新型机构箱渗水报警系统研究

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査的方法。加热器温度一般设定在30〜50°C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。月度开箱检査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°C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100m以内，所以采用机构箱内的110V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RS485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。