趙昊然 費傳鶴 劉華喜 徐承森 龔文靜

摘 要：文章主要對我國安徽地區(qū)220kV變電站匯控柜防塵的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，探究設(shè)計方法及制造工藝，由此提升變電站匯控柜的防塵性能，推動220kV變電站匯控柜在各地區(qū)的使用，從而進(jìn)一步優(yōu)化整體防塵工作。

關(guān)鍵詞：變電站;匯控柜;防塵技術(shù)

中圖分類號：TM73文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.015

輸配電設(shè)備會因為諸多情況而出現(xiàn)異常跳閘現(xiàn)象，而產(chǎn)生跳閘的主要原因與設(shè)備工作不良有一定程度的關(guān)聯(lián)。據(jù)不完全統(tǒng)計，發(fā)生跳閘的主要原因，除技術(shù)機(jī)械特性原因外，其最主要的原因便是電站密封結(jié)構(gòu)裝置防塵措施不足，將有可能導(dǎo)致電網(wǎng)設(shè)備存在各類異常情況。變電站是電力系統(tǒng)中變換電壓及分配電能的重要場所，匯控柜作為有效連接一次設(shè)備和二次設(shè)備的轉(zhuǎn)站點，廣泛運用于各個電壓等級的變電站。在實際電壓轉(zhuǎn)換過程中，相當(dāng)一部分匯控柜安裝在室外，室外環(huán)境惡劣且具有一定程度的差異性，使整體智能匯控柜在應(yīng)用過程中極易出現(xiàn)問題。

目前，我國220kV線路整體輸電變電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，具有極其重要的作用，而在其發(fā)展過程中，我國西電東輸工程的深入推進(jìn)，使得各個地區(qū)的用電需求進(jìn)一步增加。由此，需要對整體電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)行優(yōu)化和完善，加快特高壓電站的有序建設(shè)，成為當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的重要方向之一。220kV線路的安全穩(wěn)定性對于整體變電網(wǎng)絡(luò)的平穩(wěn)化運行具有極其重要的作用，而對于匯控柜進(jìn)行防塵、防柳絮、防飛蟲設(shè)計，是保證其柜內(nèi)安裝的二次設(shè)備元件正常工作的需求。

1 匯控柜進(jìn)塵的現(xiàn)實原因

目前，220kV變電站匯控柜在應(yīng)用過程中，其使用條件具有一定程度的差異，因此，在經(jīng)過綜合分析之后，可將匯控柜的進(jìn)塵原因總結(jié)為人為因素、環(huán)境因素、材料因素、設(shè)備因素等幾個方面。

人為因素。其主要原因在于，匯控柜在具體操作過程中無法按照相應(yīng)規(guī)定緊鎖柜門，導(dǎo)致整體匯控柜的封閉程度無法達(dá)到設(shè)計要求和設(shè)計效果，從而發(fā)生進(jìn)塵現(xiàn)象。當(dāng)前變電站管理制度已經(jīng)得到進(jìn)一步健全、補(bǔ)充和完善，以及智能巡視的逐漸普及，使人為因素導(dǎo)致的各類進(jìn)塵、進(jìn)柳絮、進(jìn)飛蟲問題得到了有效解決。

環(huán)境因素。目前，各個地區(qū)的環(huán)境差異性相對較大，例如，華東地區(qū)220kV變電站匯控柜在應(yīng)用過程中的進(jìn)柳絮、進(jìn)飛蟲問題較多，導(dǎo)致整體設(shè)備存在一定程度的損壞風(fēng)險。整體設(shè)備制造廠家在制造過程中，設(shè)備自身的密封標(biāo)準(zhǔn)往往按照IP54防護(hù)等級的規(guī)定進(jìn)行，使設(shè)備具備防柳絮、防飛蟲的理想效果，避免由此導(dǎo)致的設(shè)備問題。

材料因素。如果柜體材料選擇不當(dāng)，在整體設(shè)備運行一段時間之后會由于環(huán)境的原因產(chǎn)生一定程度的腐蝕，影響其材料的強(qiáng)度，表面光滑度大幅度下降，降低柜體的密封性，導(dǎo)致進(jìn)塵、進(jìn)柳絮的問題[1]。

設(shè)備因素。設(shè)備在設(shè)計過程中往往無法對特殊的環(huán)境需求進(jìn)行考量，或者在其設(shè)計過程中工藝存在一定程度的缺陷，導(dǎo)致出現(xiàn)密封不嚴(yán)的現(xiàn)象。同時整體設(shè)計結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其清掃不便，灰塵持續(xù)堆積，對柜內(nèi)所用的元器件的性能產(chǎn)生影響。由于整體匯控柜的防塵、防柳絮、防飛蟲性能無法得到進(jìn)一步優(yōu)化，部分變電站往往采取對整體匯控柜增加防塵罩濾網(wǎng)的臨時性措施，雖然能夠改善和優(yōu)化整體防塵工作，但就其自身而言，無法保證設(shè)備的正常使用和美觀性。

2 防塵、防柳絮、防飛蟲關(guān)鍵技術(shù)研究

為了妥善解決220kV變電站匯控柜的進(jìn)塵、進(jìn)柳絮、進(jìn)飛蟲問題，要從整體匯控柜的源頭設(shè)計角度出發(fā)，對整體匯控柜的防塵、防柳絮、防飛蟲的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合研究。

2.1 全封閉柜體和內(nèi)外循環(huán)完全隔離的溫濕度控制系統(tǒng)

建立完善全封閉的柜體以及內(nèi)外循環(huán)的外隔離的溫濕度控制系統(tǒng)，在當(dāng)前的匯控柜溫濕度控制方案中，主要控制方案是“呼吸器+加熱器+溫濕度控制器”，其主要缺點在于整體匯控柜為非密封結(jié)構(gòu)，微小顆粒的灰塵會通過呼吸器進(jìn)入?yún)R控柜，而呼吸器往往使用過濾棉，在具體應(yīng)用過程中容易造成灰塵阻塞現(xiàn)象，對空氣對流產(chǎn)生較為突出的影響，進(jìn)而影響溫度的控制效果。常用的呼吸機(jī)如圖1、圖2所示。

為改進(jìn)現(xiàn)有的溫濕度控制機(jī)柜的防塵效果，提出了充分應(yīng)用電氣柜專用的空調(diào)器的溫濕度控制系統(tǒng)方案，其主要優(yōu)點在于能夠進(jìn)一步采用空調(diào)器控制匯控柜，且設(shè)計為全封閉結(jié)構(gòu)，其自身結(jié)構(gòu)能夠與空氣循環(huán)完全隔絕，且避免灰塵，通過具體的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)入柜內(nèi)。匯控柜專用空調(diào)器能夠?qū)χ评?、加熱、除濕等諸多功能進(jìn)行有效應(yīng)用，可取消柜內(nèi)的加熱器，使整體新型溫度控制系統(tǒng)得到優(yōu)化。

2.2 易清掃及全密封內(nèi)門技術(shù)

當(dāng)前，匯控柜在具體內(nèi)門結(jié)構(gòu)的主要缺點在于內(nèi)門非密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)門上下左右均存在一定程度的縫隙，其縫隙尺寸往往有幾厘米或十幾厘米。如果打開柜門，對內(nèi)門上的元器件進(jìn)行操作時，灰塵容易通過內(nèi)門的縫隙進(jìn)入柜內(nèi)。此外，內(nèi)門與外門之間的構(gòu)件存在下凹結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致灰塵、飛蟲不利于清理[2]。

技術(shù)改進(jìn)后的匯控柜內(nèi)門結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點在于內(nèi)門為全封閉結(jié)構(gòu)，即內(nèi)門上下左右不存在高度貫通性的縫隙，且內(nèi)門下部與柜體之間設(shè)計了“平臺”，防止灰塵、飛蟲、柳絮通過內(nèi)門進(jìn)入柜內(nèi)，也更容易保持清潔。

2.3 圓角矩形外翻邊的柜門密封結(jié)構(gòu)

為進(jìn)一步提高外門的密封性能，匯控柜已經(jīng)開始采用“外翻邊框架+Ω型密封條”的綜合設(shè)計方案。該方案在理論上具有良好的防塵、防水性能，但目前匯控柜柜門密封條拐角處為直角結(jié)構(gòu)，在安裝過程中容易產(chǎn)生褶皺，嚴(yán)重限制了柜門的密封效果。為了解決現(xiàn)有的匯控柜外門密封設(shè)計的缺陷，對外翻邊框架進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要在轉(zhuǎn)角處采用大圓角結(jié)構(gòu)，使密封條能夠更加平滑的過渡，不易產(chǎn)生褶皺，從而提高匯控柜外門的密封效果。

2.4 電纜進(jìn)線孔模塊化密封技術(shù)

縱觀目前的變電站匯控柜，匯控柜電纜進(jìn)線普遍采用單一矩形開孔模式，開孔面積相對較大，防火泥缺少有效支撐，容易產(chǎn)生一定程度的塌陷及裂縫，影響匯控柜的密封效果，導(dǎo)致灰塵、飛蟲、柳絮可能從匯控柜底部進(jìn)入柜內(nèi)。匯控柜電纜進(jìn)線孔采用模塊化密封技術(shù)，可以根據(jù)現(xiàn)場所用的實際電纜數(shù)量及走位位置，對整體電纜孔的大小進(jìn)行靈活控制，從而便于后期防火泥施工，大幅度提升封堵效果。

2.5 外門多點固定技術(shù)

現(xiàn)有的匯控柜的門軸一般采用兩點固定模式，門鎖基本采用單點、兩點、三點的固定模式，柜門可能會由于受力不均衡產(chǎn)生不同程度的變形，嚴(yán)重影響整體柜門的密封效果。在進(jìn)行外門多點固定技術(shù)改進(jìn)后，匯控柜門軸及門鎖主要采用四點固定的方式，使柜門受力更為均勻，柜門不易變形，提高了柜門的密封效果[3]。

3 結(jié)語

針對220kV變電站匯控柜的進(jìn)塵、進(jìn)柳絮、進(jìn)飛蟲的原因分析過程中，要通過詳細(xì)且充分的實地調(diào)查，掌握當(dāng)?shù)鼐唧w情況，對匯控柜的進(jìn)塵、進(jìn)飛蟲、進(jìn)柳絮原因進(jìn)行深入探究，分析匯控柜防塵、防飛蟲、防柳絮的關(guān)鍵技術(shù)，對具有創(chuàng)新型的220kV匯控柜進(jìn)行防塵防水試驗等有效研究。試驗結(jié)果顯示，通過改進(jìn)匯控柜設(shè)計方法及制造工藝，220kV變電站匯控柜防塵關(guān)鍵技術(shù)可以提升匯控柜的防塵防沙性能，滿足各地區(qū)的使用需求，并向其他電壓等級和密封裝置推廣應(yīng)用，提升整體電網(wǎng)運營的可靠性，最大限度地優(yōu)化電網(wǎng)建設(shè)的專業(yè)性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬新宇，肖立軍.變電站戶外箱柜狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].中國高新科技，2018（24）：62-63.

[2] 北京北開電氣股份有限公司.帶空調(diào)的匯控柜[P].中國CN201320795573.9.2014-05-21.

[3] 龔文靜.淺談關(guān)于變電站HGIS匯控柜溫濕度控制系統(tǒng)的改造[J].科學(xué)與財富，2020（1）：397.