潮濕屬于一種必然的氣候危害,在夏季或者沿海城市及南方大多地方,潮濕氣候常會占到全年的50%以上。對于電力電網(wǎng)中的10kv開關柜等電氣設備,潮濕氣候條件下柜體內(nèi)部很容易出現(xiàn)凝露等現(xiàn)象,從而損害其電氣與機械性能,降低使用壽命,甚至造成故障。太原開關柜廠家根據(jù)多年的一線經(jīng)驗,從10kv開關柜的運行現(xiàn)狀與潮濕的危害出發(fā),提出一系列防潮措施,以便使10kv開關柜更加安全穩(wěn)定運行。
一、10kv開關柜的運行現(xiàn)狀
以寧波為例,寧波為瀕海城市,屬北亞熱帶濕潤季風氣候。冬季主要受西風帶冷空氣控制;夏季則受副熱帶高壓,臺風和西南氣流影響,多異常天氣。季風交替顯著,雨量充沛,相對濕度通??蛇_到81%。
寧波的高速發(fā)展造就了寸土寸金的局面,開關站、環(huán)網(wǎng)單元多向地下發(fā)展,低洼的地勢與相對封閉的空間造就了潮濕的環(huán)境。而臺風、潮濕等問題的困難預估不足導致了許多電纜溝積水嚴重,部分電纜溝與開關站運行環(huán)境較差,部分地下與地上開關站由于除濕、排風等措施不到位,易在柜體內(nèi)形成凝露,極易造成開關柜局部放電、爬電、機構銹蝕、線路故障等危害。
二、潮濕對10kv開關柜的危害
一定的空氣濕度下,當空氣溫度低至一定值后,空氣中水汽就達到飽和。如果再進一步降低空氣溫度,水汽就會從空氣中冷凝析出形成凝露。因而,在高濕度、氣溫變化大的寧波地區(qū),電纜溝積水,柜內(nèi)空氣潮濕等各種原因都導致了凝露的形成,進而造成以下諸多危害:
1.局部放電
在有氣體或液體的固體電介質中,當擊穿場強的氣體或液體的局部場強達到其擊穿場強時,這部分氣體或液體開始放電。局部放電一般是由于絕緣體內(nèi)部或絕緣表面局部電場特別集中引起的。通常這種放電表現(xiàn)為持續(xù)時間小于lus的脈沖。而潮濕的柜內(nèi)空氣會引起開關柜柜內(nèi)部件表面的凝露,導致該部件的起始放電電壓和閃絡電壓顯著降低,放電明顯增強。每一次局部放電對絕緣介質都會有一些影響,輕微的局部放電對電力設備絕緣的影響較小,絕緣強度的下降較慢:而強烈的局部放電,則會使絕緣強度很快下降。這是使高壓電力設備絕緣損壞的一個重要因素。
2.爬電
使用一定時間后,絕緣部分表面常附著污穢,使絕緣部分絕緣強度下降,在潮濕的空氣中導致絕緣材料呈現(xiàn)帶電現(xiàn)象,最終導致絕緣損壞、相間短路等故障。
3.機構銹蝕
長期潮濕運行環(huán)境中的開關柜傳動機構常常遇到變形、彎曲、連桿拉斷、拐臂斷裂、傳動銷子斷裂等情形,造成操作困難、操作笨重,一些連桿剛度小、銹蝕嚴重,操作時機械振動厲害。易造成開關柜分、拒合。操作機構卡塞,熔管連桿斷裂而相間短路跳閘,或單相接地,嚴重影響開關柜的可靠運行。
三、潮濕防治措施
1.提高開關柜的設計要求
開關柜柜內(nèi)空間緊湊,為保證在高濕度地區(qū)開關柜內(nèi)部的絕緣水平,保證裝置可靠工作,開關柜內(nèi)的防潮、防凝露要求也應有相對較高的要求。
2.開關站環(huán)境改善
開關站的選址應盡量選擇地面上,獨立干燥通風的環(huán)境中。如在地下,則必須與地下平面有一定地勢高度差,且根據(jù)空間大小配備有必要的除濕器,降低開關站內(nèi)部空氣濕度。配備上進下出的風扇,加強空氣對流,排出水蒸氣,降低室內(nèi)濕度。地下開關站也應配有電動水泵,自動排出電纜溝內(nèi)積水。
3.孔洞封堵
對已發(fā)現(xiàn)過的潮濕開關柜的觀察發(fā)現(xiàn),開關柜柜體底部封堵往往不到位或者被忽視,梅雨季或電纜井積水產(chǎn)生的水蒸汽都會從未封堵的底部進入開關柜,造成危害,因此,電路割接、線路投運等工作結束前,應打開柜體檢查底部封堵,要求封堵到位。
4.加裝加熱器
在開關柜底部設置PT取電的加熱器,一定程度上升高開關柜柜體內(nèi)部溫度至露點以上,阻止凝露的產(chǎn)生。在潮濕季節(jié)通過PT投運加熱器除濕;在柜體內(nèi)部溫度過高時,可在PT柜手動切除加熱裝置,防止溫度過高對電纜與開關柜運行產(chǎn)生的副作用。
5.加強巡檢,定期檢修結合狀態(tài)檢修結合狀態(tài)檢修加強對可能有潮濕現(xiàn)象開關站的巡視,及時發(fā)現(xiàn)、匯報、消除潮濕所產(chǎn)生的缺陷。巡視時在無法判斷運行中開關柜柜體內(nèi)部是否凝露產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象時可利用超聲波法或TEV法進行檢測。
①超聲波法
電力設備發(fā)生局部放電時,會產(chǎn)生一種頻譜很寬的聲波,這種聲波只有20kHz以下的頻率信號可以傳入人耳,只要高于這一頻率,就只能依靠超聲波傳感器代替接收。釋放的電能量與聲能有著一定比例關系。于是可通過超聲波探測儀接收超聲波,并對其音質和強度進行分析,以快速檢測設備絕緣缺陷處局部放電。相對于傳統(tǒng)的電脈沖等檢測方法,超聲波檢測受電氣干擾小。
②TEv法
電氣設備一旦發(fā)生局部放電,其電量將會在放電點相鄰接地金屬上聚集,并以電磁波傳播方式向不同方向傳播。若屬于設備內(nèi)部放電,電量將會聚集到接地屏蔽表面上,若屏蔽層是連續(xù)的,將無法在外邊檢測到放電信號。一般情況下都屬于屏蔽層位于電纜絕緣終端或絕緣、墊圈連接處等部位因產(chǎn)生破損造成的不連續(xù),在這種情況下.電磁信號就會傳輸?shù)皆O備外層,因放電產(chǎn)生的大量電磁波經(jīng)氣體絕緣開關的襯墊處或金屬箱的接縫點向外傳播,此時就會出現(xiàn)一種經(jīng)設備金屬箱表面?zhèn)魅说叵碌臅簯B(tài)地電壓。TEV法就是通過在線測量開關柜內(nèi)因局部放電致使其金屬殼體上產(chǎn)生的瞬時對地電壓來判斷設備內(nèi)部是否存在絕緣故障。
超聲波法與TEV法都是可以在設備運行時進行的,是一種安全可靠的開關柜狀態(tài)檢修技術,也給潮濕開關柜的異常,開關柜的故障預知提供了一個好的方法,方便在故障發(fā)生前進行檢修。
四、結論
做好上述防治措施,能在很大程度上降低或避免lOkv開關柜在潮濕環(huán)境下產(chǎn)生凝露,有助于開關柜的長期安全可靠穩(wěn)定運行,提高配電設備安全性與供電可靠性。