電站。由于開(kāi)關(guān)柜底部的堵塞不能完全密封，電纜溝中積聚的水會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，從開(kāi)關(guān)柜底部進(jìn)入機(jī)柜。

(3)由于開(kāi)關(guān)柜為密封結(jié)構(gòu)，沒(méi)有通風(fēng)口，進(jìn)入柜體的水蒸氣不能排出，一般會(huì)聚集在柜體的上部空間，即母線倉(cāng)，在柜體內(nèi)表面或較低溫度下的絕緣表面形成冷凝。此外，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部部件表面污垢也是冷凝形成的條件之一。

開(kāi)關(guān)柜濕度控制措施

1.在雷雨季節(jié)，室外電纜溝積水是一種非常常見(jiàn)的現(xiàn)象，可以通過(guò)堵塞電纜溝來(lái)修復(fù)。電纜溝進(jìn)入開(kāi)關(guān)柜房間的墻體交接處可采取防水措施，防止室外水位回流到室內(nèi)電纜溝。室內(nèi)電纜溝與開(kāi)關(guān)柜之間的堵塞可結(jié)合開(kāi)關(guān)斷電的機(jī)會(huì)進(jìn)行修復(fù)，可能進(jìn)入濕氣的機(jī)柜底部可用阻燃材料進(jìn)行堵塞。有條件的單位可以安裝電纜溝除濕系統(tǒng)。該裝置專為解決室內(nèi)電纜半層/溝潮濕、積水等問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)化自動(dòng)控制除濕產(chǎn)品，能夠?qū)崟r(shí)集中監(jiān)控和管理室內(nèi)電纜半層、溝內(nèi)水位、環(huán)境溫度和濕度。該裝置由智能控制單元、系統(tǒng)供電單元、供氣單元、除濕單元、排水單元、溫濕度采集單元、數(shù)據(jù)記錄單元、視覺(jué)觀察單元和故障報(bào)警單元組成。溫濕度傳感器多點(diǎn)布置，水位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，采用串行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS485通信接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。

2.安裝工業(yè)除濕器。10kV開(kāi)關(guān)柜一般配備保護(hù)裝置，要求環(huán)境溫度高。因此，大多數(shù)高壓開(kāi)關(guān)柜房間都配有空調(diào)。然而，空調(diào)的除濕效果很差，尤其是在夏季吹冷空氣時(shí)，由于內(nèi)外冷熱不均開(kāi)關(guān)柜，可能會(huì)導(dǎo)致冷凝。因此，空調(diào)不能代替除濕器。建議在空氣濕度高的地區(qū)的配電室安裝合適功率的SEPRI-CS-L工業(yè)除濕器，并設(shè)置啟動(dòng)值為45% ~ 55%，當(dāng)空氣濕度大于啟動(dòng)值時(shí)開(kāi)始除濕。

3.在開(kāi)關(guān)柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機(jī)。原理是利用濕度傳感器監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度，當(dāng)濕度達(dá)到啟動(dòng)值時(shí)，SPR-CN-S1智能除濕機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)，將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕空氣泵入SPR-CN-S1智能除濕機(jī)的冷凝室進(jìn)行水氣分離，冷凝水通過(guò)排水管排至機(jī)柜外部。在機(jī)柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機(jī)可顯著降低開(kāi)關(guān)柜的空氣濕度，但由于開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)緊湊，安裝時(shí)應(yīng)考慮絕緣距離等因素，目前大部分安裝在開(kāi)關(guān)柜下部的電纜箱中。

4.安裝開(kāi)關(guān)柜高架除濕裝置

SEPRI-CS-DZ獨(dú)立頂部除濕裝置安裝在開(kāi)關(guān)柜總線箱的頂部。高架除濕裝置采用微處理器控制技術(shù)。為動(dòng)力設(shè)備內(nèi)部空間緊湊、環(huán)境濕度高、溫差大而專門開(kāi)發(fā)的高科技產(chǎn)品核心部分，致力于提高設(shè)備內(nèi)部環(huán)境濕度，由智能控制單元和環(huán)境監(jiān)測(cè)單元組成。該裝置可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，排出的水被霧化裝置強(qiáng)制蒸發(fā)，從而安全排出。該裝置用于母線橋等電力設(shè)備柜內(nèi)空間布局緊湊的場(chǎng)合，需要外部安裝，需要自動(dòng)除濕和防結(jié)露，同時(shí)該裝置可以在復(fù)雜的電磁場(chǎng)和各種惡劣的自然環(huán)境下長(zhǎng)期使用。

5、雨天應(yīng)對(duì)高壓室門窗、外墻進(jìn)行檢查，要求墻體無(wú)滲漏，門窗密封良好，防止雨水或室外濕氣滲透。對(duì)于裝有百葉窗的高壓開(kāi)關(guān)室，可在百葉窗上增加玻璃或?qū)⑵涓难b成可關(guān)閉的，百葉窗可在梅雨季節(jié)關(guān)閉以防止?jié)駳馇秩?；在正常天氣下，打開(kāi)百葉窗以確保高壓室內(nèi)的通風(fēng)和散熱。如果條件允許，可以安裝一個(gè)自動(dòng)開(kāi)窗器來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控開(kāi)窗和關(guān)窗。

6.加強(qiáng)變電站高壓開(kāi)關(guān)室的運(yùn)行維護(hù)管理。一方面，在雨天，運(yùn)行維護(hù)人員應(yīng)檢查檢查站內(nèi)水泵運(yùn)行是否正常，電纜溝內(nèi)是否有積水，室內(nèi)除濕機(jī)是否工作正常。另一方面，運(yùn)行維護(hù)人員在日常進(jìn)出配電室檢查時(shí)，應(yīng)隨意關(guān)門，并定期檢查和記錄室內(nèi)溫度和濕度值。

除了對(duì)高壓開(kāi)關(guān)室進(jìn)行除濕和水分管理之外，定期對(duì)開(kāi)關(guān)柜的設(shè)備進(jìn)行壓力測(cè)試，使用質(zhì)量較好的絕緣件，并繞過(guò)觸頭盒連接排，可以防止開(kāi)關(guān)柜絕緣故障的發(fā)生。

摘要

為了防止變電站高壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣故障，一方面要注意開(kāi)關(guān)室內(nèi)的濕度問(wèn)題，采取各種措施降低濕度，消除隱患。另一方面，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)透徹理解開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，并與設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護(hù)等各部門共同分析，探討如何從根本上防止開(kāi)關(guān)柜的絕緣故障，提高設(shè)備健康水平，確保變電站的安全運(yùn)行。