变电站户外端子箱加热器防护罩的研制

引言

变电站户外端子箱、汇控柜等箱体为了防止潮气凝露等造成受潮、短路等危害,均需要安装驱潮装置。驱潮装置一般有抽湿型和加热型两种,加热型驱潮装置的加热器普遍没有防护措施,直接安装在箱体底部或者侧板,容易造成人员烫伤或二次接线的烧伤。本文分析了这些事件发生的原因,提出研制一款加热器防护罩,应用于户外端子箱、汇控柜,既能满足加热器的热传递需求,又能保证加热器加热运行时不造成人员和设备损伤。

1现状分析

为防止潮气凝露等对变电站汇控柜、端子箱等箱体造成危害,箱体内均需要安装驱潮装置,驱潮装置一般有抽湿型和加热型两种,而加热型驱潮装置的加热器普遍没有防护措施,直接安装在箱体底部或者侧板。某些500kV变电站户外汇控柜柜体较大,采用的是智能温湿度控制加热型驱潮装置,含有两块较大型的加热器。由于加热器的体积较大,安装在柜门两侧,而且没有有效的防护措施,容易导致工作人员在汇控柜工作时不慎碰触运行中的加热器而烫伤,或者出现二次线触碰加热器而烧伤等情况。无防护罩的变电站户外端子箱加热器如图1所示,加热板直接裸露在空气中。

图1  无防护罩的变电站户外端子箱加热器

2技术原理

我们都知道,热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。(1)热辐射,物体之间利用放射和吸收彼此的红外线,不需要任何物质即可达成温度平衡:(2)热传导,物体之间直接接触,热能直接以原子振动,由高温处传递到低温处:(3)热对流,物体之间以流体为介质,利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性,传递热能。在实际的热传递过程中,这三种方式往往不是单独进行的。

变电站汇控柜、端子箱等箱体的加热器对其箱体内环境的热传导也同时存在上述三种形式。我们希望利用加热器的作用对汇控柜、端子箱等箱体内的温湿度进行调节,主要利用热辐射和热对流的作用实现,而应避免物体之间直接接触的热传导方式。

对加热器的安装方式及位置进行分析,寻找既不妨碍加热器对柜体内环境的热传递,又能有效防止工作人员及其他物件碰触到加热器的措施,从而研制一种加热器防护罩,其技术原理如下:

(1)防护罩为金属(不锈钢)材质,能有效抗氧化、抗老化,而且应有密集的透气孔给加热器进行热传递(热辐射和热对流):

(2)防护罩安装过程中无需额外对柜体进行改造,利用加热器原有的安装孔进行加装:

(3)防护罩不与加热器直接接触,采用隔热材料对两者进行隔离,避免热量通过金属间的接触进行热传导。

3预期效果

对变电站汇控柜、端子箱等箱体内的加热器加装防护罩,预期达到以下效果:

(1)作业过程中可有效减少人员与设备损伤的情况发生。

(2)有效防护人员与元器件碰触加热器,而且设计有密集的透气孔给加热器进行热量传递。

(3)关键点在于防护罩无需对柜体进行改造即可安装,且有可靠的隔热措施。

4防护罩的研制

(1)在施工负责人的指导下做好工作准备和预防措施:

(2)根据设计图纸对不锈钢板进行切割冲压(注意:加工时应防止人身伤害,并做好防护措施):

(3)对冲压后的不锈钢板钻网孔,防护罩初步成型:

(4)把防护罩安装在汇控柜加热器处,并进行调试:

(5)对调试过程中发现的不足之处进行改进:

(6)对防护罩喷涂热辐射涂料:

(7)加热器防护罩的安装。

变电站汇控柜、端子箱等箱体内的加热器加装防护罩效果图如图2和图3所示,其中图2为加热器防护罩正视图,图3为加热器防护罩俯视图。

5结语

本文针对变电站户外端子箱、汇控柜等箱体内的加热器加热工作时对人员及设备造成损伤的事件现状,从技术原理上进行分析,提出了研制加热器防护罩的预期效果及步骤,阐述了加热器防护罩研制的必要性和可行性,介绍了其防止人员和设备损伤的效果。