变电站端子箱的三防改进研究.docx

    变电站端子箱的三防改进研究    摘要：端子箱是变电站里保证电力设备安全稳定运行必不可少的一种辅助设备，对电力系统的安全运行起着不容忽视的作用变电人员在操作时由于操作界面复杂，存在一定的误操作风险而且室外端子箱由于长期暴露在潮湿、高热的环境中，端子箱内二次设备易出现凝露受潮并导致锈蚀等问题，严重时可能引起保护拒动或误动，影响电网的安全运行现有端子箱的密封情况也不容乐观，端子箱内易进入小动物，对设备安全存在极大威胁因此，改进现有端子箱设计，研制一种防误操作、防潮、防小动物的三防端子箱，保证电网安全稳定的运行成为当前迫切需要解决的问题关键词：端子箱；防潮；防误操作；防小动物0引言端子箱是变电站里必不可少的一种二次装置，它是现场运行设备的控制回路，保护回路，计量回路和测量回路中模拟量提取的中转设备变电设备正常运行过程中需要保证运行人员在使用端子箱时不会误操作，也要实现其在运行中防小动物和防潮的安全保障然而现行的端子箱由于在设计上存在缺陷，导致以上功能难以全面实现，给电力设备安全稳定运行带来风险因此，为了提高端子箱在工作中的安全性，保障电力系统的安全稳定运行，本文从防误操作、防潮和防小动物三个方面对端子箱进行改进研究，采用多种方法多管齐下对端子箱进行整体式改进，通过优化操作界面，运用新型硅藻泥工具，完善封堵措施、改进除潮工具等多种方式将现有端子箱打造成一个三防式端子箱。

1变电站端子箱现状1.1操作面板复杂变电站端子箱是电气设备操作的一种配件产品，应用非常广泛端子箱内主体面板的功能是提供对应设备操作开关的集成界面变电运行人员在操作端子箱开关时，需要先操作对应设备的五防锁以220kV线路开关端子箱为例，箱内共有4个刀闸操作模块，对应4个五防锁，每个刀闸操作模块有“刀闸分闸”、“刀闸合闸”、“刀闸急停”3个按钮，还有两个分合闸指示灯，总共有4个五防锁，12个操作按钮及8个指示灯端子箱面板上还包括开关接线示意图、远控/近控转换开关等多个部分在操作时，面对较为杂乱的界面，存在一定的误操作风险图1传统变电站端子箱控制面板1.2端子箱内防潮效果不佳端子箱内防潮效果不佳是我国大部分地区的变电站内端子箱存在的最大问题，南方各省尤为突出其形成原因很多，第一个主要原因是箱体密封差，水汽易进入端子箱由于端子箱顶部属于突出设计，水蒸气会在端子箱前额形成水滴，又因为顶盖与箱体密封不良，沿着斜面的空隙处，进入端子箱内部，长时间冲刷后，箱体内部水痕清晰可见图2端子箱密封不严导致水汽进入第二个原因是箱门顶角焊接密封不严，雨水会通过缝隙进入箱体当雨势较大时，雨水会沿着边缘进入箱体，导致水滴进入箱体内。

图3端子箱密封不严导致雨水渗入第三个原因是电缆封堵不良，导致电缆沟内水蒸气串进箱体，导致箱体受潮由于电缆沟地势低洼，在雨水众多的季节，特别是夏季，雨天后积累了大量水蒸气，再转晴后水蒸气蒸发潮气上升进入端子箱图4端子箱密封不严导致电缆沟潮气上升第四个原因是加热器驱除水汽效果不佳水汽进入端子箱以后，采用散热片式加热器，由于箱体密封所以箱体内水汽不能排出，只会在箱内不断地循环，无法有效地消除水气，反而使得箱体一直处在潮湿状态，存在安全风险图5端子箱内水汽凝结1.3端子箱内防小动物封堵不良小动物无孔不入，尤其是冬天箱体暖和，室外温度低的情况下，端子箱就成了小动物的“家”由于箱门与端子箱密封不严，存在着一定缝隙，壁虎、蜘蛛等小动物多从箱门缝隙处进入端子箱；部分端子箱电缆密封不严，也有小动物通过封堵不严的电缆爬到箱体中小动物的入侵使得端子箱内二次设备的安全时刻处于危险之中2变电站端子箱三防改造方案根据变电站端子箱现状部分说明的变电站端子箱存在的问题，逐一进行改进研究，提供切实有效的改进措施2.1改良端子箱操作面板为使操作界面更加直观，减少由于面板复杂带来的误操作风险，重新调整端子箱面板布局在左侧显示端子箱控制设备的接线图，设备的状态通过指示灯直观指示。

右侧为操作开关的区域，每个设备的操作开关单独分部在一个集中区域内，区域外侧设置一盖板，将操作开关与外界隔离五防锁设置在盖板上，操作时需要解锁盖板上的五防锁才能操作对应的开关/刀闸图6改良后的限制操作面板示意图2.2优化端子箱内防潮措施2.2.1改善箱体密闭性增强端子箱的密闭性，是保证箱体内部不进水最重要的措施，主要从以下三个方面着手首先是改进端子箱箱门的设计，为达到阻隔雨水进入的目的，采用以下五个手段：（1）增加箱门不锈钢厚度（厚度>1.5mm），使之受力均匀，不易变形；（2）箱门纵深必须大于凹槽并小于箱体凸槽和密封胶条的厚度；（3）密封胶条必须使用弹性好、防水性能优越的材质（类似汽车的密封胶条）；（4）门需采用不锈钢材质的六角螺丝牢固安装在箱体上，并在密闭性较差顶部与箱体连接处以及端子箱门的缝隙处，涂上防水材料，使得雨水不能进入箱体5）箱门增加“防风扣”，箱体柜门与箱体柜体之间采用双道密封，外侧密封部分采用气囊式密封，内侧采用弹性密封，保证箱体的密封性能图7端子箱箱门改善措施2.2.2减少箱体潮气入侵解决端子箱底部潮气上升进入箱体的问题可采取以下两个措施：首先是将进入端子箱的电缆簇拥一起，对电缆进行集中封堵，并使用定制式模板开孔，适应端子箱中各种电缆。

封堵材料采用流体式封堵材料，利用液体流动性，液体材料沉浸于各个缝隙和孔洞之中，而后涨发、凝胶，同时利用其膨胀过程中产生的挤压力，在纵向形成密封体系，从而实现“气密性”密封效果图8端子箱电缆封堵改进措施（1、漏斗形的隔离孔；2、漏斗形隔离孔底部凝胶填充位置；3、电缆沟涂料挡板）其次是在主电缆沟与端子箱电缆沟的过渡层间，加装防潮罩，避免主沟潮气进入，并采用一种透气性能的小型电缆沟透气板，放置在端子箱正前方，与端子箱所在电缆沟直接连通，方便沟内潮气排出图9端子箱电缆沟过渡层设计2.2.3破坏箱内水汽凝结为了破坏箱内水汽凝结，采用驱潮器代替加热器，同时在柜内安装硅藻泥顶板和凝露收集装置，双管齐下阻止凝结的水汽滴落在箱内设备上硅藻泥顶板即在端子箱内部的顶面铺设一层约3cm厚的硅藻泥材料由于硅藻泥材料具备多空的微观结构，当箱体内的水汽自然上升积聚在箱内顶部形成凝露时，硅藻泥材料会吸收初期的微型凝露，使之无法形成成滴的水珠硅藻泥的多孔结构可吸收水分，但无法靠自身将水分排出箱体，当累积的水汽超过硅藻泥材料的吸收限度时，依然会形成凝露因此，还需在箱内装设驱潮器和凝露收集装置硅藻泥顶层破坏凝露形成，驱潮器持续排出箱内空气中以及硅藻泥中吸收的气态水，降低硅藻泥内的水饱和度，两者共同作用，保证箱内设备运行在干燥的环境中。

图10硅藻泥及驱潮器安装位置说明凝露收集装置利用纯铜导热性能为不锈钢23.5倍的特点，采用纯铜散热片作为端子箱内部热空气与外部冷空气的热量交换界面，使端子箱内部的凝露积聚在散热片上，最后滴落在收集盒上自然流出端子箱外部，保持端子箱内部干燥图11凝露收集装置（1-外部铜散热片；2-密封胶圈；3-固定封板；4-内外连接铜体；5-凝露收集盒；6-内部铜散热片；7-带滤网的排水孔；8-螺丝安装孔；9-排水管）2.3完善端子箱内防小动物措施端子箱内防小动物措施主要从两处着手，一处是改善端子箱箱门密封性，相应的措施与防潮措施中的改善箱体密封性是相同的；另外一个措施是采用新型封堵材料，电缆进出端子箱采用防火泥封堵，会导致间隙过大，时间长了容易板结硬化或者开裂，采用新型的液态型封堵胶在防火泥上面增加一层封堵，在保证防火效果的前提下，更好的包围住电缆表面，紧密连接电缆和电缆的漏斗形隔离孔，充分保证小动物无法进入箱体3小结由于供电形势越来越严峻，对变电站端子箱的设计改进刻不容缓本文从实际出发，从改进变电站端子箱的防误操作、防潮和防小动物三个方面进行变电站端子箱三防改进研究，提出切实可行的改进方案，大大提高端子箱运行的安全性，为保证变电设备可靠运行提供了重要支持。

参考文献：[1]冯旭.变电站端子箱凝露现象探究及改进[J].大众用电.2011,(12):27-28.[2]叶飞.浅谈室内新型装饰材料——硅藻泥涂料[J].福建建材,2017(06):12-14.[3]岳增坤.基于半导体制冷技术的变电站室外端子箱除湿器的研制[D].华北电力大学,2012.1）田旦瑜1991年女硕士研究生高级工，从事变电运行工作2）研究方向：变电运行安全技术项目名称：研制一种变电站三防端子箱项目编号：031900KK52180037  -全文完-。