閆育威，王粵術(shù)，張秀玲

（國網(wǎng)山西送變電工程有限公司，山西 太原 030006）

特高壓是目前世界上最先進的輸電技術(shù)，具有遠距離、大容量、低損耗、少占地的綜合優(yōu)勢，可以更安全、更高效、更環(huán)保地配置能源，是實現(xiàn)能源資源集約開發(fā)、促進清潔能源發(fā)展、有效解決霧霾問題的重要載體，更是轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式、保障能源安全、服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的必由之路。

大風沙寒露地區(qū)變電站、換流站戶外端子箱由于常年經(jīng)受風沙、日曬雨淋以及極寒天氣，尤其是對戶外端子箱的密封性和抗寒性要求高，為保證惡劣氣候地區(qū)戶外端子箱的運行安全、穩(wěn)定，通過設(shè)計一種通用的大風沙寒露地區(qū)變電站戶外專用端子箱，實現(xiàn)防水、防潮、防風沙、防凝露、通風、隔熱的功能。

1 技術(shù)原理

東北地區(qū)天氣常年風沙霜露，變電站、換流站戶外常規(guī)端子箱運行一段時間后，箱體內(nèi)部會進入大量沙塵，在沙塵天氣下巡檢和檢修，端子箱更容易帶入大量沙塵，沙塵附著在端子排和接線部位，容易造成回路接觸不可靠，影響設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。沙塵附著力強，不宜清除干凈，為了有效防止風沙和寒露對戶外端子箱內(nèi)部元器件的損害，設(shè)計戶外專用端子箱，防護等級可達IP55。該端子箱是基于以下3點進行設(shè)計制造的。

1.1 端子箱為雙層門結(jié)構(gòu)且具備保溫功能

考慮到東北地區(qū)變電站、換流站處于多風沙地區(qū)，且端子箱需要不定期在戶外惡劣環(huán)境下進行開柜門操作，所設(shè)計專用端子箱應為雙層門結(jié)構(gòu)且具備保溫功能的箱體，具備防風沙、保溫功能。

箱體的外層門采用不銹鋼材料制成封閉結(jié)構(gòu)，在外層門內(nèi)部設(shè)置內(nèi)保溫箱，框內(nèi)部采用隔熱棉材料填充，并且在門的四周鑲嵌橡膠密封條，保證外層的密閉性，防止風沙揚塵及霧氣露水進入箱體內(nèi)部，起到第一道防風沙、保溫作用。

箱體的內(nèi)層門同樣采用不銹鋼材料制成，內(nèi)門上開口處鑲嵌透明的觀察窗，便于在打開端子箱外門時不需再開內(nèi)門即可直接觀看箱體內(nèi)部元器件，避免頻繁或長時間開啟內(nèi)門，導致霧水凝露蚊蟲或者風沙揚塵等進入內(nèi)層箱體，影響電氣元件功能。

1.2 設(shè)計排氣孔，安裝風扇、顯示器、傳感器等

考慮到戶外箱體在寒露地區(qū)，由于溫差較大易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，損害端子箱內(nèi)部電氣元件，所以在端子箱外頂部的防雨罩兩側(cè)設(shè)計有排氣孔，同時在箱體內(nèi)的頂部安裝有與溫濕度自動控制器配合的風扇，箱體內(nèi)中部安裝有溫濕度自動控制器顯示器，箱體內(nèi)兩側(cè)安裝有溫濕度自動控制器傳感器，箱體內(nèi)下部安裝有與溫濕度自動控制器配合的加熱器。當溫濕度自動控制器按照程序設(shè)置完畢后，通過檢測內(nèi)層箱體的溫濕度，同時控制加熱器和風扇啟動或關(guān)閉，保證端子箱內(nèi)溫濕度在恒定范圍。箱體左右兩側(cè)開有通風口，使得冷空氣由下部通風口進入箱體內(nèi)，熱空氣從上部通風口排出。箱體外層的上部和下部對應開有通風排氣口，通風口上設(shè)置有過濾棉。

1.3 預留電源線出孔，安裝倒扣防護罩

綜合考慮戶外端子箱應具備電源外接口，為了保證防風沙功能，在箱體下部的左右兩側(cè)預留電源線出孔，同時在電源箱孔外安裝倒扣防護罩，這樣在不打開箱體門時即可外接電源。

另外，電源箱孔外安裝的倒扣防護罩可以有效防風沙，達到良好的防風沙效果。

2 關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點

該專用端子箱的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點為：①端子箱采用雙層門設(shè)計，內(nèi)門上開有透明的內(nèi)門觀察窗，無需開啟內(nèi)門即可觀察端子箱內(nèi)部情況，避免頻繁或長時間開啟內(nèi)門，導致霧水凝露、蚊蟲、風沙揚塵進入內(nèi)層箱體；②端子箱內(nèi)層上部設(shè)置有溫濕度傳感器，可以檢測內(nèi)層箱體內(nèi)的溫濕度，同時控制加熱器啟動或關(guān)閉；③在端子箱箱體左右兩側(cè)預留了電源線孔，可以有效克服在使用過程中無法關(guān)閉箱門的弊端，達到在使用過程中防風沙的效果。

3 與同類先進成果技術(shù)指標的比對情況

常規(guī)變電站戶外端子箱，見圖1：常規(guī)端子箱一般采用單層門設(shè)計，無針對性，在氣候惡劣地區(qū)，當端子箱使用和巡檢時，沙塵容易進入端子箱內(nèi)部，造成端子箱內(nèi)部電路短路、失地，影響保護的正確動作，進而影響電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。另外，在寒冬季節(jié)，當戶外端子箱密封不良時，端子箱內(nèi)部很容易結(jié)霜或結(jié)露，影響端子箱內(nèi)部的絕緣特性。

大風沙寒露地區(qū)變電站戶外端子箱，見圖2：該端子箱采用雙層門設(shè)計，內(nèi)門上開有透明的內(nèi)門觀察窗，無需開啟內(nèi)門即可觀察端子箱內(nèi)部情況，避免頻繁或長時間開啟內(nèi)門，導致霧水凝露、蚊蟲、風沙揚塵進入內(nèi)層箱體；在端子箱箱體左右兩側(cè)預留有電源線孔，可以有效克服在使用過程中無法關(guān)閉箱門的弊端，達到在使用過程中防風沙的效果；端子箱內(nèi)層上部設(shè)置有溫濕度傳感器，可以檢測內(nèi)層箱體內(nèi)的溫濕度，同時控制加熱器啟動或關(guān)閉。

大風沙地區(qū)變電站戶外端子箱與現(xiàn)有的端子箱相比，具有防水、防潮、防風沙、防凝露、通風、隔熱效果好等優(yōu)點，適用于多種氣候條件下的戶外使用，防護等級可達IP55.

圖1 常規(guī)變電站戶外端子箱圖

圖2 大風沙寒露地區(qū)變電站戶外端子箱

4 推廣應用情況及前景

隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，特高壓建設(shè)發(fā)展迅速，換流站工程是特高壓建設(shè)領(lǐng)域的重要組成部分，扎魯特±800 kV換流站工程主要是為了實現(xiàn)風電等清潔能源資源在更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置，對于促進東北地區(qū)風電消納，降低受端地區(qū)煤炭消費比例，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義，其施工工藝、質(zhì)量要求高。

《大風沙寒露地區(qū)變電站戶外端子箱的研制與應用》，是設(shè)計研制一種具有防水、防潮、防風沙、防凝露、通風、隔熱效果好的變電站端子箱，能夠有效解決在變電站巡視檢修時或是端子箱大門密封不嚴時，沙塵容易進入端子箱內(nèi)部，致使內(nèi)部電路短路、失地，影響保護的正確動作的問題，進一步提升電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，特高壓變電站建設(shè)得越來越多，該技術(shù)方案具有很好的推廣前景與價值，目前本單位已將安裝制作流程編入了作業(yè)指導書，并納入公司相關(guān)規(guī)程規(guī)范，同時成功申請了國家實用新型專利。

5 節(jié)能減排及經(jīng)濟效益

5.1 經(jīng)濟效益

大風沙寒露地區(qū)變電站戶外端子箱，在扎魯特±800 kV換流站工程中得到了充分的應用，通過優(yōu)化設(shè)計戶外端子箱箱體外形，有效降低了大風沙地區(qū)變電站氣候變化對戶外端子箱的損傷，同時有效解決了現(xiàn)有變電站端子箱密封不嚴、抗寒不良、容易結(jié)霜結(jié)露、導致電路短路/失地的問題，確保了工程運行安全質(zhì)量。以扎魯特±800 kV換流站工程為例（本工程共安裝65個戶外端子箱），該端子箱的應用有效減少了檢修次數(shù)，為后續(xù)工程順利竣工提供了保障，節(jié)約了人工、機械、冬季措施費等費用，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益72萬。

5.2 社會環(huán)保效益

大風沙寒露地區(qū)變電站戶外端子箱的研制與應用，從組織、規(guī)劃、實施、評價和人員安全與健康各個方面，最大限度地節(jié)約了資源，減少了對環(huán)境有負面影響的施工活動，并且滿足特高壓變電站電力安全、可靠輸送的要求，同時促進清潔能源發(fā)展、有效解決霧霾問題，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。