郭子君１ 郭 婧２ 苏 毅2
（１武汉大学电气工程学院 湖北 武汉 ４３００７２ ２ 国网湖北省电力公司检修公司 湖北 武汉 ４３００５０）
摘 要：对湖北地区５００千伏变电站户外箱柜安装方式、箱体结构及驱潮装置的运行情况进行调研，分析户外箱柜受潮原因，在此基础上提出户外箱柜的设计选型、安装工艺、箱体改造及日常维护等相关要求。
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关键词 ：户外箱柜；受潮；防潮；驱潮
中图分类号：TM63 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６６５－２２７２．２０１5．08．０40
近年来，湖北电网５００千伏变电站发生多次因户外箱柜内二次元件或端子受潮，引起断路器分合闸线圈锈蚀、控制回路电缆转接头短路等，造成的断路器拒动、控制回路开路、三相不一致继电器误动等故障，严重威胁着骨干电网的安全稳定运行。户外箱柜内部湿气的主要来自在哪里？是本文解决问题的关键。
１ 户外箱柜受潮原因分析
户外箱柜一般采用落地式、架空式、悬挂式三种安装方式。随着变电站电气设备安装工艺的不断改进及组合电器设备的广泛应用，为保护电缆外绝缘及施工工艺美观，目前交直流电缆经电缆沟接入户外箱柜的方式可分为直接接入、穿镀锌钢管接入、经电缆槽盒、穿波纹管（多用于组合电器设备）入柜。
１．１ “烟囱”效应
电缆沟不仅是电缆的安装通道，还是设备区内的排水通道，故沟内湿气较重。沟内的湿气随热空气向上运动。对于柜体直接安装在电缆沟上部的箱柜，电缆入柜后，由于箱柜底部与电缆沟之间封堵不严密，尤其是入柜电缆与电缆间的间隙较难封堵，使得电缆沟中湿气通过孔洞或缝隙进入箱内，日积月累箱内金具出现霉点甚至锈蚀。
同样电缆穿管或经电缆槽盒接入柜体，镀锌钢管、槽盒和波纹管为电缆沟道中的潮气形成进入箱体的通道。沟内潮气通过孔洞或缝隙进入了柜内。笔者以简图形式表示户外箱柜、电缆及湿气经过的通道（见图１）。
通过现场观察，箱体内设备霉点分布呈电缆入口处霉点集中逐步向周边扩散的趋势。电缆入口处虽用防火堵料进行了封堵，但堵料受潮气长期侵蚀后，出现了油土分离，并逐步干裂垮塌，形成裂缝，从而使潮气进入柜体。
１．２ “温差”效应
电缆沟道中的潮气进入到组合电器现场ＬＣＰ柜后，由于继电器及低压电气回路运行，电气元件发热，使得柜体内外存在温差。当箱柜内部温度高于外部温度时，箱内潮气在温度较低的柜体内壁上形成凝露。如户外箱柜加热器未经温湿度控制投退，长期运行时，会加剧柜内外温差形成的凝露现象。这种现象多发生在梅雨季节和秋冬季节。其凝露现象就像汽车玻璃凝露一样。潮气或水滴进入柜体后，箱柜内部无通风孔或排水孔，会使湿气或水滴滞留在箱内难以排出，逐步形成积水。
１．３ 雨水渗漏
从顶部引入端子箱、机构箱等的断路器、隔离刀闸传动杆的接触面封堵不严、箱柜顶部及侧面螺丝接触面封堵不严或防水密封材料开裂失效，柜门密封不严无排水孔，造成雨水渗入箱内，形成水珠或积水。
２ 户外箱柜结构分析
户外设备箱柜主要由设备厂家生产制造，其柜体结构、通风方式、驱潮装置各不相同。户外箱柜从柜体结构分单层和多层两种，柜体两侧一般设计有通风孔、通风孔处装有防雨罩、防小动物网膜。柜内设有温湿度控制器，对加热器、抽风机的投退进行控制，实现辅助驱潮功能。表１、表２、表３分别将典型的户外箱体结构功能进行对比分析。
综上所述：对于直接安装在电缆沟上的户外箱柜，柜体结构以双层设计为优，下部应尽量通风，避免电缆沟内潮气进入二次元件工作柜体内。同时柜体两侧采用左右水平轴对称通风结构，有利于箱内空气的循环。通风孔处应装有防雨罩、防小动物网罩，箱内应安装驱潮装置。
３ 户外箱柜防潮措施
３．１ 选型建议
（１）在变电站初设审查或对现有设备箱柜进行更换时，设计部门应结合变电站当地环境气候条件，了解现有变电站箱柜运行经验，对箱柜（特别是接近地面安装的）材料及结构的选型应符合现有运行经验的需要，外观材料整体划一，材料结实耐用，隔热性能优良，含有玻璃的柜体应通透适宜观察。
（２）箱柜应具有良好的通风驱潮条件。箱柜上通风孔应能满足自然通风对流的需要，建议采用箱柜两侧左右结构的通风孔布置形式，尽量不采用上下通风结构，避免采用通风孔高度相同或大面积通风孔的方式；通风孔外侧需具备良好的防雨手段，防止雨水进入箱柜内部。通风孔应采用海绵、网孔密度较高的不锈钢网等透气性能良好且封堵效果优异的材料为填充物，防止异物及小动物进入箱柜内。
（３）箱柜落地形式。落地箱柜支撑结构宜采用四角独立支撑落地的方式固定于地面，箱柜不接触地面，箱柜地面距地面至少１００ ｍｍ。保证箱柜下部的良好通风条件，避免采用下方直接落地且四周封闭的结构进行安装，可使用双层箱体，但底层须做好通风处理，并与上层要做好有效封堵隔离。
（４）箱柜内部应有完善的保温和驱潮设施。箱柜内应优先采用组合温湿度控制器或各自独立的温度和湿度控制器，且其控制值可以进行直观的调节，确保箱柜在保持箱柜温度和去湿加热性能满足现场需要。
３．２ 安装工艺要求
（１）箱柜安装与电缆接入要求。包括：①户外箱柜的安装应保持与设备区其他箱柜的布置协调性，其门开启方向应朝向巡视和检查通道，便于运行和检修人员巡视和检修；②缆接入箱柜内宜采用直入式接线方式，进入箱柜电缆外穿镀锌钢管后接入箱柜内端子排，外穿镀锌钢管与箱体连接部分应留适当距离（５ｍｍ）或上部开孔，避免镀锌钢管全封闭进入箱体，防止潮气沿电缆套管进入箱柜。箱体底部可加装方形外罩，将镀锌钢管与箱体之间留出的空隙罩住，避免电缆外露，提升观感；③不宜采用槽盒全封闭包围电缆接入箱柜的方式；④如采用此种方式应在电缆槽盒侧面或顶部安装通风通道，且电缆槽盒包围的地面应硬化或其他防水处理，减少进入电缆槽盒内的潮气；⑤对于经升高座安装的组合电器设备ＬＣＰ汇控柜，可采用在柜体升高座侧面两端进行通风改造，及时排除电缆沟上来的潮气。
（２）箱柜封堵要求。包括①箱柜内电缆接入后的孔洞应进行无缝封堵。施工人员在新投或更换箱柜时要对电缆主沟与支沟间电缆通道孔洞、箱柜底部电缆进线孔洞采用特绝缘材料进行封堵，防止下部潮气进入箱柜内部；②对多电缆接入的箱柜的电缆之间的封堵要特别注意，防止电缆与电缆缝隙间潮气进入箱柜内部。封堵后表面应平整美观。对已采用双层结构的箱体，下层箱体（电缆引出地面部分）应进行有效封堵，防止电缆沟内潮气进入箱体内；③变电站箱柜在大修、技改过程中需对箱柜内电缆进行接入和拆除时，施工人员应及时对接入或拆除电缆后被破坏的封堵部分重新进行封堵并按照新建箱柜要求进行验收；④对箱柜底部有大面积接入空隙或底部全部开放的孔洞应采取结实耐腐材料（如绝缘板等）进行垫底，在其上再采取封堵材料进行封堵，防止运行中发生垮塌现象；⑤运维人员应对该类垫底材料封堵进行现场核实检查后施工人员方可对其进行封堵；⑥运行中不宜采用无机（水性）速固性材料进行封堵，防止电缆安装时外皮受伤而引起的电缆绝缘下降或设备误动。可采取其它有效的封堵材料进行封堵。运行中封堵时宜在晴好天气下进行，便于封堵材料快速干燥；⑦封堵完成后的最高封堵面不应超过电缆外层剥开截面的最低位置，即电缆接入保护套管应在封堵面之上。
３．３ 驱潮措施
（１）户外箱柜中应配置温度和湿度控制器及相应加热或通风设施（生产厂家有明确要求无需安装的除外）。新建或改扩建后的箱柜内必须优先选配具有温度及湿度可调节的控制器，且整定值应直观醒目；对运行中损坏的控制器应更换为具有温度及湿度可调节的控制器；设有固定温度及湿度控制器的运行箱柜应逐步更换为整定值可调节的控制器。另外加热或通风装置应具有强投功能。
（２）箱柜内温度及湿度控制器安装位置应合理。保温驱潮设施安装位置应便于检修和维护，且不影响箱柜内设备安全运行（加热器不得靠近电缆接线，避免导线发热受损）
（３）典型温度及湿度整定值的设定。断路器机构箱内加热器应常投，如经温湿度控制的，其湿度整定不高于６０％。一般户外箱柜湿度整定值宜设置在７０％－８０％之间，温度控制器整定值宜设置为低于１５ ℃投入；具体可视厂家要求、变电站地理位置和环境气候适当调整。
４ 日常维护要求
运维人员应结合当地气象情况、地理特点以及季节气候特点，在运行维护中应结合设备巡视、试验、检修维护做好以下工作：检查箱柜与电缆沟的连接孔洞密封是否严密；检查柜内是否保持干燥、清洁；检查温湿度控制器整定值是否符合相关规定；检查驱潮元件和回路工作是否正常；检查、更换箱柜内吸潮剂变色情况；加强对温湿度控制器的验收和校验工作；运维人员应熟悉变电站保温驱潮装置的使用方法，注意收集统计季节变化和雨雪后温度及湿度的变化规律，适时调整温度及湿度控制器整定值，满足现场保温和驱潮要求；定期检查电缆沟排水情况，加强电缆沟内部的空气流通，疏导潮气的排出。
在实际运行中，电缆主沟与支沟间、电缆支沟与箱柜低部、箱柜底部与电缆槽盒或电缆套管间的孔洞、缝隙及箱柜进线电缆间的缝隙，是箱柜受潮的根源。在户外箱柜的防潮改造中应采用疏堵结合的方式进行，疏通潮气向外部扩散的通道，围堵潮气进入箱柜的空洞缝隙，防止潮气进入柜体对内部电气元件的腐蚀。所以在户外箱柜的选型、安装、验收、运维过程中，运维单位必须重点关注各项防潮措施的落实，应地制宜的实施防潮改造。
（责任编辑 高 平）
