北京市城市照明管理中心 李凌郁

1 引言

在技術人員的不斷努力下，我國電力行業(yè)的技術創(chuàng)新不斷取得新成果、設備創(chuàng)新不斷迎來新契機，箱式變電站是比較具有代表性的設備之一，主要可以分成高壓開關、變壓器和低壓配電裝置三部分，所有的生產加工都在加工廠進行，具有應用效率高、使用便捷性突出的特點。將箱式變電站應用到路燈供配電系統(tǒng)當中去，能夠有效優(yōu)化路燈供配電的效果、保證路燈的使用穩(wěn)定性，在這種情況下對本課題進行研究，明顯具有一定的現(xiàn)實意義。

2 箱式變電站概述

我國箱式變電站的起步時間比較晚，直到20世紀九十年代才開始投入實際應用，但是在技術人員的不懈努力下，目前我國的箱式變電站及其配套技術已經十分成熟，遠程監(jiān)控系統(tǒng)等配套系統(tǒng)越來越完善，箱式變電站所具有的維修簡單、便于安裝與運輸、體積小、無污染等優(yōu)勢作用得以發(fā)揮，為社會生產生活提供了巨大的支持與便利。從結構特點來說，箱式變電站主要可以分成低壓配電裝置、高壓開關設備、變壓器等幾個部分，在工作人員遵守相關標準進行應用的情況下，箱式變電站能夠有效提升用電器的供電效率和電壓質量，確保用電器長時間穩(wěn)定運行[1]。結合具體情況來看，箱式變電站具備以下應用特點。遠程監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 智能箱變遠程監(jiān)控系統(tǒng)

一是性能十分穩(wěn)定。箱式變電站的外殼材料為金屬材料，具有強度、硬度等方面的優(yōu)勢，在經過全面防腐處理的情況下，其更是能夠在復雜的應用環(huán)境下保持穩(wěn)定，即使是在－40～+40℃的惡劣環(huán)境中依然可以正常使用，這使得箱式變電站的應用區(qū)域幾乎覆蓋了我國全部地區(qū)。

二是自動化程度高。箱式變電站的一次設備都具有比較穩(wěn)定的性能，其本身又是明顯的封閉性結構，因此出現(xiàn)運行故障的可能性非常小，在自動化控制設備的支持下，其還具有十分可觀的自動化功能，因而得到了越來越多的認可。

三是工廠預制化。箱式變電站具有一體化結構特征，其各個部分都可以通過工廠預制的方式進行生產，這極大地縮短了現(xiàn)場安裝所需要的時間，確保了箱式變電站的應用效率。不難看出，箱式變電站本身具有十分可觀的優(yōu)越性，將箱式變電站應用到路燈供配電系統(tǒng)中去，顯然能提高路燈運行的穩(wěn)定性和安全性。

3 箱式變電站在路燈供配電系統(tǒng)中的應用

3.1 箱式變電站的安裝

目前最常用的箱式變電站基本高度在2.5m 左右，有一定的安裝難度，工作人員應對其安裝過程進行全流程優(yōu)化，嚴格根據路燈供配電系統(tǒng)施工標準和流程，對箱式變電站進行有效安裝。一般來說，應將箱式變電站的高度設置在超過地面1～1.5m 范圍內，否則其可能給人們的正常視線造成影響[2]。另外，要對箱式變電站的絕緣設備、散熱裝置進行妥善安裝，比如用于散熱的風機就是比較常見的配套設備之一，工作人員應根據現(xiàn)場情況確定風機安裝方案，使之在箱式變電站的變壓器柜中發(fā)揮作用，同時對其配套的溫控器及自動控制系統(tǒng)進行安裝，以便于在箱式變電站溫度達到一定標準以后風機能夠自動啟動進行降溫，為箱式變電站的正常穩(wěn)定運行提供有效保障。

3.2 預防性檢測

在路燈供配電系統(tǒng)中，箱式變電站發(fā)揮著極其重要的作用，為保證箱式變電站穩(wěn)定運行，工作人員需要每隔一段時間進行一次預防性檢測，確定箱式變電站的設備和零件是否能夠正常運行、是否存在質量隱患。預防性檢測中，工作人員需要檢查的設備包括隔離開關設備、斷路器等主要元件以及線路及接頭、儀表設備等，及時發(fā)現(xiàn)線路、接頭脫落松動問題，并對儀表設備的示數是否準確進行確認，對其中存在的問題進行處理，保證箱式變電站能夠正常運行。除此之外，變壓器也是箱式變電站的重要組成部分之一，在進行預防性檢測的過程中，工作人員應對箱式變電站變壓器進行著重檢查，具體的檢查內容如下。

一是對變壓器的表面情況進行檢查，對其表面存在的油污和腐蝕進行清理，并對造成油漬問題的變壓器滲漏問題進行處理，通過補焊等方式保證變壓器運行效果。

二是對變壓器的噪聲進行檢查，記錄變壓器在正常運行條件下的噪聲水平，在噪聲水平遠超正常規(guī)定值的情況下，對變壓器內部出現(xiàn)運行故障的部分進行更換和維修，使變壓器恢復正常運行。

三是對變壓器內部的各個零件進行逐一檢查，特別是套管、接頭、母線等更是檢查的重點對象，對出現(xiàn)變色、燒傷痕跡的零部件進行替換，同時檢查變壓器冷卻裝置并進行維修，避免不必要的質量及安全問題。

四是對變壓器內部的絕緣電阻和接地電阻進行測定，確定其是否維持在正常范圍內，并對變壓器零部件進行清理，使之在后續(xù)的使用中繼續(xù)發(fā)揮作用，維持箱式變電站的穩(wěn)定性[3]。特別需要提到的是，路燈供配電系統(tǒng)中的箱式變電站往往在極為惡劣的環(huán)境中運行，在強降雨、暴雪、臺風等極端天氣條件的影響下，箱式變電站出現(xiàn)故障的概率將會成倍增長，因此在進行運行維護和預防性檢測的過程中，工作人員除了要定期進行檢查之外，還需要在特殊天氣下進行箱式變電站檢修，及時發(fā)現(xiàn)因特殊環(huán)境導致的設備故障并進行修復，從而保證箱式變電站的正常使用。

3.3 濕度腐蝕防護處理

箱式變電站是否能夠正常運行，決定了路燈供配電系統(tǒng)的運行情況，因此工作人員必須結合工作經驗，對箱式變電站進行防腐蝕處理，從而讓箱式變電站的柜體及相關電氣設備能夠始終維持穩(wěn)定性。特別是在降雨季節(jié)到來之前，工作人員更是需要對箱式變電站的電纜溝、開關柜空洞進行防水、防潮處理，對箱體及配套設施的孔洞進行封堵，避免雨水滲透到箱式變電站高壓室及電纜溝內。另外，在箱式變電站防潮防腐蝕處理中，還需要考慮以下問題。

一是合理使用聚酰亞胺防護用料。箱式變電站的防水處理十分重要，工作人員應根據實際防水需求，選擇更具防水性能的材料進行替換，比如NOMEX 絕緣紙、聚酰亞胺等材料，就能在進一步優(yōu)化箱式變電站防潮能力的基礎上，保證箱式變電站的運行穩(wěn)定性。其中，聚酰亞胺材料能夠在相對濕度為95%的環(huán)境中保證干燥時90%的介電強度，得到了廣大工作人員的一致認可。

二是合理應用卷鐵芯結構設計。為了更進一步優(yōu)化箱式變電站運行效果，工作人員需要從設計階段入手，優(yōu)化調整變壓器結構，通過立體卷鐵芯結構的設計方法解決鐵芯絕緣性差的問題，保證其在潮濕條件下仍能穩(wěn)定運行[4]。

三是合理應用餅式線圈結構。餅式線圈結構的特殊性在于，其使用了“紙絕緣-空氣-紙絕緣”的混合式絕緣結構，讓線圈內的電場強度大幅度下降，解決了潮濕環(huán)境下變壓器受嚴重影響的問題，使箱式變電站在潮濕環(huán)境下仍具有絕緣能力。

四是妥善應用真空浸漆工藝。真空浸漆工藝具有絕緣效果十分突出的特征，在進行真空浸漆處理以后，箱式變電站的鐵芯和線圈將具有更加突出的防水性能，即使直接浸泡在水中，其仍然能保持應有的絕緣電阻值，這無疑能夠從根本上提升箱式變電站的穩(wěn)定性。

3.4 散熱處理

箱式變電站在路燈供配電系統(tǒng)中的應用，能夠有效提升路燈供配電的穩(wěn)定性，但是在長時間運行過程中，其產生的熱量會導致內部溫度不斷上升，最終導致箱式變電站無法繼續(xù)穩(wěn)定運行，而對箱式變電站進行散熱處理，無疑是必然選擇。

第一，箱式變電站內部包含不同的零部件，其運行中產生的熱量不可能完全一致，這導致其不同部位的溫度存在一定的差異，在進行散熱處理的過程中，工作人員應考慮最低額定溫度值的零部件的需求，確保其他部位的溫度都小于絕緣材料的額定溫度值，從而保證箱式變電站正常運行。從實際情況來看，箱式變電站變壓器的運行熱量主要來自熱傳導、熱輻射及對流等形式，在進行散熱處理的時候，也需要有針對性地從這些方面入手，將箱式變電站變壓器運行環(huán)境溫度控制在標準范圍內。比如，干式變壓器繞組溫度升限值在100K，需要利用風機進行通風散熱，使其運行溫度維持在安全范圍內，避免溫度過高影響其運行效果，為整個箱式變電站提供有力保障。另外，從結構入手對變壓器溫度升限值進行控制，也是目前比較常見的散熱處理方法，技術人員可將其改造為雙層通道式結構，綜合應用自然對流、排風裝置等，實現(xiàn)箱式變電站的有效散熱。

第二，箱式變電站散熱效果受多方面因素共同影響，比如其通風效果和防塵效果都會影響箱式變電站散熱能力，因此在進行散熱處理的過程中，工作人員應通過增加排風扇等方法提升其通風效果，定期組織設備清理避免灰塵影響散熱效果，使箱式變電站能夠正常運行。

第三，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國新型材料研發(fā)工作取得了前所未有的階段性成果，各種各樣的新材料開始在許多行業(yè)當中發(fā)揮積極作用，比如反光材料就是比較具有代表性的新材料之一[5]。將反光材料噴涂在箱式變電站表面，能夠降低太陽熱輻射，進而避免箱式變電站溫度嚴重上升問題。從實際情況來看，噴涂反光材料的同時加寬外殼與內部設備之間的空間距離，也能在一定程度上優(yōu)化箱式變電站散熱效果，使之在路燈供配電系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用。

3.5 防雷接地處理

為確保箱式變電站在路燈供配電系統(tǒng)中的應用效果，工作人員還需要對箱式變電站進行妥善地防雷接地處理。實際上，防雷接地處理是路燈供配電系統(tǒng)建設的重中之重，只有保證防雷接地效果，才能確保箱式變電站以及路燈供配電系統(tǒng)在雷電天氣中安全穩(wěn)定運行。否則，雷電中蘊含的巨大能量將會在與箱式變電站接觸的瞬間，將大量的熱能和機械力傳輸到路燈供配電系統(tǒng)內部的電氣設備上，并導致箱式變電站等設備損壞進而無法運行。比如傳導雷就是比較具有代表性的雷擊形式之一，雷電蘊含的能量將會通過路燈供配電系統(tǒng)的輸電線路傳輸并給所有連接的電氣設備造成毀滅性影響，通過行之有效的防雷接地措施規(guī)避傳導雷，是保證箱式變電站在路燈供配電系統(tǒng)中的應用效果的必然選擇。

目前路燈供配電系統(tǒng)的防雷接地處理主要應考慮以下兩方面。一方面是工作人員應盡可能優(yōu)化路燈供配電系統(tǒng)中箱式變電站的防雷設計方案，根據相應的成功案例總結經驗，對路燈供配電系統(tǒng)進行整體性接地處理，確保路燈燈桿及其他外露金屬外殼接地，避免直擊雷和感應雷等給箱式變電站造成嚴重破壞。另一方面是要根據實際情況對接地電阻進行控制，一般以10Ω 左右為宜，在設計和安裝過程中，工作人員需要對燈具、燈桿及其他金屬附件進行等電位連接，從而控制電位差，使之在雷擊情況下盡可能維持穩(wěn)定。

4 結語

路燈供配電系統(tǒng)是否能夠穩(wěn)定運行，直接決定了城市地區(qū)夜間照明效果，自然也就影響著廣大人民群眾的居住生活體驗。因此，技術人員必須合理應用箱式變電站對路燈供配電系統(tǒng)進行完善，同時對箱式變電站進行妥善安裝，通過行之有效的預防性檢測、散熱處理、防潮防腐蝕處理、防雷處理等技術措施，確保箱式變電站能夠在路燈供配電系統(tǒng)中發(fā)揮應有的作用，為提升我國基礎設施建設質量作出努力。