新型机构箱渗水报警系统研究

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摘 要：为了解决变电站电气设备维护中机构箱常因渗水发生故障以及机构箱数量多、开箱难、密封程度无法检测、故障隐蔽等因素所造成的管理维护困难，给出了一种通过机构箱渗水报警装置来实现渗水实时检测的实现方法，该方法可避免机构箱故障长期隐藏而影响倒闸操作或事故处理，同时可大大减轻运行人员的工作量。

关键词：变电站维护； 机构箱渗水报警； 感水触头； 信号传输网络

中图分类号：TM564 文献标识码：A

文章编号：2095-1302(2011)10-0074-02

Research on Water Seepage Alarm System of New Mechanism Case

ZHANG Xiao-guang

(Jiangmen Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corporation, Jiangmen 529000, China)

Abstract： In order to solve the water seepage, large quantity, hidden faults and undetectable sealing of mechanism case in substation maintenance, a method of using water seepage alarm system of mechanism case is realized for detecting water seepage real-timely. The method can avoid the transfer switching operation or incident handling phenomenon affected by hidden faults, and greatly reduce the workload of operating personnel.

Keywords： substation maintenance; water seepage alarm of mechanism case; sense of water contact; signal transmission network

0 引 言

在变电站设备管理维护过程中，机构箱以其数量多、开箱难、密封程度无法检测、故障隐蔽等特点而成为设备维护中的难点。由于因制造缺陷、安装缺陷及维护中关闭不到位等因素存在一定的几率性，而且箱体密闭性难以检测，所以，机构箱渗水故障不可避免地时有发生。一旦机构箱渗水导致内部端子排短路，由于以前并无信号报警，往往形成故障的隐藏，进而造成倒闸操作或事故处理时延误操作时机。

目前，变电设备机构箱防潮防渗普遍采用加热器辅以月度开箱检查的方法。加热器温度一般设定在30~50 ℃之间，可解决了潮湿空气对端子排的侵蚀问题，但对渗水造成端子排短路无太大作用。月度开箱检查保证不了设备随时可用的需要，并且数百次开箱关箱作业也大大增加了运行人员的工作量。本文提出了一种新型的机构箱渗水报警装置，可实现渗水故障的实时检测与报警，有助于解决机构箱维护难题。

1 系统运行环境

机构箱的内部结构通常具有3个特点：第一，机构箱底面为小角度斜面，一旦发生渗水会在箱口汇聚。利用积水的这一走势特点，可在箱底近开口处合理设置感水触头；第二，机构箱外壳为金属材质，感水触头与箱底外壳之间要设置绝缘层以防止触头接通；第三，受户外环境温度和自身加热器的影响，机构箱内温度在20~60 ℃之间变化，所以要求选用的电子器件必须能在这一温度范围内稳定工作。

变电站设备机构箱分布区域以间隔为单元，呈多点分散分布状态，且与控制中心只存在单向上传数据联系，因此，报警信号传输网络宜采用树状“点对多”式通信结构。由于机构箱与转发装置之间的距离平均在100 m以内，所以采用机构箱内的110 V直流电压能够满足报警信号的传输衰减，保证信号的可靠传输。变电站主控制室是变电站运行维护的传统核心，本系统的控制中心也宜设置在主控制室，以提高人机交互的效率和便捷性。

2 感水触头及报警器设计

感水触头采用多道平行金属线结构，放置在涂有绝缘漆涂层的箱底。可端子排引出线缆作为能源供应，并采用蜂鸣器作为现场报警器，继电器作为遥信信号触发器。一旦平行金属线之间遇水导通，蜂鸣器即通电报警，同时启动自保持回路，并且触发继电器向控制中心发生报警信号。图1所示是机构箱内部结构及渗水故障图。

感水触头的并列结构可使任两道金属导线之间积水导通，电流就会由正极经继电器线圈和限流电阻流到蜂鸣器正极，再通过触头之间建立的导电通道，经保险丝流到负极，使蜂鸣器受电发出现场警报音。继电器线圈通电后，闭合常开接点1就会向控制中心传送报警信号，同时闭合常开结点2，启动自保持回路，隔离已导通的感水触头阵列，避免长时间通电发热。继电器延时断开结点经过设定延时时限后，将断开整个电路，此结点需经运行人员处理机构箱渗水故障后人工复位，从而达到报警控制的目的。感水触头及报警器电路图如图2所示。

3 信号传输网络设计

根据变电站设备机构箱的分区分布，本系统采用“间隔-区域-控制中心”三级网络结构，来实现报警信号的远距离传送和故障装置的定位。

间隔层与区域层的物理连接选用ZR-KWP/22控制电缆，区域层与控制中心之间选用RS 485总线。

间隔层采用8位编码器将间隔内机构箱(约22~24个)统一编码作为地址识别码。地址识别码以串行数据格式向区域层转发控制器传输，区域层转发控制器将对地址识别码进行校验和封装，然后向控制中心转发。控制中心接收到区域层地址码后，将进行校验和解封，分析出区域码和原始地址识别码，以确定故障机构箱的位置。

控制中心网络程序采用模块化结构，由接收函数、校验函数、解析函数、显示函数等模块组成，实现人机交互功能。各模块之间的工作流程如图3所示。

4 结 论

变电站无人值守管理模式正在被供电企业大力推广，无人值守必定要以完善的变电站远程监控系统为基础。本文设计的新型机构箱渗水报警系统，弥补了目前变电站综合自动化系统的一个监控盲点，进一步完善了变电站远程监控体系。本系统经变电站实际使用证明：其结构合理、性能稳定，可为变电站机构箱管理提供一种便利高效的方法，大大节省了运行维修人员的体力和精力，提高了变电站管理维护的效果，对变电站综合自动化管理具有良好的辅助作用。

参 考 文 献

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作者简介：

张晓光 男，1983年出生，硕士研究生。从事变电站综合自动化方面的研究。