高壓開關(guān)柜當(dāng)你長時間處于潮濕環(huán)境中會發(fā)生什么？最近，一位客戶向賽普拉斯報告，他們的變電站常年處于潮濕環(huán)境中，平均濕度超過60%，高壓開關(guān)柜的母線室、電纜室和斷路器室的結(jié)露現(xiàn)象非常嚴(yán)重，斷路器室內(nèi)有明顯的積水現(xiàn)象。目前，由于濕度問題，在開關(guān)柜發(fā)生了爆炸事故。

事故歷史

2018年8月3日16: 10，站內(nèi)值班監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)一臺110千伏變電站1主變低后備保護動作，跳閘主變低壓側(cè)201開關(guān)，10kV I母失電。他們告知運行維護人員，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)10kV264開關(guān)柜燒毀。在維修人員現(xiàn)場處理263開關(guān)柜的過程中，18: 41 10kV二次母線上的272開關(guān)柜發(fā)生爆炸，2號主變后備保護動作低跳202開關(guān)，10kV二次母線失電。2018年8月4日3: 52，10kv二段母線故障點隔離完成。當(dāng)調(diào)度命令10kv二段母線恢復(fù)運行時，10kV273開關(guān)柜發(fā)生爆炸，2號主變低后備保護動作再次跳閘202開關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)爆炸發(fā)生在三組開關(guān)柜內(nèi)，內(nèi)部損壞嚴(yán)重。柜內(nèi)有許多部件，包括絕緣支柱、穿墻套管、觸頭盒、母線、靜觸頭擋板、二次接線槽板、電纜倉庫防火板等。都有不同程度的凝結(jié)現(xiàn)象。

開關(guān)柜爆炸事故分析

開關(guān)柜絕緣老化，性能下降，擊穿放電引起相間短路故障，是開關(guān)柜爆炸的直接原因?，F(xiàn)場檢查264開關(guān)柜開關(guān)上的觸頭盒根部連接排保險絲，設(shè)備的相鄰部分損壞最嚴(yán)重；272開關(guān)柜開關(guān)上的動觸頭和觸頭盒損壞最嚴(yán)重；273開關(guān)柜母線和周圍隔板損壞最嚴(yán)重。故障是由母線之間的絕緣擊穿引起的。三次爆炸都是由相間絕緣擊穿或接地引起的。

絕緣件受潮和產(chǎn)品質(zhì)量差是絕緣件性能下降的主要原因。檢查發(fā)現(xiàn)，機柜中的大多數(shù)設(shè)備都有冷凝，爆炸開關(guān)柜中的其他未受損組件也有不同程度的冷凝，其中一些仍然非常嚴(yán)重。由于絕緣的防潮能力有限，防潮絕緣的絕緣電阻隨著運行時間的延長而逐漸降低，從而失去了絕緣能力。同時，在降低絕緣容量的過程中，會發(fā)生局部放電。局部放電還會導(dǎo)致絕緣的絕緣容量進一步降低，從而加速絕緣事故的發(fā)生。

開關(guān)柜潮濕原因分析

從這一事故案例中可以看出，空氣濕度對室內(nèi)開關(guān)柜的運行有很大的影響，在嚴(yán)重的情況下，柜內(nèi)部件表面的冷凝會導(dǎo)致絕緣降低、設(shè)備損壞甚至事故。開關(guān)柜內(nèi)部濕度相對較高，冷凝是由以下因素引起的:

(1)夏季雷暴較多，11+開關(guān)室一般裝有百葉窗通風(fēng)散熱。這種設(shè)計使得當(dāng)開關(guān)室的門窗關(guān)閉時，室內(nèi)和室外空氣能夠連通，允許室外潮濕空氣進入開關(guān)室。

(2)電纜溝堵塞因材料老化、施工工藝等原因損壞脫落。當(dāng)市政排水水位因暴雨而不暢時，水將倒流至變電站。由于開關(guān)柜底部的堵塞不能完全密封，電纜溝中積聚的水會產(chǎn)生水蒸氣，從開關(guān)柜底部進入機柜。

(3)由于開關(guān)柜為密封結(jié)構(gòu)，沒有通風(fēng)口，進入柜體的水蒸氣不能排出，一般會聚集在柜體的上部空間，即母線倉，在柜體內(nèi)表面或較低溫度下的絕緣表面形成冷凝。此外，開關(guān)柜內(nèi)部部件表面污垢也是冷凝形成的條件之一。

開關(guān)柜濕度控制措施

1.在雷雨季節(jié)，室外電纜溝積水是一種非常常見的現(xiàn)象，可以通過堵塞電纜溝來修復(fù)。電纜溝進入開關(guān)柜房間的墻體交接處可采取防水措施，防止室外水位回流到室內(nèi)電纜溝。室內(nèi)電纜溝與開關(guān)柜之間的堵塞可結(jié)合開關(guān)斷電的機會進行修復(fù)，可能進入濕氣的機柜底部可用阻燃材料進行堵塞。有條件的單位可以安裝電纜溝除濕系統(tǒng)。該裝置專為解決室內(nèi)電纜半層/溝潮濕、積水等問題而開發(fā)的系統(tǒng)化自動控制除濕產(chǎn)品，能夠?qū)崟r集中監(jiān)控和管理室內(nèi)電纜半層、溝內(nèi)水位、環(huán)境溫度和濕度。該裝置由智能控制單元、系統(tǒng)供電單元、供氣單元、除濕單元、排水單元、溫濕度采集單元、數(shù)據(jù)記錄單元、視覺觀察單元和故障報警單元組成。溫濕度傳感器多點布置，水位傳感器實時監(jiān)控，采用串行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)通過標(biāo)準(zhǔn)的RS485通信接口傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺。

2.安裝工業(yè)除濕器。10kV開關(guān)柜一般配備保護裝置，要求環(huán)境溫度高。因此，大多數(shù)高壓開關(guān)柜房間都配有空調(diào)。然而，空調(diào)的除濕效果很差，尤其是在夏季吹冷空氣時，由于內(nèi)外冷熱不均開關(guān)柜，可能會導(dǎo)致冷凝。因此，空調(diào)不能代替除濕器。建議在空氣濕度高的地區(qū)的配電室安裝合適功率的SEPRI-CS-L工業(yè)除濕器，并設(shè)置啟動值為45% ~ 55%，當(dāng)空氣濕度大于啟動值時開始除濕。

3.在開關(guān)柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機。原理是利用濕度傳感器監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)的濕度，當(dāng)濕度達到啟動值時，SPR-CN-S1智能除濕機開始啟動，將開關(guān)柜內(nèi)的濕空氣泵入SPR-CN-S1智能除濕機的冷凝室進行水氣分離，冷凝水通過排水管排至機柜外部。在機柜中安裝SPR-CN-S1智能除濕機可顯著降低開關(guān)柜的空氣濕度，但由于開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)緊湊，安裝時應(yīng)考慮絕緣距離等因素，目前大部分安裝在開關(guān)柜下部的電纜箱中。

4.安裝開關(guān)柜高架除濕裝置

SEPRI-CS-DZ獨立頂部除濕裝置安裝在開關(guān)柜總線箱的頂部。高架除濕裝置采用微處理器控制技術(shù)。為動力設(shè)備內(nèi)部空間緊湊、環(huán)境濕度高、溫差大而專門開發(fā)的高科技產(chǎn)品核心部分，致力于提高設(shè)備內(nèi)部環(huán)境濕度，由智能控制單元和環(huán)境監(jiān)測單元組成。該裝置可根據(jù)現(xiàn)場條件自動調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，排出的水被霧化裝置強制蒸發(fā)，從而安全排出。該裝置用于母線橋等電力設(shè)備柜內(nèi)空間布局緊湊的場合，需要外部安裝，需要自動除濕和防結(jié)露，同時該裝置可以在復(fù)雜的電磁場和各種惡劣的自然環(huán)境下長期使用。

5、雨天應(yīng)對高壓室門窗、外墻進行檢查，要求墻體無滲漏，門窗密封良好，防止雨水或室外濕氣滲透。對于裝有百葉窗的高壓開關(guān)室，可在百葉窗上增加玻璃或?qū)⑵涓难b成可關(guān)閉的，百葉窗可在梅雨季節(jié)關(guān)閉以防止?jié)駳馇秩?；在正常天氣下，打開百葉窗以確保高壓室內(nèi)的通風(fēng)和散熱。如果條件允許，可以安裝一個自動開窗器來實現(xiàn)遙控開窗和關(guān)窗。

6.加強變電站高壓開關(guān)室的運行維護管理。一方面，在雨天，運行維護人員應(yīng)檢查檢查站內(nèi)水泵運行是否正常，電纜溝內(nèi)是否有積水，室內(nèi)除濕機是否工作正常。另一方面，運行維護人員在日常進出配電室檢查時，應(yīng)隨意關(guān)門，并定期檢查和記錄室內(nèi)溫度和濕度值。

除了對高壓開關(guān)室進行除濕和水分管理之外，定期對開關(guān)柜的設(shè)備進行壓力測試，使用質(zhì)量較好的絕緣件，并繞過觸頭盒連接排，可以防止開關(guān)柜絕緣故障的發(fā)生。

摘要

為了防止變電站高壓開關(guān)柜的絕緣故障，一方面要注意開關(guān)室內(nèi)的濕度問題，采取各種措施降低濕度，消除隱患。另一方面，設(shè)備運行維護單位應(yīng)透徹理解開關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，并與設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和維護等各部門共同分析，探討如何從根本上防止開關(guān)柜的絕緣故障，提高設(shè)備健康水平，確保變電站的安全運行。