高压开关柜除湿的必要性(一)
变电站高压开关柜防潮除湿分析及对策
变电站高压开关柜防潮除湿分析及对策
【摘要】变电站高压开关柜因内部结构紧凑，如长期运行在湿度较大的环境中，会造成金属锈蚀、绝缘下降，导致事故发生。本文以一起变电站开关柜爆炸事故为例，分析了开关柜内湿度较大的可能原因，提出了安装除湿机、开设通风孔等几种解决措施。
【关键词】开关柜;除湿;治理
1.引言【高压开关柜除湿的必要性】
高压开关柜由于占地面积小、结构紧凑、操作方便等优点在变电站35kV及以下系统中得到广泛的应用。但在实际运行中，由于开关柜内部采用过于紧凑的布置，导致绝缘距离小，受环境、运行等条件的影响会发生由于潮湿导致绝缘下降，引起内部放电闪络、绝缘击穿甚至爆炸的，影响对用户的正常供电。
2.案例分析
2.1 事故经过
2014年8月3日16：10，当班监控人员发现某110kV变电站1号主变低后备保护动作，跳开主变低压侧201开关，10kVⅠ母失电，通知运维人员现场检查发现10kV264开关柜烧毁;检修人员到现场处理263开关柜过程中，18：41 10kVⅡ母上272开关柜爆炸，2号主变低后备保护动作跳开202开关，10kVⅡ段母线失电;2014年8月4日3：52，10kVⅡ段母线故障点隔离工作结束，调度下令进行10kVⅡ段母线恢复运行操作时，10kV273开关柜发生爆炸，2号主变低后备保护动作再次跳开202开关。检查发现发生爆炸的三台开关柜内部损坏严重，柜内有多部位包括绝缘支柱、穿墙套管、触头盒、母排、静触头挡板、二次接线槽板、电缆仓防火板等均有不同程度的受潮凝露现象。
图1 开关柜内母线凝露【高压开关柜除湿的必要性】
图2 开关动触头上出现铜绿
2.2 事故分析
开关柜绝缘件老化、性能下降，击穿放电引起相间短路故障，是造成此次开关柜爆炸的直接原因。现场检查264开关柜开关上触头盒根部连接排熔断，相邻部位设备受损最重;272开关柜开关上动触头及触头盒受损最重;273开关柜母线及四周隔板受损最重，故障是由母线间的绝缘击穿引起，三起爆炸的起始都是因为绝缘件相间或对地绝缘击穿。
高压开关柜除湿的必要性(二)
除湿器在高压开关柜内的应用
龙源期刊网 .cn【高压开关柜除湿的必要性】
除湿器在高压开关柜内的应用
作者：唐达獒 周斌全
来源：《机电一体化》2014年第01期
【摘 要】泰州供电公司与溧阳市科燕新技术开发所共同研究了目前35kV和10kV高压开关柜内的除湿措施及效果，对如何更有效地除湿进行了探索，最终选定由国网公司、江苏省电力公司、镇江供电公司和溧阳市科燕新技术开发所共同发明的（箱柜抽湿循环干燥器），在高压开关柜内用多只（箱柜抽湿循环干燥器）组成一个“恒温除湿、气水分离”的排水系统，进行抽湿保持干燥试验。研制出变电站高压开关柜内除湿方法，根据现场安装应用的情况，取得了良好的除湿效果。
【关键词】变电站；高压开关柜；除湿；排水
引语
高压开关柜、端子箱、各种配电柜中设备间距小，在高温高湿天气下容易引起绝缘下降甚至电气闪络，导致交、直流接地的情况时有发生，对设备的安全运行造成不利的影响。因此需要采取一定的措施提高上述柜（箱）设备的防潮性能，保障其内部干燥程度。
1 高压开关柜设备传统除湿措施
1.1 加装加热器
高压开关柜内采用加装电加热器进行除湿，电加热器仅对周围局部的潮湿空气只能起到潮湿空气分解作用，使潮湿空气进行气、水分离，水分子受热后上升，在高压开关柜四周或高压开关桩头周围设备上冷却，产生凝露，水分依旧残留在高压开关柜内部，反而使高压开关柜内的电器元器件更容易受潮，不利于设备的安全运行，更不能有效降低箱柜内部湿度。
1.2 采用绝缘材料
增加高压开关柜带电部分的绝缘，高压开关柜是国家定型产品，在一般潮湿情况下，电气绝缘是满足的，增加绝缘不是最终手段，也不能解决问题。
1.3 以上二种方法同时采用
由于高压开关间隔内的湿度没有处理，在高湿情况下，电的爬电距离缩短，造成电游离放电声和其它的问题。
1.4 采用多台大功率空调机对高压开关室抽湿
高压开关柜除湿的必要性(三)
变电站高压开关柜柜内除湿改造方案
变电站高压开关柜柜内除湿改造方案
一、概述：
普通加热型除湿器，是将环境温度升高使得空气中能容纳更多的水份，从而防止水汽在柜内凝露。但事实上，空气中的水份一直停留在柜内，当环境温度急剧下降时，便会使得水份重新凝露于电气设备表面上，电气设备依然有较大风险。
二、改造方案：
我公司的改造方案是在开关柜内加装开关柜除湿装置。加装除湿装置的工作只需要增加除湿装置的工作电源、传感器及除湿装置的固定。对柜体原有结构不作任何的改动。
三、除湿装置工作原理：
开关柜除湿装置的工作原理是主动将密闭空间的潮湿空气在风扇的作用下吸入除湿风道，空气中的水汽经过半导体制冷机构后冷凝成水，再通过导水管排出柜体，从而克服了普通加热型除湿器的缺点，实现了真正的除湿。通过减低空气中含水量，使相对湿度和绝对湿度同时下降，几乎不提高温度，不产生温差带来的负面影响，从根本上杜绝或减少了事故的发生，也不会因高温而加速柜内器件及柜体的老化。
除湿装置把被动防止凝露方式,改为主动引导凝露，有效的防止柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变及钢结构件锈蚀等安全隐患，保证电网安全运行。
高压开关柜除湿的必要性(四)
变电站高压开关柜防潮除湿分析及对策
【摘要】变电站高压开关柜因内部结构紧凑，如长期运行在湿度较大的环境中，会造成金属锈蚀、绝缘下降，导致事故发生。本文以一起变电站开关柜爆炸事故为例，分析了开关柜内湿度较大的可能原因，提出了安装除湿机、开设通风孔等几种解决措施。 【关键词】开关柜;除湿;治理
1.引言
高压开关柜由于占地面积小、结构紧凑、操作方便等优点在变电站35kV及以下系统中得到广泛的应用。但在实际运行中，由于开关柜内部采用过于紧凑的布置，导致绝缘距离小，受环境、运行等条件的影响会发生由于潮湿导致绝缘下降，引起内部放电闪络、绝缘击穿甚至爆炸的，影响对用户的正常供电。
2.案例分析
2.1 事故经过
2014年8月3日16：10，当班监控人员发现某110kV变电站1号主变低后备保护动作，跳开主变低压侧201开关，10kVⅠ母失电，通知运维人员现场检查发现10kV264开关柜烧毁;检修人员到现场处理263开关柜过程中，18：41 10kVⅡ母上272开关柜爆炸，2号主变低后备保护动作跳开202开关，10kVⅡ段母线失电;2014年8月4日3：52，10kVⅡ段母线故障点隔离工作结束，调度下令进行10kVⅡ段母线恢复运行操作时，10kV273开关柜发生爆炸，2号主变低后备保护动作再次跳开202开关。检查发现发生爆炸的三台开关柜内部损坏严重，柜内有多部位包括绝缘支柱、穿墙套管、触头盒、母排、静触头挡板、二次接线槽板、电缆仓防火板等均有不同程度的受潮凝露现象。
图1 开关柜内母线凝露
图2 开关动触头上出现铜绿
2.2 事故分析
开关柜绝缘件老化、性能下降，击穿放电引起相间短路故障，是造成此次开关柜爆炸的直接原因。现场检查264开关柜开关上触头盒根部连接排熔断，相邻部位设备受损最重;272开关柜开关上动触头及触头盒受损最重;273开关柜母线及四周隔板受损最重，故障是由母线间的绝缘击穿引起，三起爆炸的起始都是因为绝缘件相间或对地绝缘击穿。
绝缘件受潮和产品自身质量不高是造成绝缘件性能下降的主要原因。检查发现柜内设备大部分有凝露现象，爆炸开关柜内其它未受损部件也均有不同程度的凝露，部分还很严重。由于绝缘件的防潮能力有限，因此受潮绝缘件随着运行时间的加长，绝缘电阻逐步降低，以至于绝缘能力丧失。同时在绝缘能力的下降过程中，会发生局部放电，局部放电也促使绝缘件的绝缘能力进一步下降，从而加速了绝缘事故的发生。
3.潮湿原因分析
从这个事故案例可以看出，空气湿度对室内开关柜的运行有较大影响，在柜内部件表面产生凝露，会导致绝缘降低、设备受损，严重时甚至造成事故。开关柜内湿度较大及产生凝露的原因有以下几点：
（1）夏季雷雨天气较多，变电站开关室一般设有百叶窗来通风散热，这种设计使得在开关室门窗关闭时室内外的空气也能相通，使得室外潮湿空气进入到开关室内。
（2）电缆沟封堵因材料老化、施工工艺等原因出现损坏、脱落，在暴雨导致市政排水不畅水位较高时候会出现积水往变电站内倒灌现象，由于开关柜底部的封堵并不能做到完全密封，积聚在电缆沟内水产生水汽从开关柜底部进入到柜内。
（3）由于开关柜为密封结构，没有通风口，进入柜中的水汽没有办法排出，一般会聚集到柜体的上部空间即母线仓，在温度较低的柜体内表面或者绝缘件表面上形成凝露。此外，开关柜内部件表面脏污也是凝露形成的条件之一。
4.防范措施
4.1 雷雨季节时，室外电缆沟积水是很常见的现象，可以通过对电缆沟进行封堵修复，在电缆沟进入开关柜室的墙壁交界处采取防水措施，防止室外水位高倒灌到室内电缆沟内;对于室内电缆沟到开关柜之间的封堵可结合开关停电的机会进行修复，对可能进入潮气的柜底用阻燃材料进行封堵，以防止潮气进入;同时可以在室内电缆沟内放入生石灰等干燥剂。
4.2 安装工业除湿机。10kV开关柜上一般装有保护装置，保护装置对环境温度要求比较高，所以大多数高压开关柜室内都装有空调，但是空调的除湿效果差，尤其在夏天时候吹冷风，反而可能导致开关柜内外冷热不均匀产生凝露，因此空调不能代替除湿机。建议空气湿度较大的地区在开关室内安装合适功率的工业除湿机，将启动值设定在60%～65%，当空气湿度大于启动值时启动抽湿。上文变电站事故后在10kV开关室内安装了两台除湿机，室内湿度由之前的85%降低到65%，效果明显。
4.3 在开关柜内加装小型抽湿机。原理是利用湿度传感器监测开关柜内湿度，当湿度达到启动值时，抽湿机开始启动，将开关柜内的潮湿空气抽到抽湿机的凝露室进行水、气分离，再将冷凝出来的水通过排水管排到柜外。安装柜内抽湿机可以显著降低开关柜内空气湿度，但是因为开关柜内结构紧凑，安装时应考虑到绝缘距离等因素，目前大多数是安装在开关柜下部的电缆仓内。
图3 开关柜内抽湿机
4.4 在开关柜母线仓顶部加装排风装置或开设通风孔，加快开关柜内空气循环，当柜内水汽受热上升时，可通过该装置排出到柜体外，能有效起到除湿效果，但是在柜顶开孔需满足防尘、防爆等相关要求。
4.5 在雨天应对高压室门窗、外墙进行检查，要求墙体无渗漏，门窗密封良好，防止雨水或户外湿气渗入。对于安装了百叶窗的高压开关室，可在百叶窗上加装玻璃或者改装为可关闭式，在梅雨季节时关闭百叶窗，防止湿气入侵;在正常天气时，打开百叶窗，保证高压室内的通风散热，有条件者可以加装自动开窗机，实现远程遥控开窗关窗。
4.6 加强变电站高压开关室运维管理。一方面在雨天时，运维人员应及时检查站内水泵运转是否正常、电缆沟内有无积水、室内除湿机是否正常工作;另一方面运维人员在日常巡视进出开关室时应随手关门，并定时巡视记录室内温湿度仪数值。
除了做好高压开关室的除湿防潮管理外，对开关柜设备定期进行耐压测试的试验，使用质量较好的绝缘件，对触头盒连接排做圆角处理等都可以防止开关柜绝缘故障的发生。
5.结束语
为防止变电站高压开关柜发生绝缘故障，一方面要重视开关室内潮湿问题，采取多种手段降低湿度，排除隐患;另一方面设备运行维护单位要深入了解开关柜内部结构原理，联系设计、基建、检修等各个部门共同进行分析，讨论如何从根本上预防开关柜的绝缘故障，提高设备健康水平，保证变电站安全运行。
高压开关柜除湿的必要性(五)
配变站创新管理流程和方法的探究
摘要：配变站是电网运行中变化电压、接受和分配电能的电力装置，配变站一般由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。配变站创新管理是指实现事故率低、可靠性高、流程规范、服务高效、降损节能、社会满意的精益化管理，以此实现其既定的安全目标、效益目标、电压质量目标和服务目标。从配变站专业管理的目标描述，专业管理的主要做法，配变站精益化管理体系工作的做法描述，配变站精益化管理体系的资料管理，建立和完善配变站管理制度等几个方面予以阐述。 关键词：配变站；精益化管理；管理流程
作者简介：王辉（1969-），男，吉林省吉林市人，国网吉林省电力有限公司吉林市城郊供电分公司经理，副高级工程师。（吉林 吉林
132013）
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）09-0215-02
为加强配网专业化管理，提高配网健康水平，增强其抵御自然灾害的能力，必须大量借鉴国内外配电站管理的先进经验，不断融合国家电网公司精益化管理、标准化建设的要求，集中配变站员工的智慧结晶，创新管理流程和方法，构建事故率低、可靠性高、流程规范、服务高效、降损节能、社会满意的配变站精益化的管理模式。本文结合吉林市城郊供电分公司的实际以及借鉴省内外配变站的经验作以阐述。
一、专业管理的目标描述
1.专业管理的目标
安全目标：规范作业人员的安全生产行为，提高作业人员的安全生产质量，防止由于人员误操作、误触、误碰而引起的人身伤亡和感电事故。
效益目标：实施技术降损增效措施，减少空载损耗，降低线损，提高变压器的利用率，降低企业成本，实现企业效益和社会效益的最优化。
电压质量目标：加强电压质量管理，提高供电可靠性，为电力客户提供安全、可靠、充足的电力供应和服务。
服务目标：以客户为中心，积极创建事故率低、可靠性高、流程规范、服务高效、社会满意、品牌形象好的电力企业员工队伍。
通过实施精益化管理目标，形成由上到下、层层分工、多层控制的闭环式安全管理体系，使配变站安全、可控、能控、在控目标得以顺利实现。
2.专业管理的指标体系及目标值
一是工作的组织管理机构和规章制度的建立要达到管理机构健全、各项制度完善、适合执行的目的；二是规定的流程环节的执行程度要达到计划合理、审批差错率为零、执行严格、总结及时；三是各种书面文件的编制要达到指导书、卡齐全，有针对性，符合现场实际；四是现场工作人员行为的规范性要达到工作程序100%符合指导书、卡要求，违章发生率为零，工作完成率为100%。
二、专业管理的主要做法
1.完成工作的组织机构
为全面推进配变站精益化管理，确保现场安全和工作质量，依据供电企业现场管理标准化的管理规定，制定分公司配电专业安全管理组织体系。分公司安全管理组织体系实行经理负责制，由主管经理、副经理负责安全生产的全面领导工作。由分公司有关部门和人员组成安全管理组织，形成由上到下、层层分工、多层控制的闭环安全管理体系。
2.管理工作流程
配变站精益化管理要求在工作的每个细节、每个阶段都要按照流程图进行，每项工作必须符合设备操作规程。为了便于运行、检修和维护管理，根据每个阶段的工作任务，建立相应的配变站精益化管理体系控制流程，使每个层面在执行相应流程时都能按照流程体系进行。
在体系建立阶段，决策层构建管理组织、拟定精益化管理体系；控制层制定管理流程和典型项目的实施细则。在动员和宣贯阶段，控制层对班组各级人员进行培训和动员。在工作执行阶段，执行层的作业人员要按照精益化管理要求，在现场开展各项工作；同时安全人员在现场认真监督纠正违章。在总结和反馈阶段，各层人员都要对精益化管理的执行情况，以客观的态度进行总结，将情况逐级向上汇报。
3.配变站精益化管理体系流程控制方法
配变站精益化管理体系流程要按照工作顺序实施闭环式管理，即把整个作业过程分为准备阶段、工作阶段和总结阶段，每个阶段的工作必须按照顺序完成，才能进行下一步工作，每一步工作环环紧扣。否则，就违反了操作规程，造成各种事故，影响安全生产。
配变站精益化管理体系流程是以配网现场标准化作业为依据，围绕作业项目的人身安全、设备安全、工艺及质量控制等工作的需要，把工作分为准备阶段、工作阶段和总结阶段，每个阶段再分为若干项，每一项、每一个环节、每一个步骤都按照配电安全生产规程、安全管理制度、反事故措施、设备检修工艺导则和施工及验收规范事先设定好，以便于检修作业人员只遵循一种工作方式进行工作，以保证施工作业的安全和工艺质量。
配变站精益化管理体系流程的准备阶段，一是提出作业任务并填报停电申请单；二是停电申请经批准后，组织相关人员勘察作业现场，绘制作业现场示意图，研究安全组织措施、技术措施、危险点分析及安全措施控制；三是根据作业任务，由班组技术员编制标准化作业指导书并逐级审批，填写签发工作票；四是召开班前会学习本作业指导书（卡）、危险点及安全措施，进行人员分工。
配变站精益化管理体系流程的工作阶段，一是由运行单位（人员）根据操作票所列工作内容，执行停电、验电、挂接地线；二是履行工作许可手续；三是宣读工作票，并结合现场进行危险点及安全措施交底和提问，工作人员签名确认；四是布置现场辅助安全措施；五是开始作业并履行工作监护制度；六是作业结束对现场检查验收无误后，拆除现场辅助安全措施；七是履行检修工作终结手续（向工作许可人汇报）；八是运行人员按照调度令执行操作票（拆除安全措施）；九是恢复送电。
配变站精益化管理体系流程的总结阶段，一是召开班后会，及时总结当天工作；二是进行技术资料整理、归档；三是反馈存在的问题、意见。 三、配变站精益化管理体系工作的做法描述
1.配变站标识牌规格及线路名称
按照用户小区名称，在配变站箱体外壳或墙体上醒目位置悬挂配变站标识牌，并且规格统一：左上角为“国家电网公司统一标识”；标识右侧上行为“10kV线路名称或编号”，下行为“国网***供电公司屋式或箱式变电站名称”；在配变站两侧醒目位置悬挂或粘贴“禁止入内，高压危险”的警示标志。
为强化配变站的安全防护，所有配变站统一制作安全围栏和防盗网门窗，统一制作变压器安全网门，在网门上悬挂统一式样的安全警示牌，统一配置电气专用防盗锁具，并由专人负责统一管理，防止行人误入配变站接触有电设备，降低因外部因素而造成的各种责任事故。
2.高压开关柜名称及编号
根据配变站内部平面设计图，对配变站内的高压配电设备进行统一编号。高压开关柜名称根据高压柜的功能可分为进线柜、返线柜、主一次柜等。高压开关柜编号根据进线和返出线顺序命名，其编号由三位数字组成。
为统一规范配变站对高压柜的安全管理，对配变站高压操作装置进行统一加锁控制。同时制定配变站高压柜操作制度和步骤，有效规范人员的操作行为，全方位防止误操作事故发生。对配变站室内统一铺设绝缘毯，以保证作业人员站在干燥、绝缘的物体上进行操作。
3.低压开关柜名称及编号
低压开关柜名称根据低压柜的功能可分为主二次柜、联络柜、馈线柜、无功补偿柜等。低压开关柜编号由三位数字组成。
4.空气开关编号
在空气开关空白处粘贴“所带负荷名称”，并在带有备用电缆的开关回路上设置“禁止合闸”警示标牌，防止人员误合开关。
5.制作电缆卡片
根据住宅小区的负荷分布图，制作电缆卡片。其规格为：上一行为“电缆去向”，中行为“电缆规格型号”，下行为“电缆长度”。
6.绘制高、低压接线图
根据配变站设备的统一编号，利用微机及时绘制高、低压接线图，达到图纸与现场设备对应，确保不发生误操作事故。同时，对配变站的高、低压设备进行数码照相，以图片形式存入电脑，使工作人员根据接线图、数码照片就能明确配变站内的运行方式和小区的负荷运行情况。
7.降低线损指标
根据线损的诸要素分析每年冬、夏二次的负荷测试记录，总结出变压器的最大利用率和不平衡度指标对线损的影响最大，因此制定了针对变压器的技术降损措施：一是调整配变站的接线方式和运行方式；二是导线截面按经济电流密度选取；三是无功就地补偿，把电压波动幅度控制在合理范围内；四是调整低压三相不平衡度；五是淘汰老式、高耗能变压器，采用节能变压器。通过采取上述措施，最大限度地减少了变压器空载损耗，提高了变压器的负荷利用率，延长了变压器的使用寿命，从而实现了技术降损和降低企业成本的目的。
四、配变站精益化管理体系的资料管理
在资料整理过程中，配电资料的复杂性、多样性、抽象性无疑是一个需要加强管理的问题，摒弃落后的配电资料管理模式，利用先进技术使配电资料管理更趋近于科学化、规范化是行之有效的途径之一。
1.原始资料管理弊端较多
在实施精益化管理之前，配电设备的原始资料统一用铅笔填写，保存的资料由于摩擦，经常变得模糊不清，导致各种数据无法辨认。配电各种资料报表是班组日常的一项最繁琐且最容易出错的工作，要想报此表需要查找开关卡片、变压器卡片、高压线路条图、低压台区图、线路缺陷记录等基础资料，铅笔填写的数据不仅容易摩擦出错，还缺少直观性，给配电基础资料管理带来了很大困难。
2.资料微机化管理的优越性和可行性
利用微机来管理配电资料，打破原有零散、效率低下、保存困难、书写原始的管理模式，具有操作速度快、库存容量大、便于转存和携带等优点，适应配电线路和设备的随时变更，突出显示配电资料微机化管理功能的优越性。
配电系统的工作很多具有周期性，如果周期掌握不好，很容易造成设备的烧损、线路跳闸、接地等故障，严重威胁线路的安全运行，这就要求配电基础资料必须准确、及时、可靠，而配电资料的微机化管理正是具备了这些特点。利用微机管理配电资料，不仅可以提高工作效率，而且更能清晰直观地显示供电线路的运行情况。
3.资料分类管理
配电资料根据载体材质的不同分为两类：一类是以配变站竣工图纸、各种设备的试验报告、合格证等书面资料为主要形式的纸质资料，按类归档存入资料盒，进行档案化管理。另一类是在CAD绘图软件的支持下，利用微机制作成的高、低压单线接线图、电缆走向图、配变站平面示意图和配变站高、低压电缆清册，按类以图文形式存入电脑，进行微机化管理。
综上所述，可知配电资料微机化管理的可行性、必要性及优越性，虽然投入微机管理需要一笔资金，但从长远的角度来看，它是事半功倍的。
五、建立和完善配变站管理制度
1.建立配变站标准化管理制度
一是制定配电工程验收管理制度，二是制定配变站巡视区域及计划，实行责任承包制度，三是制定配电设备标志管理制度，四是配变站设备缺陷实行统一管理制度。
2.建立配变站安全管理制度
一是坚持安全分析会制度，二是坚持现场安全管理制度，三是坚持标识统一管理制度，四是建立消防责任制度，五是积极做好电力设施保护工作。
（责任编辑：孙晴）
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