環(huán)網(wǎng)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與研究

曾娟 魏敏

環(huán)網(wǎng)柜溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)與研究

曾娟 魏敏

（國網(wǎng)馬鞍山供電公司）

在配電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)供電中，環(huán)網(wǎng)柜是主要設(shè)備之一，其具有高可靠性、高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢，供電質(zhì)量的好壞也直接受到環(huán)網(wǎng)柜運行質(zhì)量的影響。而由于在配電網(wǎng)的建設(shè)工程中，越來越多的應(yīng)用到環(huán)網(wǎng)柜，其也顯現(xiàn)出更為突出的問題，其中導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜受損的主要問題就是凝露現(xiàn)象。本文對凝露現(xiàn)象發(fā)生的原因進(jìn)行簡要分析，針對此問題提出有效的改善措施，旨在相關(guān)人員參考。

高濕度；凝露現(xiàn)象；戶外環(huán)網(wǎng)柜

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市配電建設(shè)也得到了相應(yīng)的發(fā)展，由于環(huán)網(wǎng)柜具有眾多優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、回路采用全絕緣的密封結(jié)構(gòu)方式，因此被廣泛應(yīng)用于城市配電網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中，其的缺點也被顯現(xiàn)出來。經(jīng)研究表明，許多溫?zé)岬貐^(qū)的環(huán)網(wǎng)柜都普遍存在凝露現(xiàn)象，引起二次回路短路、操作機構(gòu)銹蝕、降低絕緣程度等問題的發(fā)生，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常、平穩(wěn)運行。本文主要分析環(huán)網(wǎng)柜凝露現(xiàn)象發(fā)生的原因，并提出相應(yīng)的解決方案。

1 發(fā)生凝露現(xiàn)象對環(huán)網(wǎng)柜造成的主要影響

1.1 二次回路短路

一旦環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生凝露現(xiàn)象，極易導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生異常，如二次回路短路，進(jìn)而可能會出現(xiàn)誤動（誤合及誤分）[1]。經(jīng)過對環(huán)網(wǎng)柜的日常維護(hù)工作，可以發(fā)現(xiàn)由于新設(shè)備和新線路不具有較長的運行時間，尚未發(fā)生二次回路短路現(xiàn)象，相比之下一些較早投運的環(huán)網(wǎng)柜可能會發(fā)生二次回路短路現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)誤動作。

1.2 銹蝕操作機構(gòu)

環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生凝露現(xiàn)象之后，會嚴(yán)重腐蝕、銹蝕設(shè)備本體，銹蝕并導(dǎo)致接地線爛斷，操作機構(gòu)也極易出現(xiàn)生銹拒動的現(xiàn)象，使環(huán)網(wǎng)柜的使用壽命大大降低。

1.3 設(shè)備絕緣強度降低

環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生凝露現(xiàn)象之后，在重力的影響之下，凝結(jié)的水珠就會低落，若其整合化滴落在正在運行的電纜頭上，會導(dǎo)致電纜的導(dǎo)電性增加，造成放電，若此時維修人員未注意到該問題，可能會使電纜頭出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況下會導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜爆炸。

圖1 柜體內(nèi)發(fā)生的凝露現(xiàn)象

2 環(huán)網(wǎng)柜凝露現(xiàn)象發(fā)生的原因

空氣主要可以分為三個部分，即水汽、塵埃和干空氣。根據(jù)相關(guān)研究表明，一旦溫度升高，也將提高空氣中的水汽含有質(zhì)量，增大空氣的飽和濕度?？諝庵酗柡蜐穸群徒^對濕度的比值就是相對濕度，若濕度不變，一旦降低空氣的溫度，水汽產(chǎn)生的壓力達(dá)到一定的飽和壓力之后，水汽就會處于飽和狀態(tài)，再次降低溫度，水汽就會產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，也可呈現(xiàn)凝露現(xiàn)象[2]。由此可見，凝露現(xiàn)象產(chǎn)生的決定性因素就是空氣中的濕度和溫度。

2.1 電纜井積水

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，戶外環(huán)網(wǎng)柜在安裝的過程中，電纜井的埋入深度必須在1.3m以上。然而建設(shè)電纜溝道也會受到該地實際環(huán)境的限制，甚至可能在實際施工的過程中，發(fā)生雨水灌入或是污水灌入的情況，電纜井內(nèi)極易進(jìn)入積水，進(jìn)而形成水蒸氣，在環(huán)網(wǎng)柜的箱體內(nèi)就會具有較多的水汽，最終導(dǎo)致凝露現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 環(huán)網(wǎng)柜未及時安裝底板

很多施工人員在實際安裝環(huán)網(wǎng)柜的過程中極易忽視安裝底板的工作，無法有效隔離溝道和環(huán)網(wǎng)柜體，就會導(dǎo)致柜內(nèi)進(jìn)入較多的水蒸氣，在特定的溫度之下就會造成凝露現(xiàn)象的發(fā)生。

圖2 未安裝底板的環(huán)網(wǎng)柜

2.3 環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)外溫差大

在雨季，由于環(huán)網(wǎng)柜底部的電纜進(jìn)內(nèi)和電纜溝道內(nèi)有一定的積水，以水蒸氣的形式進(jìn)入到環(huán)網(wǎng)柜箱體內(nèi)，造成其具有較大的濕度。當(dāng)處于溫度較低的季節(jié)，由于環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部溫度較高，柜內(nèi)外具有較大的溫差，進(jìn)而造成凝露現(xiàn)象的發(fā)生。此外，由于環(huán)網(wǎng)柜分布廣泛且具有結(jié)構(gòu)緊湊的特點，柜體內(nèi)的溫度在一般情況下都無法達(dá)到相關(guān)的加熱要求，而且在設(shè)計環(huán)網(wǎng)柜的過程中并沒有預(yù)留通風(fēng)窗或者是通風(fēng)孔，導(dǎo)致環(huán)網(wǎng)柜不具有較好的通風(fēng)狀況，在溫差大的情況下就會造成凝露現(xiàn)象的發(fā)生[3]。

3 解決凝露問題的措施

通過上述分析，為使環(huán)網(wǎng)柜的凝聚問題得到有效解決，必須加強處理空氣濕度問題，在實際的工作中，為減少凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生，必須使?jié)穸鹊玫接行Ы档停虼思夹g(shù)人員需要對環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)構(gòu)造及其箱體結(jié)構(gòu)給予高度關(guān)注。

3.1 隔離電纜溝道及環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)

使電纜主溝與環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)相互隔離，為防止電纜溝道內(nèi)存在的積水以各種形式進(jìn)入環(huán)網(wǎng)柜的基礎(chǔ)內(nèi)，所以相較于電纜主溝的標(biāo)高而言，柜體的基礎(chǔ)標(biāo)高必須設(shè)計地更高，在條件允許的情況下，還可以修筑排水系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)。

3.2 隔離電纜溝道和環(huán)網(wǎng)柜底板

電纜溝道內(nèi)積水變?yōu)樗魵膺M(jìn)入環(huán)網(wǎng)柜體內(nèi)的主要通道就是環(huán)網(wǎng)柜底部，因此必須有效隔離電纜溝道和環(huán)網(wǎng)柜底板，可在環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)與底部連接處進(jìn)行鋼板鋪地處理，同時對其進(jìn)行密封處理，可采用玻璃膠加絕緣膠板[4]。

3.3 密封環(huán)網(wǎng)柜預(yù)留孔洞

密封環(huán)網(wǎng)柜電纜進(jìn)出口預(yù)留的各個孔洞，隔斷電纜溝道和整個環(huán)網(wǎng)柜柜體，防止積水進(jìn)入箱體內(nèi)，主要密封可采用防火封堵組合材料，不僅便于柜體二次穿線的施工，更能夠?qū)﹄娎|起到封堵、防火的效果（見圖3）。

圖3 封閉后的效果圖

3.4 改造環(huán)網(wǎng)柜的通風(fēng)功能

（1）箱體外殼打孔。在不對環(huán)網(wǎng)柜箱體外殼強度進(jìn)行破壞的基礎(chǔ)上，為使柜體內(nèi)部空氣對流加強，可多開通風(fēng)氣孔。

（2）基礎(chǔ)預(yù)留通風(fēng)孔。需要在環(huán)網(wǎng)柜的基礎(chǔ)四周預(yù)留一些通風(fēng)孔，便于柜體內(nèi)空氣的排除，防止水蒸氣停留在柜體內(nèi)部，進(jìn)而造成凝露現(xiàn)象。相較于地平面而言，環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)必須高出40cm以上，同時在環(huán)網(wǎng)柜的基礎(chǔ)四周預(yù)留通風(fēng)孔，大約需要20cm×30cm的面積，達(dá)到排水爭氣、空氣對流的效果。

3.5 與環(huán)網(wǎng)柜生產(chǎn)廠家溝通，提出相應(yīng)的技術(shù)要求

根據(jù)實際使用環(huán)網(wǎng)柜過程中所存在的一些問題，如凝露問題等，與環(huán)網(wǎng)柜生產(chǎn)廠家進(jìn)行及時、有效的溝通和反饋，使其在生產(chǎn)環(huán)網(wǎng)柜的過程中，能夠在技術(shù)要求中加上設(shè)備防銹和設(shè)備防潮濕、設(shè)備防凝露等相關(guān)技術(shù)[5]。

3.6 對于新建的環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)井需要及時進(jìn)行防水處理

該項目主要負(fù)責(zé)人為配網(wǎng)管理的相關(guān)人員，在驗收新建的環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)井時，必須對其進(jìn)行一定的防水實驗，一旦存在防水性能不好的問題，必須要求施工人員進(jìn)行防水處理，同時還要對所有進(jìn)出入電纜井的管溝進(jìn)行澆筑防水處理，使電纜井始終保持在無滲漏的干燥狀態(tài)。而對于一些正在投入使用的環(huán)網(wǎng)柜基礎(chǔ)，均未進(jìn)行防水處理措施，則需要負(fù)責(zé)人將其列入到黏度技術(shù)當(dāng)中，需要分次、分批，逐步對其進(jìn)行防水處理，防止凝露現(xiàn)象的發(fā)生。

3.7 及時對電纜環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備進(jìn)行檢查和巡視

相關(guān)管理人員必須對電纜環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備的檢查工作和巡視工作給予高度的重視，安排工作人員及時進(jìn)行檢查和巡視，對于一些在運行過程中存在銹蝕問題、放電問題、潮氣問題必須及時發(fā)現(xiàn)，匯報給上級，并安排維修人員及時進(jìn)行處理。

4 總結(jié)

隨著配電網(wǎng)設(shè)備技術(shù)水平的日益完善和不斷普及的配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，為使環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生凝露現(xiàn)象的幾率得到有效減少、使環(huán)網(wǎng)柜的濕度得到有效改善，許多單位開始采用機械通風(fēng)裝置、冷凝除濕器、加熱器等，但是該類方法仍然存在一定的不足。根據(jù)以上措施，相關(guān)單位及時進(jìn)行整改，結(jié)果顯示運行了3個月的時間，所有環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備均未出現(xiàn)任何問題，不僅使凝露現(xiàn)象得到改善，同時使得環(huán)網(wǎng)柜運行的穩(wěn)定性、安全性得到大大提高，同時能夠使設(shè)備的使用壽命有效延長。今后相關(guān)人員在設(shè)計和完善方案的過程中可多多應(yīng)用新興技術(shù)，如4G通訊、太陽能發(fā)電、在線檢測等，實時檢測重點設(shè)備，同時采集濕度、溫度等有效數(shù)據(jù)，還可以安裝可自動開啟的抽水泵、排風(fēng)扇等，使環(huán)網(wǎng)柜的故障發(fā)生幾率有效減少，提高電網(wǎng)的安全性和可靠性。

[1]陳 瑤，陳廉曹，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.

[2]楊敏，田浩.淺析10kV電纜環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)凝露問題及對策[J].農(nóng)村電工，2016（09）.

[3]陳廉曹，束劍文，陳海安，鄭遠(yuǎn)林.淺談中壓固體絕緣環(huán)網(wǎng)柜技術(shù)及試驗[J].福建建設(shè)科技，2013（02）.

[4]耿江海，郭沁，許自強，張凱元，劉云鵬.基于改進(jìn)形態(tài)學(xué)的戶外設(shè)備凝露發(fā)展過程研究及防凝露措施優(yōu)化[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2016（22）.

[5]蔣濤，孫微庭.環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜凝露問題的分析與解決方案[J].農(nóng)村電工，2011（01）.

TM76

A

1004-7344（2016）31-0104-02

2016-10-16

曾 娟（1985-），女，漢族，江蘇溧水人，本科，主要研究變電設(shè)備運行與維護(hù)，設(shè)備保護(hù)。

魏敏（1984-），男，漢族，江蘇江寧人，研究生，主要研究配電網(wǎng)架建設(shè)與規(guī)劃，運行與維護(hù)，工程建設(shè)等。