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开闭所是配电网重要节点,承担区域配电转接、分配任务,部分开闭所选址在存在易燃易爆介质风险的区域,站内布置多台高压开关柜、低压控制柜、通讯测控柜,柜内保护装置、采集终端、智能仪表持续发热,开闭所内部空间通风条件有限,夏季热量聚集,柜内温升快速升高;环境湿度大的时候,柜体内部容易凝露,造成仪表失灵、保护误动、通讯中断等问题。同时该区域属于防爆区域,新增电气设备必须满足防爆相关规范要求,普通机柜空调不具备防爆能力,不能投入使用。国网某开闭所开展电柜环境治理项目,配套选用防爆机柜空调,为柜内精密电力设备提供稳定温湿度环境,项目投运之后运行效果良好。
本次项目配套电柜包含低压控制柜、通讯测控柜,柜内布置保护装置、智能采集终端、交换机、电源模块,设备集成度高,产热集中。开闭所半密闭空间,夏季环境温度偏高,热量不容易散出,柜内温度容易超出电子设备允许工作范围;南方雨季空气湿度大,昼夜温差变化容易让柜内形成凝露,水滴落在电路板、接线端子位置,带来绝缘降低、短路风险。前期方案对比,通风散热方案需要和外界交换空气,会引入危险气体,不符合防爆分区管控要求;防爆除湿器只能够除湿,无法降温,高温季节依旧存在过热问题。综合评估工况、安全要求,确定选用防爆机柜空调,采用密闭内循环方案,不与外界交换空气,同步实现控温,抑制凝露,整机防爆性能满足现场使用要求。
方案设计阶段,技术人员现场实测每台电柜外形尺寸、内部设备功耗、开闭所通风条件,核算热负荷,匹配对应规格防爆机柜空调。设备选用侧壁外挂安装形式,空调冷侧和电柜内腔连通,热风排到柜体外部,柜内空气独立循环。产品隔爆腔体独立设计,控制元器件、接触器、接线端子全部布置在隔爆腔内部,隔爆面加工精度达标,配备耐老化密封垫;电缆进出位置配置防爆密封格兰头,线缆压紧密封,阻止内部点火能量向外传导;外壳具备良好防尘防潮能力,适配开闭所潮湿多尘工况,制冷系统管路承压稳定,电气和制冷区域相互隔离,降低故障连锁风险。
项目施工严格按照国网开闭所停电作业规范执行,办理工作票,落实停电安全措施。设备进场验收核对防爆证书、出厂资料,检查壳体完好,隔爆面无磕碰损伤。柜体开孔位置提前规划,避开柜内母线、高压端子区域,开孔之后做好防腐防水处理,空调和柜体拼接位置加装密封胶条,缝隙打密封胶,防止潮气渗入。线路敷设分开动力线和信号线,线缆排布整齐,防爆腔体螺栓对角均匀紧固,保证隔爆面贴合紧密。接线完成开展绝缘测试、接地电阻测试,可靠接入开闭所接地网。调试阶段设置温控区间,分别测试高温制冷启停、故障报警功能,连续试运行,记录柜内温度变化,确认温控逻辑稳定,无异常报警,验收合格后移交运维班组。
设备投运之后,运维班组常态化开展巡检。夏季高温时段,柜内温度稳定控制在设备允许范围,保护装置、采集终端运行数据稳定,没有高温告警;潮湿雨季,柜内湿度可控,柜体内部没有凝露现象,端子、电路板锈蚀情况得到改善。密闭循环模式大幅减少粉尘进入柜体内部,降低积尘带来的绝缘隐患,减少停电清扫次数。空调自带故障自检,风机故障、传感器异常、压力异常都会触发报警,告警信号可以接入开闭所监控系统,运维人员远程获知异常,及时开展处置。
运维管理层面,将防爆机柜空调纳入开闭所防爆电气设备台账,建立设备档案,记录巡检、维保信息。日常巡检检查壳体、密封件、紧固件、散热翅片状态,定期清理外侧散热积灰,清理作业不打开防爆隔爆腔体;设备检修、配件更换由具备防爆维修资质人员实施,严禁改动隔爆结构,替换非防爆配件,维修完成之后复核隔爆密封性能。运维人员定期统计运行告警记录,分析设备工况,优化温控参数。
该项目解决了防爆区域开闭所电柜高温、凝露以及通风方案带来的安全隐患问题。很多开闭所空间狭小,通风条件差,防爆限制条件多,常规散热手段很难兼顾安全与温控需求。防爆机柜空调依靠柜内闭环循环,不用向外换气,规避危险介质进入柜内风险,同时兼顾降温控湿,适配全年不同季节工况。项目施工、验收、运维流程贴合国网开闭所标准化管理要求,方案成熟,可复制性强。
后续运维团队持续跟踪四季运行数据,持续评估设备运行状态。防爆机柜空调在国网防爆开闭所电柜的应用,有效保障配电保护、通讯采集设备稳定运行,降低设备故障概率,提升开闭所配电运行可靠性,为配电网节点安全运行保驾护航,也为同类防爆开闭所电柜环境改造提供参考案例。