浅谈湿度对站房类设备的影响及应对措施

刘兴栋 国家电网重庆市区供电公司

浅谈湿度对站房类设备的影响及应对措施

刘兴栋 国家电网重庆市区供电公司

湿度；站房；开关柜；绝缘放电

引言

现今配网中，大多数站房类设备长期处于地下楼层，室内湿度过大极且极容易发生漏水、渗水等问题，站房内湿度居高不下，容易导致开关柜内设备放电。而长期放电会导致开关柜内设备绝缘强度下降，引起相间或相对地短路，造成绝缘故障，影响设备的使用寿命和运行安全。

1.站房开关柜绝缘放电分析

开关柜是城市配网设备中重要的基础设施，其运行稳定性直接影响到城市经济的发展、人民生活质量的提高，因此，开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电可靠性。开关柜内部装有电缆接头、套管、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压开关等多种一次配电设备，其运行状态对配网运行可靠性和安全性有很大影响。开关柜发生故障将导致严重的后果，主要表现为：（1）开关柜爆炸导致供电中断，影响供电可靠，（2）引发火灾事故，造成重大经济损失。

开关柜故障通常由长期的缺陷演变而来，如果不能对开关柜缺陷及时发现掌握和消除，就会造成不可挽回的故障损失。

表1是对某供电公司2014年4月—8月的160起开关柜缺陷进行了统计分析，缺陷调查表和缺陷对比图如表1。

表1 2014年4月—8月开关柜缺陷调查表

从表中可以看出绝缘放电缺陷占站房缺陷的79.4%，远高于二次回路缺陷、开关机构缺陷和其他缺陷。因此降低站房绝缘放电数，维护开关柜内绝缘性能，就能有效的降低开关柜故障率，保持可靠供电。

2.湿度对开关柜绝缘放电的影响

开关柜绝缘系统中，局部放电通常不会贯通性的击穿绝缘，但是却可能局部损坏介质，如果长期存在局部放电，则会降低绝缘介质的电气强度。由此可见，局部放电属于电气设备中的隐患，其破坏过程体现出缓慢性、长期性的特点。针对开关柜局部放电，其各种检测方法中， TEV法（地电波检测）、超声波法、红外光法，在实际应用过程中要将上述三种方法综合应用，以TEV法为主，超声波法和红外光法为辅进行。

研究过程中将检测值大于20dB的放电作为绝缘放电缺陷来统计，对2014年4月-8月的 254起绝缘放电缺陷从引起缺陷的原因分析，可分为：温度过高、湿度过高、设备自身和其他类型四种，并对进行了分析，具体如表2。

从统计图表看到，由湿度过高造成的绝缘放电缺陷占绝大部分，占到65.4%，远高于其他三种原因引起的绝缘放电。因此由湿度引起的绝缘放电是主要问题，只要解决了该问题，则绝缘放电高的问题就能得到解决。

3.应对措施

高压电气设备较长时间温度超过70%以上的环境中运行，有可能导致固体绝缘物表面不断吸收潮气并形成绝缘物表面运动，并在电极附近形成水膜，而水中含有的离子在电场中会沿绝缘物表面运动，并在点击附近形成积聚，使得局部电场强度增加，发生放电，并引起沿面闪络电压下降。吸潮越严重，沿面闪络电压则降低越多，这种沿绝缘物表面放电，使得绝缘物表面局部过热至碳化并伴有强烈的放电声和弧臭味。其最终会造成相对的和相间短路故障，从而发生重大电气事故。研究过程中对湿度过高易引发绝缘放电的问题进行多次现场了解、讨论、分析，经整理后作出如下结论：

表2 2014年4月-8月绝缘放电原因统计表

（1）运维人员加强巡视，形成合理有效的巡视制度

设备运维人员是设备运行状况的第一掌握者和责任者，运维人员在巡视、检查过程中务必要详细记录设备的温湿度、负荷、电气机械指示灯指示等，仔细观察有无异响异味等异常情况，发现问题及时上报核实。

设备的运维应秉承“勤于巡视，防患于未然未然”的理念，形成合理有效的巡视周期，并应遵循行之有效的巡视经验。多年运维工作总结出来一条行之有效的巡视经验，那就是“1闻2听3看”。 1闻，就是进入针纺就先要闻，嗅嗅有没有烧焦味；2听，就是站在开关柜前静静地听有没有异常声响；3看，就是看电缆的接头、母线连接处和CT有没有发红和闪烙现象。并且收效明显。

（2）对站房采取除湿措施，使室内维持在较低的湿度水平

现阶段站房设备管理规定对站房的除湿涉及较少，一旦某个站房发生漏水、渗水、湿度升高，只是简单的做一些应对措施，没有一个能够应急处理突发状况的方案，更无一个能保持站房湿度合理的除湿方法，不满足确认标准。因此制定一个专门维持站房运行在合理湿度范围内的方案是有必要的。

研究过程中发现，大多数站房类设备室内湿度过高，是因为站房电缆沟有渗水、漏水，部分站房的墙壁或屋顶有渗漏水。室内电缆沟，室外电缆井，地下电缆夹层，要做到风雨必查，见水必抽，严防潮气，水分进入设备区。对于此类情况一般应从以下措施着手处理。

①加强巡视排查，对封堵点进行定期清理排查，在设备新投异动过程中全程跟进，检查封堵。发现有未封堵的孔洞，立即可靠封堵，在防小动物的同时也防止水及潮气由室外进入室内设备区。

②在长期渗水处找出渗水原因，进行防水处理，并注意观察确保防水处理措施已取得成效。对于积水过多的地方，若采取各种防堵措施均不可行时，可采取定时人工抽水的方式进行，或者安装自动抽水泵抽水。

③在湿气过大的站房类安装抽湿机或空调类设备，设置自动或手动除湿。在空调除湿效果仍不理想时，应考虑安装工业除湿机，其最小除湿为30%左右，并可自动除湿自动除湿。

④电缆沟道是站房类设备湿气最重的地方，若其严重影响到了设备的安全运行。可以考虑在电缆沟安放排风扇，多年实践经验表明，此种方法可以很好的缓解湿气从沟道进行开关柜内，进而形成凝露。在沟道内安放排风扇，风向朝内，沟道应开小缝，使沟道内湿气进入室内，进而由除湿机等除湿。经实际操作测量数据，可以发现排风扇安装后明显的降低了沟道内湿度。

⑤确保开关柜内加热器正常运行。为防止开关柜内部发生凝露，只要保持开关柜体内部的温度始终高于外部环境温度即可。特别是电缆室内，由与其于沟道地面接触，温度较低。开关柜内部要防凝露的部位的温度始终比柜外环境温度至少高>2℃以上。设备区悬挂温湿度双显测试仪，实时监测，定时记录，及时分析温度程度，找出高湿原因，采用有效去湿，除湿措施，改善设备运行环境。

（3）站房设备室内应保持空气流通

潮湿的空气有利于霉菌的生长。实践表明当温度为25℃～30℃， 相对湿度为75%～95%时，是霉菌生长的良好条件。所以，如果通风不好将会加快霉菌的生长速度。霉菌中含有大量的水分，使设备的绝缘性能将大大降低。对一些多孔的绝缘材料，霉菌根部还能深入到材料的内部，造成绝缘击穿。因此，在湿度相同、气温相等的情况下，室内设备长霉比室外设备要严重得多。因此务必要促进空气流通，可使霉菌无法生存。

站房类设备室内不同位置湿度差别很大，特别是处于地下楼层内的站房由于空气不流通，差别更大。即便有除湿措施，但开关柜内和电缆沟内湿度仍然很高，室内室内各处湿度相差最高达35%。因此可以考虑在室内安装强力风扇，室内安装强力风扇风向朝向门口和墙壁通风口，站房设备大多处于地下，气流相对封闭，因此通过风扇安装，可加大气流流通，主要目的在于将室内里侧的气流往外排，有效的解决了室内湿度分布不均的问题。另外还可以在墙壁安装上下两组排风扇，墙壁上安装上下两组排风扇，上边出风，下边进风，加大空气换流。不同的站房其风扇的个数根据实际需要确定。安装排风扇后，室内气流流向示意图如图1。

图1

经实际错做测量表明，室内空气流通后，相对应的将室内各处差异明显的湿度变得均匀，室内各处湿度相差不超过5%。对于降低室内湿度起到了极好的作用，达到了预期目标。

（4）站房设备应保持清洁卫生

绝缘子表面、金属裸露处若有灰尘等污秽，易吸附水分后引发污闪，影响绝缘强度，导致绝缘性能下降，形成恶性循环，直至发生故障。研究发现即便是完全密封的柜体，开关柜内绝缘材料、金属上也有不同程度的污秽。因此，维持站房室内处于清洁状态，可有效避免污闪，保持设备可靠运行。运维人员可定时做室内卫生打扫，或利用停电检修机会清扫绝缘设备。经过卫生打扫和绝缘清扫，污秽会明显降低，保持了绝缘材料的干燥洁净，若有条件，最好将站房室内污秽等级控制到I级以下。

4.结语

在辖区内参照上述措施对站房设备进行布置，与2014年同期比较，由湿度过高造成的开关柜绝缘放电缺陷及比例如表3所示。

表3

从图表中可以明显的看到，实施措施以后，由湿度造成的开关柜绝缘放电数量及其百分比明显的降低，从数量上直观的反应了实施的措施收到了成效。

通过提高运维质量、除湿、通风、除污秽一系列措施，降低站房室内湿度，减少了绝缘放电次数、进而降低了配网故障，保证了站房的稳定运行，本文目的已达到。

［1］ 董燕萍.试论高海拔风电场防雷减灾方案.四川水力发电.2013-08-15.

［2］ 杨炎升.电器设备故障与环境影响.中国科技信息.2006-12-15.

本文首先说明了站房开关柜对配网稳定运行的重要性，开关柜绝缘放电绝缘是开关柜缺陷的最主要因素。然后对开关柜绝缘放电缺陷进行统计，得到湿度过高引发的绝缘放电占绝大部分。之后从提高运维质量、除湿、通风、除污秽四个大方面提出针对性的应对措施，并结合实际工作采取措施展开研究，最后的结果也很好的应证了自己所提出的应对措施，降低了湿度对绝缘放电缺陷的影响。