高溫雨季沿海區(qū)域電力系統(tǒng)安全運行實踐

李賀昌，程寶芳，蔣海牙

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司能源與環(huán)境部，河北唐山 063000）

引言

高溫雨季是電氣事故的高發(fā)期，電氣事故不但會影響設(shè)備本身的運行穩(wěn)定水平，同時由于電氣故障導(dǎo)致的系統(tǒng)電壓暫時降低會影響同系統(tǒng)內(nèi)大量對電壓要求較高的變頻設(shè)備、低壓接觸器等設(shè)備瞬時跳機，進而擴大電力故障的影響范圍，嚴重擾亂正常的生產(chǎn)生活秩序，對于沿海區(qū)域的電氣設(shè)備影響尤甚。因此研究高溫雨季下沿海區(qū)域的高溫高濕環(huán)境對電氣設(shè)備的影響機理顯得尤為重要，通過采取必要的措施改善電氣設(shè)備的運行環(huán)境，提高高溫高濕環(huán)境下電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行是一項十分重要且必要的工作。

1 沿海特殊區(qū)域?qū)﹄娏υO(shè)備設(shè)施的影響

高濕環(huán)境主要是指沿海地區(qū)或長期降雨地區(qū)，這部分區(qū)域的氣候以潮濕為主，而且沿海地區(qū)還伴隨著高鹽的情況，很容易導(dǎo)致電氣設(shè)備周邊的濕度急劇增加，這種環(huán)境對于電氣設(shè)備的影響絕對不低于高溫的環(huán)境。設(shè)備表面會因為受到濕氣的影響而造成絕緣材料介電強度減弱，會導(dǎo)致表面擊穿以及漏電的情況。潮濕空氣進入電氣設(shè)備內(nèi)部會加速金屬結(jié)構(gòu)件的銹蝕過程，降低其機械強度，電氣件的絕緣性能會大大降低，造成電氣設(shè)備爬電、閃絡(luò)和跳閘等事故，給企業(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來不良影響。

海邊空氣含有大量的海水微粒隨風(fēng)飄落到室外設(shè)備絕緣子表面，形成污穢層，當濕度超過80%以上時，含大量離子的微粒溶解后呈離子狀態(tài)，在電場作用下，帶不同電荷的離子向相反的方向流動，形成泄漏電流。由于泄漏電流的作用，從局部打火演變成絕緣子串沿面擊穿，發(fā)生閃絡(luò)事故。

沿海區(qū)域空氣中能容納一定量的水汽，氣溫愈高，空氣中所能容納的水汽愈多，反之愈少。當空氣溫度低到不能容納原先所含有的水汽時，過剩的水汽便凝結(jié)成小水滴。同時沿海地區(qū)空氣中含有大量隨海水蒸發(fā)的鹽分，其溶于小水滴中便形成了濃度很高的鹽霧。設(shè)備內(nèi)部在潮濕的環(huán)境中會結(jié)成水珠附著于零部件，這樣就會造成以前并不導(dǎo)電的絕緣部分表面形成導(dǎo)電通路，進而造成短路故障。以下就沿海區(qū)域高溫高濕環(huán)境下的電氣設(shè)備影響及具體措施進行具體分析。

2 鋼鐵廠電力系統(tǒng)電氣設(shè)備受鹽霧影響分析

（1）對室外電氣設(shè)備的影響

由于沿海區(qū)域特殊生產(chǎn)環(huán)境：靠近海邊并且濕度大，尤其是表面有污穢的室外電氣設(shè)備在大霧情況下極易發(fā)生閃絡(luò)事故。圖1所示為在大霧天氣時發(fā)生沿瓷式絕緣子表面發(fā)生的電氣擊穿事故。圖2為長期運行在沿海區(qū)域室外變壓器銅編織軟連接及銅編織底線的影響情況。

圖1 鹽霧對室外絕緣子隔離刀閘的影響

圖2 鹽霧對銅編織線的影響

（2）對室外配電裝置的影響

2015年6月份海邊某碼頭配電室發(fā)生滑環(huán)箱內(nèi)部故障，造成10 kV系統(tǒng)電壓先發(fā)生單相接地，持續(xù)兩個周波后發(fā)生弧光短路引發(fā)三相接地故障，10 kV系統(tǒng)電壓降至6.3 kV，影響所在電氣系統(tǒng)用電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。具體情況見圖3、圖4。事后分析事故原因主要為當時連續(xù)出現(xiàn)陰雨天氣，晝夜溫差較大導(dǎo)致箱內(nèi)空氣濕度加大，同時存在加熱器未正常工作的情況，晝夜溫差較大導(dǎo)致箱內(nèi)鹽霧水汽發(fā)生凝露，凝露而成的液態(tài)水滴附著在絕緣板及絕緣子表面，形成導(dǎo)電通道，破壞電氣絕緣，使原先不導(dǎo)電的區(qū)域變成了導(dǎo)電區(qū)域，進而引起放電最終導(dǎo)致發(fā)生電氣故障。

圖3 海邊配電滑環(huán)箱內(nèi)的故障情況

圖4 配電滑環(huán)箱故障電壓變化情況

（3）對配電室內(nèi)的電氣設(shè)備的影響

部分高壓配電室內(nèi)由于未配置空調(diào)或除濕設(shè)施，而僅僅依靠傳統(tǒng)的軸流風(fēng)機進行通風(fēng)，在夏季出現(xiàn)斷路器銅觸頭及銅母排變綠，并且長期運行情況下母排絕緣護套有腐蝕痕跡，停電后搖測母線絕緣阻值不足10 MΩ，設(shè)備絕緣水平嚴重降低。具體如圖5、圖6所示。

圖5 配電室內(nèi)高壓斷路器觸頭變化情況

圖6 配電室內(nèi)高壓母線變化情況

3 鋼鐵廠電力系統(tǒng)完善治理情況

（1）對室外電氣設(shè)備的影響

因此建議對戶外瓷絕緣設(shè)備（變壓器的絕緣瓷瓶、線路的絕緣子等）噴灑RTV，提高瓷絕緣設(shè)備的防污閃能力。

（2）對銅編織軟連接及銅編織地線改為銅箔。

圖7 變壓器軟連接更換為銅箔

（3）更換室外線路絕緣子為防污型復(fù)合針式絕緣子有效提高設(shè)備穩(wěn)定運行水平。復(fù)合絕緣子主要由玻璃纖維環(huán)氧樹脂引拔棒、硅橡膠傘裙、金具三部分組成。其硅橡膠傘裙采用整體注壓工藝，從而解決影響復(fù)合絕緣子可靠性的關(guān)鍵問題界面擊穿。具有良好的憎水性、耐老化性，機械強度高，耐污性能強。

（4）對室外配電裝置箱體密封用硅酮密封膠進行處理，此膠在室溫下通過與空氣中的水發(fā)生固化形成彈性硅橡膠，達到良好密封效果。在柜內(nèi)安裝溫度傳感器，便于確認柜內(nèi)加濕器工作正常，使柜內(nèi)溫度高于柜外環(huán)境溫度，不具備凝露發(fā)生的條件。

（5）在室外配電箱相間加裝絕緣板，避免室內(nèi)發(fā)生單相接地故障的情況下演變?yōu)槿喽搪饭收稀?/p>

（6）在配電室增加空調(diào)及除濕機，改善室內(nèi)環(huán)境，確保保持在恒定溫度和濕度，避免晝夜溫差大導(dǎo)致觸頭及母線受潮腐蝕的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

針對沿海區(qū)域環(huán)境鹽霧濕度大，為確保此類地區(qū)用電設(shè)備的穩(wěn)定運行，建議考慮從以下幾方面進行完善：

（1）選用室外電氣配電箱建議提高電氣設(shè)備防護等級至IP67（不透灰塵、防護浸水），同時配備加濕器及溫度傳感器，避免配電箱內(nèi)發(fā)生凝露情況。

（2）對于室外絕緣子建議采用憎水性防污能力強的設(shè)備或者噴涂防污閃涂料。

（3）對于銅編織線建議更換為銅箔或銅棒以提高防腐蝕能力。

（4）對于配電室建議配備空調(diào)及除濕設(shè)備，確保配電室內(nèi)保持恒溫，防止斷路器觸頭及母線發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

（5）由于短路故障基本上都是瞬時切除，為降低電氣故障的影響范圍，建議根據(jù)現(xiàn)場實際運行的需要，對不必要采取低壓脫扣的低壓配電室，解除低電壓脫扣線圈。

（6）利用檢修機會做好設(shè)備灰塵清掃工作，提高設(shè)備絕緣水平。

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收稿日期：2018－02－05