高壓配電室防潮除濕方法及治理措施

溫洪曾

（廣東電網(wǎng)公司珠海香洲供電局，廣東 珠海 519070）

1 壓開關(guān)柜絕緣性能下降的原因分析

1.1 高壓開關(guān)柜絕緣性能下降的過程

臭氧、弱酸性腐蝕氣體以及結(jié)晶水對絕緣材料的長時間侵蝕是導(dǎo)致高壓開關(guān)柜中電氣設(shè)備絕緣性能下降的主要原因。當水汽進入到高壓開關(guān)柜中，就會被開關(guān)柜中的強電磁場，特別是被電纜以及銅排連接處的尖端放電過程電解為氫離子和氧離子，其中氧離子一旦與空氣中的氧氣分子結(jié)合，就生成了臭氧，臭氧的不穩(wěn)定性極易對環(huán)氧樹脂等絕緣材料的分子結(jié)構(gòu)造成破壞。此外，水汽還會在絕緣材料的表面凝結(jié)成結(jié)晶水，造成絕緣材料表面的絕緣能力大幅降低，如果有空氣中的粉塵溶解在結(jié)晶水中，還會在絕緣材料的表面點燃小電弧，進一步對絕緣材料的表面絕緣造成破壞，長期以往就會徹底破壞絕緣材料的絕緣性能，并最終導(dǎo)致高壓開關(guān)柜中的電氣設(shè)備發(fā)生相間或?qū)Φ囟搪肥鹿省Ｒ虼?，必須盡可能地減少水汽進入到高壓開關(guān)柜中，避免開關(guān)柜的絕緣性能遭受破壞。高壓開關(guān)柜絕緣性能下降過程的示意圖見圖1所示。

1.2 高壓開關(guān)柜絕緣性能下降的原因

對于電氣設(shè)備的絕緣性能，最大的兩個影響因素就是濕度和溫度。試驗證明，電氣設(shè)備長時間暴露在大氣中，最容易造成設(shè)備絕緣劣化的就是濕、熱環(huán)境。一般對于電氣設(shè)備而言，保持30%～60%的相對濕度最為適宜，一旦超過了60%，就將會對電氣設(shè)備造成不利影響。在濕度過大的環(huán)境中，高壓開關(guān)柜內(nèi)部極易出現(xiàn)凝露甚至淌水，將嚴重破壞開關(guān)柜的絕緣性能，并進而引發(fā)觸電、電弧、設(shè)備起火甚至爆炸等嚴重事故。當溫度低于“露點”時，就會發(fā)生凝露，開關(guān)柜的凝露見圖2所示。高壓開關(guān)柜所處環(huán)境的溫度有較大波動以及一些吸濕性塵埃都會引起水汽冷凝。特別是在電力負荷的不斷變化的條件下，高壓開關(guān)柜內(nèi)部將會有較大幅度的溫差變化，如果開關(guān)柜所處環(huán)境的相對濕度過大，就很容易在開關(guān)柜內(nèi)部的電氣設(shè)備表面形成水膜，而金屬在水膜作用下的腐蝕速度將會大大加快。此外，配電房、電纜溝等外部環(huán)境同樣會對高壓開關(guān)柜的正常運行造成很大影響。例如，電纜溝封蓋不嚴出現(xiàn)了長期積水，就會產(chǎn)生大量濕氣，一旦濕氣進入了配電房，就將大大增加配電房的相對濕度，進而影響到高壓開關(guān)柜的正常運行。

2 高壓配電室防潮除濕及治理

2.1 加裝開關(guān)柜加熱器

圖1 高壓開關(guān)設(shè)備絕緣性能劣化過程示意圖

圖2 高壓開關(guān)柜中凝露現(xiàn)象嚴重

圖3 電纜溝設(shè)計封堵示意圖

高壓開關(guān)柜防潮除濕一個非常有效的手段就是在開關(guān)柜中裝設(shè)加熱器。要想防止高壓開關(guān)柜中產(chǎn)生凝露，就要使開關(guān)柜內(nèi)部的溫度始終高于開關(guān)柜外部的環(huán)境溫度，并盡可能地降低開關(guān)柜內(nèi)部的相對濕度，這樣可以有效地防止凝露產(chǎn)生。以某一高壓開關(guān)柜防凝露控制系統(tǒng)為例，為了保證開關(guān)柜內(nèi)部的溫度始終比開關(guān)柜外部溫度高，同時還要兼顧到省電和節(jié)能，該系統(tǒng)采用多個溫度傳感器對開關(guān)柜外壁溫度、開關(guān)柜內(nèi)壁溫度以及開關(guān)柜內(nèi)部各設(shè)備隔間的溫度分別進行測量，并通過智能化控制芯片來對加熱器的投退進行控制，以調(diào)節(jié)開關(guān)柜內(nèi)部溫度始終比開關(guān)柜外部溫度要至少高2～3℃，從而消除開關(guān)柜內(nèi)部產(chǎn)生凝露的條件，達到防止凝露的目的。當開關(guān)柜內(nèi)外的溫差大于2～3℃時，加熱器就停止工作，溫差小于2～3℃就啟動加熱器。同時，為了進一步加強開關(guān)柜防潮和防凝露的可靠性，還在開關(guān)柜內(nèi)部安裝了線性測量的相對濕度傳感器，實現(xiàn)了在系統(tǒng)測量環(huán)境溫度與溫差的同時，還可對開關(guān)柜內(nèi)部的相對濕度進行測量，一旦相對濕度超過預(yù)先設(shè)定的值，就啟動加熱器，進一步提高防潮和防凝露能力。該控制系統(tǒng)的創(chuàng)新在于將傳統(tǒng)被動式的防凝露方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃滥斗绞?，可以控制加熱器在開關(guān)柜工作環(huán)境溫度超限，凝露即將要產(chǎn)生時工作，不僅有效增加了防潮和防凝露的可靠性，還大大節(jié)約了電能，達到了節(jié)能環(huán)保的目的。此外，該控制系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行自動調(diào)節(jié)和控制，不需要人為調(diào)整，能夠保證高壓開關(guān)柜在無人值守的情況下安全可靠的運行。

表1 除濕機選用參考

2.2 在配電房中加裝防潮除濕設(shè)備

配電房中常用的防潮除濕設(shè)備一般有空調(diào)和工業(yè)除濕機兩種。其中空調(diào)既能制冷又能制熱，有一些帶獨立除濕功能的空調(diào)同樣可以進行除濕，其工作原理是當室內(nèi)空氣流過室內(nèi)蒸發(fā)器時，在蒸發(fā)器的冷卻降溫作用下，空氣溫度會降至露點溫度以下，使得空氣中的水汽凝結(jié)成結(jié)晶水析出，從而達到了除濕的目的；工業(yè)除濕機則由壓縮機、熱交換器、風(fēng)扇、盛水器以及控制器構(gòu)成，其工作原理是室內(nèi)空氣由風(fēng)扇吸入并經(jīng)空氣過濾網(wǎng)過濾后，在冷卻的蒸發(fā)器上進行降溫除濕，將空氣中的水汽凝結(jié)為結(jié)晶水析出，從而降低空氣的相對濕度。由于水的冷凝過程要帶走一部分熱量，會導(dǎo)致空氣的溫度隨之降低，為了使空氣的溫度及濕度恢復(fù)到比較適宜的狀態(tài)，工業(yè)除濕機還會對經(jīng)過冷凝器的空氣進行加熱，從而提高空氣溫度，大大提升除濕機的除濕效果。

①空調(diào)與工業(yè)除濕機的區(qū)別在于：空調(diào)會除去室內(nèi)空氣中的顯熱，并盡可能地避免濕熱的流失；而工業(yè)除濕機則會除去室內(nèi)空氣中的濕熱，同時還會提高空氣中的顯熱，能夠為配電房提供一個更為有利的干燥環(huán)境。實際運行資料表明，空調(diào)所帶的除濕功能，其除濕量僅為工業(yè)除濕機的30%左右。雖然空調(diào)除濕會使整個配電房的溫度和濕度降低，但同時也可能導(dǎo)致在不能出現(xiàn)凝露的部位產(chǎn)生凝露。而工業(yè)除濕機則不會降低配電房的室內(nèi)溫度，只會在除濕機內(nèi)部將空氣中的水汽冷凝為結(jié)晶水。此外，空調(diào)的除濕量小，除濕過程耗時長，還會吹出冷風(fēng)，進一步導(dǎo)致室內(nèi)溫度降低，不僅耗電量大，還會使壓縮機受損，從而縮短空調(diào)的使用壽命，所以完全用空調(diào)來代替工業(yè)除濕機是不適宜的。與此同時，有研究表明在相同條件下，溫度越高則吸附能力越低，從這點來說空調(diào)對室內(nèi)空氣的降溫作用有利于除濕機的除濕效果。在配電房中基本都會安裝空調(diào)設(shè)備，因此在實際運行中可以利用空調(diào)來降低除濕機入口處的空氣溫度，從而大大提高除濕機的除濕效果。實際運行經(jīng)驗表明，利用空調(diào)預(yù)冷將會明顯改善除濕機的工作性能。

②一般是根據(jù)配電房的大小來對除濕機進行選擇，其選用參考見表1。

③在注意對配電房中空調(diào)和除濕機設(shè)備的保養(yǎng)與維護，要做到至少2周清洗空氣濾網(wǎng)1次。如果設(shè)備長時間不運行，則要把集水箱中的水全部倒掉，并清除空氣過濾網(wǎng)上的灰塵。

④可以將空調(diào)與除濕機配合起來使用，能夠有效地降低配電房空氣中水汽的絕對值。此外，對于一個密閉的空間而言，在空氣中總的含水量不變的條件下，空間的溫度升高，則相對濕度就會降低。所以可以利用開關(guān)柜中的加熱器，進一步提升開關(guān)柜內(nèi)部的溫度，從而有效降低開關(guān)柜內(nèi)部的相對濕度。通過對配電房的大環(huán)境以及開關(guān)柜內(nèi)部小環(huán)境的綜合改善，將會取得十分理想的高壓開關(guān)柜除潮防濕效果。

2.3 將新建配電房的地面基礎(chǔ)抬（墊）高

對于新建配電房，要將其地面基礎(chǔ)抬（墊）高約0.4m以上，這將有效改善地下水所形成的潮氣對配電房的地面以及電纜溝造成的影響，對于保證配電房中高壓開關(guān)柜處于干燥的運行環(huán)境極為有利。此外，將配電房基礎(chǔ)抬高0.4m后，配電房的地面和電纜溝將比較干燥，空氣濕度的降低也會減少臭氧的產(chǎn)生。

2.4 對電纜溝進行有效封堵

要在配電房墻體內(nèi)外對電纜溝進行有效封堵，杜絕電纜溝由于封閉不嚴出現(xiàn)嚴重的長期積水情況，這能直接減少配電房以及高壓開關(guān)柜內(nèi)部的相對空氣濕度，進而減少包括臭氧在內(nèi)的各種腐蝕性氣體的產(chǎn)生。對于配電房的電纜溝，建議按照圖3所示在設(shè)計時將外部電纜溝設(shè)計低于配電房內(nèi)部的電纜溝，這樣可以有效地防止電纜溝中出現(xiàn)長期積水情況。

2.5 配電房內(nèi)部的電纜溝蓋板不要密封

可以說電纜溝在整個配電房中是最陰暗潮濕，同時也是臭氧等腐蝕性氣體最容易和濃度最高的地方。因此，需要在高壓開關(guān)柜兩側(cè)或背后通道位置留出電纜溝通氣孔，這樣可以使電纜溝中產(chǎn)生的有害氣體有排放的途徑，有效降低其濃度。而排放到配電房中的有害氣體能夠經(jīng)由配電房以及外部的自然通風(fēng)條件向外排放。經(jīng)過上述自然循環(huán)過程，可以很好地處理電纜溝中產(chǎn)生的有害氣體，從而避免高壓開關(guān)柜中的電氣設(shè)備受到損害。

2.6 配電房墻體四周留有足夠的維護通道

在配電房中要沿四周墻體留出足夠的維護通道，一般約1.5m。這樣既有利于運行維護人員對高壓開關(guān)柜進行巡檢，還有利于墻體在太陽光和自然風(fēng)的作用下將墻體外表面所凝結(jié)的結(jié)晶水向外自然揮發(fā)，同時利用墻體的吸附作用不斷地將配電房內(nèi)部的水汽向外部排放，從而很好地降低了配電房內(nèi)部的空氣濕度，相反則會造成配電房墻體常年陰冷潮濕。

結(jié)語

為高壓開關(guān)柜提供一個清潔而干燥的良好運行環(huán)境是保證開關(guān)柜中電氣設(shè)備長期安全、穩(wěn)定、可靠運行的基本保障條件，同時也是確保電力系統(tǒng)長期安全運行的重要環(huán)節(jié)。因此，要采取多種手段來做好高壓開關(guān)柜的防潮除濕工作，如加裝加熱器、在配電房中安裝空調(diào)和除濕機等。此外，還要嚴把配電房的驗收關(guān)，保證配電房在投運前必須符合各項設(shè)計標準，滿足高壓開關(guān)柜各項運行要求的需要。同時在實際運行過程中還要加強對高壓開關(guān)柜運行環(huán)境的維護，以保證高壓開關(guān)柜的安全穩(wěn)定運行。

[1]孫亞芬.高壓電路設(shè)備防凝露控制的研究[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2009（04）:100-102.

[2]孫偉，胡小紅，董繼明.10kV開閉所的全方位防潮[J].浙江電力，2012（03）:25-27.

[3]黃強，陳貴亮，張維靜，等.變電站高壓開關(guān)柜室防潮除濕方法及治理措施[J].安徽電力，2012（03）:37-39.

[4]劉曙光，孫興麗.成套開關(guān)設(shè)備防凝露用溫度傳感器的設(shè)計[J].控制工程，2009（07）:176-177.

[5]陳瑤，陳廉曹，束劍文，等.淺談開關(guān)設(shè)備的防凝露措施[J].福建建設(shè)科技，2013（02）:91.

[6]羅林開，周楊.10kV電纜分支箱防凝露治理措施[J].電工技術(shù)，2012（06）:58.