随着经济的发展和技术的进步,城网和园区中采用电缆供电已成为配电网发展的必然趋势。陕西省地方电力(集团)有限公司岐山县供电分公司自2013年以来,按照县政府相关会议精神的要求,在经济开发区园区内配合市政规范建设,对中低压配电网线路进行了分批电缆入地升级改造。但是,通过日常运行维护发现,10 kV电缆环网柜普遍存在凝露现象,引起绝缘程度降低、操作机构锈蚀、二次回路短路等问题,造成园区内很多重要客户停电,经济损失巨大。
1 凝露对10 kV电缆环网柜造成的影响
1.1降低设备绝缘强度
当凝露现象发生后,凝结的水珠会在重力影响下发生滴落,如果水珠滴落在运行电缆头上,会增加电缆的导电性,造成放电,如果检修人员没有注意到,会导致电缆头发生爆炸,甚至造成环网柜爆炸。
1.2操作机构锈蚀
发生凝露后,会导致设备本体锈蚀腐蚀严重,接地线锈蚀烂断,操作机构生锈拒动,降低了环网柜的使用寿命。
1.3二次回路短路
凝露情况很容易造成环网柜发生异常,其中二次操作系统很容易由于凝露发生短路现象,进而造成误动(误分和误合)出现。通过日常运行维护工作发现,新线路和新设备由于运行时间短,二次回路端子运行正常,无短路现象,而投运时间较早的户外环网柜会发生二次操作系统短路,从而导致设备误动作。
2 环网柜中发生凝露现象的原因
现代的观点认为,空气成分可以分为干空气、尘埃和水汽3个部分。空气中,绝对湿度指的是单位体积的空气中,在规定的压力和温度条件下,空气中的水汽质量情况。而饱和湿度则指的是单位体积的空气中,在一定的压力和温度下,能够包含的最大的水汽质量。根据实验发现,当温度升高时,空气含有的水汽质量也提高,从而空气的饱和湿度也增大。相对湿度指的是绝对湿度和饱和湿度比值。如果湿度保持不变,当降低温度后,水汽产生的压力达到饱和压力时,水汽就形成饱和状态。当温度再降低时,水汽就会发生冷凝现象,变成露滴,也就是凝露现象。可见,温度和湿度是出现凝露现象的决定性因素。
2.1环网柜内外温差大造成凝露
一方面由于环网柜结构紧凑且广泛分布在园区道路两侧、公园绿化景区等地方,因此,柜体内的温度通常不能达到加热要求。同时,由于环网柜基础没有预留通风孔和柜体无通风窗,造成通风状况差,内外气体无法对流,在温差大的情况下很容易造成凝露,顶部形成冷凝水。
2.2环网柜底部未封堵造成凝露
在雨季,由于底部电缆沟道和电缆井内积水,导致环网柜箱体内湿度过大。当处于冬季等温度较低的季节时,环网柜内部会达到较高的温度,和外部温度形成鲜明的对比,从而容易造成凝露现象。
2.3环网柜未安装底板造成凝露
在近几年的运行维护过程中发现,环网柜在安装时往往忽视了底板的安装,导致环网柜体与沟道无法有效隔离,沟道内的潮气以水蒸气方式进入柜内,当外部环境温度较低时,容易造成凝露。
2.4电缆井积水造成凝露
根据规定,对于户外安装的环网柜来说,柜底部为半潜入式电缆井,埋人深度要超过1.3 m。由于在实际工作中可能会发生污水或雨水灌人的情况,因此电缆井内通常都会存在积水。积水会形成水蒸气,从而造成箱体内的水汽较多。
由于电缆沟道建设受实际环境限制,目前所有的电缆沟道和电缆井均未做防水处理。如陕西省岐山县蔡家坡园区内地下水位较低,部分地段地下水位甚至超过沟道深度,加之地下河流和污水管道的渗水,造成电缆沟道和电缆井出现积水形成凝露。
3 目前采取的防凝露措施
通过分析可知,在环网柜箱体内,加强对空气湿度的处理可有效解决凝露问题。实际工作中,技术人员可以提高对箱体结构以及其他的基础构造的关注度,来达到降低湿度的目的,从而减少凝露现象产生。
3.1对环网柜进行通风改造
(1)基础预留通风孔。要求对环网柜基础四周增加通风孔,使柜体内的空气可以从通风孔排出,避免水蒸气滞留在环网柜内部。要求环网柜基础必须高出地平面40 cm,在基础的四周制作界面为20 cm×30 cm的通风孔,以实现空气对流和排水蒸气的目的。
(2)箱体外壳打孔。要求在不破坏箱体外壳强度的前提下,多开一些通风气孔,加强内部空气对流。
3.2对环网柜预留孔洞进行密封处理
对环网柜电缆进出口处进行大面积严密封堵,让整个柜体对电缆沟道形成隔断层,防止电缆沟道内潮气或相对温度较高的气体进人箱体形成凝露。对预留的贯穿孔洞使用防火封堵组合材料进行严实封堵,既能对电缆产生防火封堵效果,又能保证对柜体二次穿线的施工方便。
3.3环网柜安装底板隔离电缆沟道
环网柜底部是潮湿空气进人柜体内的主要通道,需要对其进行有效隔离。可对环网柜底部与基础连接处采用钢板铺地,绝缘胶板加玻璃胶进行密封。
3.4隔离环网柜基础与电缆沟道
将环网柜基础与电缆主沟相互隔离,柜体基础的标高必须高于电缆主沟标高,防止电缆沟道内的积水流人柜体基础内,在条件允许的情况下可以考虑修筑通风和排水系统。
4 防凝露措施采取后的效果
岐山县供电分公司自2016年1月份在经济开发区园区采取以上措施后,所有环网柜设备已经正常运行了3个月时间,不仅解决了凝露问题,而且大大提高了环网柜运行的安全性和稳定性,保证了电网的安全可靠运行。将采取的措施进行推广,有效地解决了当前存在的凝露问题,延长了设备使用寿命。
5下一步将采取的措施
5.1加大对电缆环网柜设备的巡视检查力度
加强电缆环网柜设备的巡视检查工作,及时发现、汇报和处理设备运行过程中存在的凝露或潮气引起的放电及锈蚀问题。
5.2要求对新建的环网柜基础井进行防水处理
由配网管理专责负责,在新建的环网柜基础井验收时进行防水试验,如果存在问题,必须进行浇筑防水处理,并且对进出电缆井的所有管沟进行防水处理,确保电缆井干燥无渗漏。
针对现在使用中的,没有防水处理措施的环网柜基础,由配网管理专责负责列人年度计划,分批分次逐步改造处理到位。
5.3与厂家沟通提出技术要求
针对环网柜使用过程存在的凝露问题,及时与设备生产厂家进行沟通反馈,将环网柜设备防凝露潮湿及防锈列人技术要求。