广西电网有限责任公司崇左凭祥供电局 广西祟左 532200
摘要:10kV开闭所内高压设备在潮湿的环境中性能下降,分析设备性能下降的主要原因是臭氧、弱酸性腐蚀气体和结晶水对绝缘材料(环氧树脂)的破坏,可通过改善开闭所内的运行环境和土建环境来解决10kV开关柜内设备易被氧化、腐蚀的问题。加装气体自动灭火装置达到自动灭火功能。
关键词:lOkV开闭所;防潮;凝露;环境;自动灭火
在日常10kV开闭所管理中.经常发现有些开闭所由于房顶漏水、空气潮闷、通风效果差、电缆沟积水等原因,造成开关柜内湿度大、站内臭氧浓度高、电晕放电严重、绝缘被破坏、设备易被氧化等问题,存在潜在的安全隐患,直接影响到开闭所内电气设备的使用寿命和安全运行。
1开闭所高压设备绝缘性能下降的主要原因
1.1高压设备绝缘性能下降的过程高压设备绝缘下降的原因在于臭氧、弱酸性腐蚀气体和结晶水对绝缘材料(环氧树脂)的破坏。水汽在电磁场的作用下(特别是电缆和铜排连接处尖端放电的作用下)被电解为氢离子和氧离子。氧离子和空气中的氧气结合形成臭氧。臭氧是不稳定分子.它会破坏环氧树脂的双分子链结构:水汽还会在绝缘材料表面形成结晶水使其表面绝缘能力下降,当空气中粉尘溶解于结晶水后,由于局部电子的快速运动和结合会在绝缘材料表面形成小电弧燃烧。破坏绝缘材料的表面绝缘.随着不断的累积。会在绝缘表面形成灰白色的粉末印痕。彻底破坏绝缘性能并最终导致设备相间或对地短路。为此需要尽可能减少开闭所中水汽、臭氧和弱酸性气体的浓度,防止电缆沟积水的同时保持自然有效的通风,以保证开闭所内臭氧和弱酸性腐蚀气体能向外排泄、降低气体浓度,避免(减少)设备绝缘的破坏。高压设备性能下降过程如图l所示。
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1.2高压设备绝缘性能下降的主要因素影响电气绝缘的最主要因素是湿度和温度。设备长期暴露大气试验结果显示,湿、热环境很容易引起电气设备的快速腐蚀。对于一般的电气设备来说,相对湿度在30%~60%比较适宜.当相对湿度超过60%时,对电气设备就会产生不良影响。在潮湿环境中,电气设备极易造成表面凝露甚至淌水,绝缘严重下降,直至腐蚀损坏,由此会引起触电、合闸拉弧、设备起火、爆炸等严重事故。温度低于“露点”时,就会发生凝露。
2开闭所内潮湿及自动灭火问题的解决
2.1使用硅橡胶均压罩为了更好地应对潮湿环境,可选用硅橡胶均压罩来替代铝合金均压罩。
2.2新建开闭所地面抬(垫)高对新建开闭所应将开闭所地面土建抬(垫)高约40cm以上(。这能非常有效地改善地下水形成的潮气对开闭所地面和电缆沟的影响,是保持开闭所运行环境干燥非常有效的措施之一。由于开闭所地面抬高40cm。开闭所内地面和电缆沟比较干燥,空气湿度较低,将减少臭氧的产生。
2.3对电缆沟进行有效封堵在墙体内外对电缆沟进行有效封堵,杜绝电缆沟内有明显长期的积水。这能直接减少开关柜内空气湿度,减少包括臭氧在内的腐蚀性气体的产生。对于开闭所电缆沟,建议在设计时外部电缆沟应低于开闭所内部电缆沟)。以防止电缆沟长期积水。
2.4长期运行开关柜内加热器开关柜内加热器的长期运行,能够对开关柜内气体进行加热,通过气体热涨作用将开关柜内的水汽、臭氧等向柜外排出,大大降低柜内气体的密度.并和柜外空气形成热平衡,在没有外力(如强空气对流)作用下,柜外潮湿气体和腐蚀性气体也无法向柜内侵入,使得开关柜内部处在低湿度、低臭氧的良好安全环境中运行,防止开关柜内部凝露、氧化和绝缘破坏情况的产生。
2.5保持开闭所有效的自然通风开闭所保持适当的自然通风是为了让所内浑浊空气(特别是潮气、臭氧和因长期氧化、发酵而产生的其他弱酸性腐蚀性气体)和所外清新空气有一个自然交换的通道,降低开闭所内浑浊气体的浓度。在10kV开闭所上或下部开百叶窗后。开闭所内空气清新,没有强烈的潮湿和浑浊性气味,在加热器未投运的情况下设备被氧化情况轻微。在保持开闭所有效自然通风时应注意通风口应尽量远离开关柜:通风应避免强对流(风速过大),并考虑防尘、防水溅。鉴于上述考虑.提出开闭所的通风方案:在开闭所开关柜对面的墙体上部开2个通风百叶窗.每个窗面积约1m2。百叶窗可考虑加装防护铁丝网.眼睛平视百叶窗时不可透视,使得百叶窗在既能保持通风又能起到防水溅、防灰尘、减低风速等作用。也可在开闭所铁门下部开百叶窗(80cmX30cm),百叶窗要求同上。百叶窗上部距地约80cm高度,同时在开闭所门内距铁门约30cm处安装高度为30~40cm的防鼠隔栏.起到防鼠和挡尘作用。对于新建开闭所.建议统一采用该方案。当开闭所靠近灌木或者树林等潮湿环境时,则只能在开闭所铁门上部开百叶窗。
2.6开闭所内电缆沟盖板不能密封由于电缆沟是整个开闭所中最阴潮、臭氧等腐蚀性气体最易产生和浓度最高的地方.需要在开关柜两侧(或背后通道)留有电缆沟通气孔,使得沟内过浓的有害气体能通过通气孔排放.降低其浓度。散发到开闭所空气中的有害气体,通过开闭所和外部的自然通风向开闭所外部进行排放。通过这样不断的自然循环,能很好地避免设备受到损害。
2.7开闭所墙体四周留有1.5m维护通道在开闭所内四周沿墙体留出约1.5m的维护通道(水泥地面),不仅有利于运行维护人员的巡检,还非常有利于墙体在阳光和风的作用下将墙体外表面的水分向外部自然挥发,并通过墙体的吸附作用不断将水气从开闭所内部向外部排放,这能很好地降低开闭所内的空气湿度,相反则会使得墙体常年阴潮。
2.8开闭所长期暴露在户外,为了有效的保护电网资产的安全和降低火灾带来的损失,由于空间有限均为加装灭火设备,根据现场的实际情况我们加装无源热气溶胶自动灭火装置有效的达到灭火的效果。
3结语
给开关设备提供一个干燥、清洁的良好运行环境是设备长期安全运行的基本条件,也是电网长期安全运行的重要环节。为此,10kV开闭所投运前必须符合各项设计标准,验收严格把关。在实际运行中,加强设备和运行环境的维护,才能确保设备安全运行。
参考文献
[1]王秋梅.10kV开关站的设计、安装、运行和检修[M].北京:中国电力出版社.2005.
收稿日期:2019-12-8
作者简介:朱志超大学本科32岁广西电网有限责任公司崇左凭祥供电局从事配电线路运行管理工作。
参入作者:李旭铭、赵育林、林家民、周杰、韦景广、胡仁燕、莫辉、钟超