改造高压断路器加热系统，以免到冬季时设备中的压缩空气水分结冰

作者针对330kV断路器机构箱在冬季气温较低时，出现压缩空气中的水份结冰，堵塞空气管道、压力继电器或逆止阀，造成开关打压频繁或打压不停止现象，采取有效措施对断路器加热系统进行改造，杜绝了压缩空气水分结冰现象的发生。

本文插图
LW13-330型断路器加热系统简介
LW13-330罐式SF6断路器是西安高压开关厂生产的一种三级分装式、罐式双断口结构开关，配置CQ-1型空气操动机构，采用弹簧储能合闸，压缩空气（额定压力为1.5MPa）分闸，可进行单极操作或由电气连接实现三极联动。
断路器机构箱采用2.0mm铁板制作，尺寸约70*60*240cm ，我站设备除后期扩建的3台开关外，其余8台开关机构箱的内壁均未粘贴保温层，其外壁直接与大气接触，面积约7.08平方米；断路器机构箱内标配加热器为250W厢式加热器一台， 100W条形加热板一块，安装在机构箱中部前后。如图1所示。
存在问题
由于长时间运行， 100W条形加热板极易损坏， 330kV天水变330kV断路器机构箱内的100W条形加热板全部故障，且由于安装位置所限，开关在运行状态时无法更换；在2010年冬季，由于330kV断路器频繁故障，对断路器加热器进了一次全面更换，目前B相机构箱内配备有500W厢式加热器一台或250W厢式加热器两台（如图1所示），部分断路器还安装有100W加热板。

本文插图
图1 断路器机构箱内部
空压机安装于断路器B相机构箱中，虽然已安装了油水分离器，但压缩空气中的水份还是存在。冬季气温较低时，压缩空气中的水分结冰，可能堵塞较细的空气管道、压力继电器或逆止阀，造成开关打压频繁或打压不停止。在2009、2010年冬季，我站多台330kV断路器因空压机构故障造成断路器非停，严重威胁电网的安全稳定运行。因此，对330kV断路器加热系统进行改造，杜绝上述现象的发生刻不容缓。
我站人员对330kV断路器严格按照规定投入加热和定期排污，每个机构箱内加热功率均在500-750W之间，相对机构箱空间功率足够，但是在冬季环境温度较低时还是出现压缩空气水分结冰现象，为此我站人员选定A、B、C、D四点（如图1）对机构箱内的温度进行跟踪测试。
结果表明，在环境温度为8℃-11℃时， A、B、C、D四点的温度在12.5—25.9℃之间，箱内温差高达13.4摄氏度，温度最低的A处12.5摄氏度与环境温度10.7℃仅相差1.8℃ 。因此，冬季气温较低时，箱内最低温度将会低于0℃ 。
解决办法
导致330kV断路器压缩空气中水份结冰的因素主要是箱内空气不流动，造成机构箱内温度分布极不均匀。虽然有足够的加热装置，但是断路器机构箱密封、箱内空气不流动，箱体内温度分布很容易不均匀。于是经过研究想出以下措施改善断路器机构箱箱内温度分布。
1）加装自带风扇的加热器
采用自带风扇的加热器，可以使机构箱内的空气流动。风扇热功率150W ，采用交流220V供电，经试验， 48小时耐久测试外壳轻微发热，风扇功率较小，风力较弱，距离50cm处基本无风感；近距离处温度偏高，距离30cm处温度在70℃以上，发热元件温度高，长期工作有安全隐患；且单价较高。
2）在机构箱内加装风扇
在机构箱内适当部位安装风扇，强迫箱内空气流动。采用交流220V供电、滚珠轴承、扇叶直径12cm的35W工业级风扇，经试验， 48小时耐久测试无明显发热。风力强劲，距离100cm处有明显风感，工业级风扇，满足长期使用要求，且安装方便，价格低廉。
经过比较两种方案优劣性，我们采取在机构箱内加装风扇对加热系统进行改造。