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地铁变电所内成套开关设备防潮除湿分析及措施

admin 2018-10-31 技术论文 279 ℃ 0 评论

摘要 :变电所一般不设置于地下室,但一些工程因本身即为地下建筑,如地铁、地下商场、人防市政地下工程等,需要将变电所设置在地下室,但不宜设在建筑地下的最底层。故此对变电所及其内装设的成套开关设备的设计提出了更高要求,需要考虑多维度综合的防护措施。故有必要分析成套开关设备导致其内部潮湿的原因,介绍解决相应问题所使用的措施,避免成套开关设备因潮湿而出现危险状况,保证电力系统的安全稳定运行。
关键词 :地铁 ;变电所 ;开关站 ;成套开关设备 ;防潮 ;除湿

0 引言
成套开关设备的内部线路布局密集,且空间一般较小,容易因为工作环境致使其内部潮湿,而地下环境因通风情况,地下水汽上升也会直接或间接导致设备内湿气过大,很有可能导致绝缘能力的下降,甚至引起内部的放电闪络和击穿绝缘的爆炸,严重破坏设备的稳定运行,尤其是像地铁场站是较为重要的公共交通设施,因人员众多,对设备的安全要求也更高。
1 分析变电所内成套开关设备潮湿的原因
根据变电所出现问题进行分析即可寻找出开关柜出现问题的原因及规律,由于其中的装置长时间没有进行检查,己经发生了生锈或受损等问题,从而影响装置的绝缘能力。臭氧、弱酸性腐蚀气体以及凝露水珠对绝缘材料的长时间侵蚀是导致成套开关设备中电气元件绝缘性能下降的主要原因。当空气相对湿度大于 80% 时,电气产品中的有机和无机材料构件由于受潮将增加重量、膨胀、变形,金属结构件腐蚀也会加速。对受损零件的受损情况进行分析,得知开关柜线路出现问题主要是由于柜中潮湿而形成水珠,这些水珠导致线路及电器元件故障而出现问题。电器元件和电路的绝缘保护能力有限,所以柜内的环境若一直是潮湿的状态,则绝缘保护能力就会大打折扣,逐渐削弱直至失效,这样线路就会发生漏电或短路等事故。成套开关设备中出现潮湿问题的原因有许多,下面对造成事故的主要原因进行介绍。
(1) 变电所所处地区不同则所处的气候环境也大不相同一年四季中的环境也会有较大差异,我国大部分地区处于温带和亚热带季风气候,夏季一般都是高温多雨,配电房中为了排除热量,多会通过排风机来进行通风散热,但这样也会使潮湿的空气进入开关柜中。又由于温差的作用,空气中的水蒸气就会附着在装置上液化成水珠,使绝缘件受潮,降低绝缘能力。
(2) 环境湿度的影响
环境湿度也是造成开关柜内凝露的主要原因之一。而且在北方由环境湿潮造成封闭式开关拒故也较多。我国北方总的来说,空气比较千燥,但也存在小流域高湿环境,如地下室、山谷等。在湿度相对较高的季节也易发生由于凝露造成的开关柜故障。某变电所投运不久便发生了一起开关柜绝缘击穿故障。其柜体为敷铝锌板弯制后用蜾栓组装装成。按功能特征可分为仪表室、断路器室、电缆室和母线室四部分,各部分以接地的金属板分隔。故障后停运并对所有的柜体进行拆解检査,发现各独立功能室均凝露严重,手车触头出现大量铜锈,柜体的触头盒(环氧树脂材料)内表面发现大量树枝状放电痕迹,但开关柜底部电缆入口密封严密。后经调査研究发现 :该配电房因位于地下室,四周水汽向此聚集不宜散去,空气湿度一直很高,由此导致开关柜内凝露现象严重。
变电所中电缆沟因为一些施工技术和材料质量等原因,会由于老化出现脱落和损坏等现象,从而使地下水渗入造成沟内积水等问题,如排水不畅则电缆沟内蒸发的水汽就会进入柜中,导致其内部环境潮湿。
(3) 成套开关设备设计的紧凑结构使其密封性能较好,柜体上没有通风通道,在避免水汽进入的同时,也使柜中的潮湿空气难以排除。潮湿的空气就逐渐聚集到了开关柜的中上部位,而开关柜中的线路也主要集中于此,其遇冷即可能会凝结成水珠,从而导致绝缘能力降低。
(4) 储存期间对成套开关设备的影响
成套开关设备已经完成并交付地铁施工现场而因为工程施工进度原因,变电所仍不具备就位并接入用电系统的条件,故只能采取临时存放的方式且时间较长,有时此存放时间长达半年以上。如果短时间(不超过一个月)存放则影响不大,如果储存较长时间或存储条件较为恶劣则需要考虑成套开关设备的防潮除湿问题,而此阶段的问题常常被忽略,导致成套开关设备内已经出现凝露现象,更有甚者其内部已经出现生锈或已经受损,而就位后不做再次检查即接入用电系统,造成较为严重的后果。

图1

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2 变电所防潮除湿的方法
(1)变电所的设计施工时即需考虑防水问题,采用多种防水防潮,如为了避免发生天花板滴水,在基建时可以设计为一定的角度(如人字型),使凝结的水流向设定的方向流动,而不是垂直滴落在开关柜上。而且,屋顶如果没有装设天花板则不宜使用石灰粉刷,防止因潮气引起的石灰层脱落,如以混凝土自防水配合架空层和夹壁墙相结合的构造防水设置。参照地铁行业标准《GB 50157-2013 地铁设计规范》第 12 章即对工程防水做了较为详尽的说明。
(2)为保证地下环境内温度一般需采取通风、空调与供暖措施,但必须同时注意保持相对湿度在合理范围,如下表摘自《GB 50157-2013 地铁设计规范》表 13.2.40 地下车站内设备与管理用房空气计算温度、相对湿度与换气次数。表 1  《GB 50157-2013 地铁设计规范》表节选

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(3)对电缆沟进行及时的清理,保持其水路通畅,防止沟道中的水汽进入开关柜内。
(4)木炭除湿 :是室内去潮湿一种很有效的方法,现在有很多售卖的除湿盒,大多都是木碳的,这是一种很好的除湿方法,这
种除湿盒能够有效的吸除湿气,并且还能够有效的去除异味,对于小空间的除潮湿效果更佳。
(5)石灰除湿 :石灰具有很强的吸湿效果。如果配电室内潮湿的面积很大,可以买包石灰将其洒在潮湿的地方,过些时间再
将其扫除,能很有效的去除潮湿地方的湿气,再将剩余的石灰用小袋子装好,置于角落也能去除房间的湿气。
(6)变电所的除湿设备
当前变电所中多采用的防潮除湿设备主要包括工业除湿机和空调两种,空调的功能在于比较方便的控制冷热温度的变化,一些有特殊功能的空调也有些除湿的功能,它利用的是冷却降温原理,室内空气经过蒸发器,其温度会下降到零度以下,空气中的水汽将会转化为晶 体形式析出,进而起到除湿作用。而工业除湿机则是利用风扇吸入与空气过滤进而在蒸发器上实现的降温除湿,该除湿机主要由压缩机、风扇、控制器等构成,首先由风扇将室内空气进行吸入,然后经过过滤网对空气进行过滤,并在蒸发器上实现降温,进而达到除湿的目的。空气中的水将会以结晶的形式析出,降低空气的相对湿度。通常,水在冷凝过程中会消耗大量的热量,周围空气的温度也会受到影响有所降低,除此之外,工业除湿机还能够对通过冷凝器的空气进行适当加热,使空气的温度得到提升,除湿机的除湿效果更加明显。
3 成套开关设备防潮除湿的方法
(1)在成套开关设备内装设温湿度控制器。温湿度控制器的传感器时刻在监视成套开关设备内的湿度,当空气湿度尚未达到其凝露点(85%RH)时,即启动成套开关设备内的加热器进行驱湿,以破坏空气中产生凝露的条件,避免由于湿度过大而可能引发的电气事故。在成套开关设备检修期间,由于温度过低会加速开


表1


(3)对电缆沟进行及时的清理,保持其水路通畅,防止沟道中的水汽进入开关柜内。
(4)木炭除湿 :是室内去潮湿一种很有效的方法,现在有很多售卖的除湿盒,大多都是木碳的,这是一种很好的除湿方法,这种除湿盒能够有效的吸除湿气,并且还能够有效的去除异味,对于小空间的除潮湿效果更佳。

(5)石灰除湿 :石灰具有很强的吸湿效果。如果配电室内潮湿的面积很大,可以买包石灰将其洒在潮湿的地方,过些时间再将其扫除,能很有效的去除潮湿地方的湿气,再将剩余的石灰用小袋子装好,置于角落也能去除房间的湿气。
(6)变电所的除湿设备
当前变电所中多采用的防潮除湿设备主要包括工业除湿机和空调两种,空调的功能在于比较方便的控制冷热温度的变化,一些有特殊功能的空调也有些除湿的功能,它利用的是冷却降温原理,室内空气经过蒸发器,其温度会下降到零度以下,空气中的水汽将会转化为晶 体形式析出,进而起到除湿作用。而工业除湿机则是利用风扇吸入与空气过滤进而在蒸发器上实现的降温除湿,该除湿机主要由压缩机、风扇、控制器等构成,首先由风扇将室内空气进行吸入,然后经过过滤网对空气进行过滤,并在蒸发器上实现降温,进而达到除湿的目的。空气中的水将会以结晶的形式析出,降低空气的相对湿度。通常,水在冷凝过程中会消耗大量的热量,周围空气的温度也会受到影响有所降低,除此之外,工业除湿机还能够对通过冷凝器的空气进行适当加热,使空气的温度得到提升,除湿机的除湿效果更加明显。
3 成套开关设备防潮除湿的方法
(1)在成套开关设备内装设温湿度控制器。温湿度控制器的传感器时刻在监视成套开关设备内的湿度,当空气湿度尚未达到其凝露点(85%RH)时,即启动成套开关设备内的加热器进行驱湿,以破坏空气中产生凝露的条件,避免由于湿度过大而可能引发的电气事故。在成套开关设备检修期间,由于温度过低会加速开关柜内一次设备绝缘的破坏和老化,装设温湿度控制器可以避免上述问题。除此之外,再给成套开关设备安装通风扇及防尘装置,保持其内部装置所处环境的适宜且无尘。
(2)应对成套开关设备中电缆的入口采取合理的封堵,防止电缆沟内湿气侵入到成套开关设备内。
(3)及时检查与维修
变电所应安排人员检查变电所内建筑面是否有凝露现象,滴水等现象,对成套开关设备内的线路运行情况进行检查并记录。检查人员对柜内的环境进行观察并记录,检查线路及装置是否受损、是否存在水珠,绝缘装置的性能是否正常,一旦发现问题应迅速解决,对受损零件进行更换,并记录其受损情况及可能原因。

(4)储存时处理方式在储存期间对成套开关设备也要采取防潮除湿的措施,因成套开关设备易受地下储存环境影响,在正式通电运行前,建议定期开通临时电源(外接 AC220V 临时电源作为除湿除潮装置工作电源)用于给柜内温湿度控制器供电,可给成套开关设备做除湿之用,防止柜内各元器件及柜体零件受潮湿环境影响而导致的发霉及锈蚀等。开关柜安装好后整体采用防水防潮材料保护(除必要的留孔外),如套塑料袋及有吸湿功能的包装,将成套开关设备整体遮盖,并进行有效绑扎处理,成套开关设备内还可放置木炭包或除湿盒驱湿。
对比较容易受潮的元器件如继电器等,采取出厂前将此元件拆除并采用防潮的塑料袋等包装,待成套开关设备投入运行前再
4 结语
变电所内成套开关设备的运行对环境有着较高的要求,只有在清洁、干燥的环境条件下,才能保障开关柜内电气设备的安全、稳定运行。而地铁作为公共设施其对设备的安全和稳定提出的要求更高,需要设备能保证长期稳定的安全运行。尤其储存期间的设备防潮问题长期被忽略,导致部分成套开关设备通电后即故障,或者运行一段时间就出现各种质量问题。因此,要加强对开关柜防潮除湿工作的重视,采取科学、有效的措施为开关柜提供一个良好的储存和运行环境,保障其安全、高效运行。


地铁变电所内成套开关设备防潮除湿分析及措施

刘理(威胜电气有限公司 , 湖南湘潭 ,411100)

参考文献
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