成套開關(guān)柜凝露成因及防范措施淺析

蔣曉平++陶劍峰

摘 要：本文簡(jiǎn)要分析了成套開關(guān)柜在使用過(guò)程中柜體內(nèi)部空氣凝露引起設(shè)備腐蝕，絕緣件損壞，甚至出現(xiàn)故障的原因。通過(guò)分析一些凝露的成因，提出一些具體的改進(jìn)措施，供成套開關(guān)柜使用單位在變電所設(shè)計(jì)、開關(guān)柜選型、改造過(guò)程中進(jìn)行參考，對(duì)開關(guān)柜的凝露進(jìn)行有效防范提供參考意見。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；凝露；防范措施

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

多年來(lái)，成套開關(guān)柜因其配置的斷路器體積小、重量輕，密封性好，檢修和維護(hù)方便，許多單位在10kV、35kV系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。由于成套開關(guān)柜會(huì)直接影響供電系統(tǒng)供電質(zhì)量，但是由于其位置特殊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若安裝不當(dāng)或后期維護(hù)不到位極容易出現(xiàn)問(wèn)題，影響供電質(zhì)量。最顯著的問(wèn)題集中在一些開關(guān)柜在使用過(guò)程中，因電纜溝積水、本身通風(fēng)不暢、溫濕度控制裝置工作不正常等原因，開關(guān)柜內(nèi)壁空氣凝露形成水珠，引起柜體銹蝕、帶電設(shè)備腐蝕、絕緣件損壞的故障頻發(fā)，以此導(dǎo)致供電系統(tǒng)故障，影響供電質(zhì)量，不但造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)給后期供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行埋下安全隱患，因此如何解決成套開關(guān)柜凝露問(wèn)題始終是電氣安裝技術(shù)研究的重點(diǎn)。

1.何謂凝露

在闡述凝露現(xiàn)象時(shí)，我們首先要弄清楚空氣的露點(diǎn)溫度。它是指在一定溫度的空氣中，含有水蒸氣的最大含量稱為空氣的飽和水蒸汽量，此時(shí)的空氣稱為飽和空氣，當(dāng)飽和空氣的溫度下降時(shí)，空氣中的水蒸氣將凝結(jié)成水珠，此時(shí)含有水蒸氣的飽和溫度就稱為露點(diǎn)溫度。所謂的凝露現(xiàn)象，就是指物體表面溫度下降到空氣露點(diǎn)溫度以下時(shí)，在物體的表面發(fā)生水珠凝結(jié)現(xiàn)象。可見，結(jié)露是否發(fā)生主要決定于空氣的溫度、空氣的相對(duì)濕度、物體表面溫度及空氣的露點(diǎn)溫度。

2.開關(guān)柜凝露的主要因素

2.1 溫濕度控制器安裝位置不合理，啟控濕度不靈敏。現(xiàn)在大部分開關(guān)柜的溫濕度控制器安裝在開關(guān)柜的上門板上，溫濕度傳感器直接在控制器內(nèi)，并不能真實(shí)反映柜內(nèi)的溫濕度，從而不能正確啟控加熱器。當(dāng)開關(guān)柜內(nèi)外的空氣溫差較大時(shí)，雖然柜內(nèi)的空氣相對(duì)濕度已經(jīng)超過(guò)傳感器的啟控濕度，但是由于安裝位置的不合理，溫濕度控制器并不啟動(dòng)柜內(nèi)的加熱器，從而造成柜壁溫度低于空氣溫度，造成柜內(nèi)凝露。即開關(guān)柜的表面溫度低于了空氣的露點(diǎn)溫度。

2.2 開關(guān)柜本體氣密性較好，空氣流動(dòng)不暢。成套開關(guān)柜裝置因?yàn)橐蠓缐m，防小動(dòng)物，所以設(shè)計(jì)時(shí)密封性做的較好，沒有空氣的對(duì)流口。在另一方面帶來(lái)的后果就是柜內(nèi)的空氣流通不暢，當(dāng)水汽進(jìn)入柜內(nèi)后，室內(nèi)空氣濕度的下降后，柜內(nèi)水汽不易排出，造成長(zhǎng)期積聚在里面，當(dāng)開關(guān)柜柜壁溫度下降時(shí)，就形成凝露。即空氣的相對(duì)濕度增大了。

2.3 電纜溝設(shè)計(jì)不合理，容易積水，引起水汽積聚。現(xiàn)在室內(nèi)開關(guān)柜都是電纜進(jìn)出線，傳統(tǒng)的開關(guān)室設(shè)計(jì)時(shí)為節(jié)約土建成本，電纜進(jìn)出線的管溝大都產(chǎn)用地溝式，這種電纜溝相當(dāng)于在開關(guān)柜的底部挖了一個(gè)地下的沉井。在運(yùn)行過(guò)程中如果進(jìn)出線封堵不良，極易進(jìn)水，沉積在開關(guān)柜下面。遇到開關(guān)室內(nèi)的溫度升高，大量水分蒸發(fā)，水汽上升，容易引起大量的水汽積聚在開關(guān)柜內(nèi)，使開關(guān)柜內(nèi)的空氣相對(duì)濕度長(zhǎng)期處于高濕度狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)的變電所內(nèi)的開關(guān)柜凝露嚴(yán)重，設(shè)備腐蝕情況不容忽視，也是事故頻發(fā)的主要原因。

2.4 開關(guān)室為封閉式結(jié)構(gòu)，空氣流動(dòng)不暢。現(xiàn)在的開關(guān)室大部分為封閉結(jié)構(gòu)，沒有窗戶，空氣流動(dòng)不暢，容易引起室內(nèi)空氣的濕度上升，當(dāng)溫度變化時(shí)容易在開關(guān)柜內(nèi)引起凝露。

3.幾點(diǎn)改進(jìn)方法

在分析了凝露的機(jī)理及開關(guān)柜凝露成因的幾點(diǎn)因素后，我們發(fā)現(xiàn)要想有效預(yù)防開關(guān)柜發(fā)生凝露現(xiàn)象，首先一點(diǎn)是要提高開關(guān)柜柜體的溫度，使柜體的溫度要始終大于環(huán)境溫度，一般只要高個(gè)2℃～3℃就可以了。第二點(diǎn)就是要防止水分的入侵，主要目的就是要降低空氣的相對(duì)濕度。第三，就是要加強(qiáng)空氣的流通，及時(shí)排除開關(guān)室、開關(guān)柜內(nèi)的潮濕空氣。

3.1 溫濕度控制器安裝在柜門板上后，不能真實(shí)反映柜內(nèi)的空氣溫濕度?？梢詫貪穸瓤刂破鲀?nèi)的傳感器通過(guò)引線，放置在開關(guān)柜的頂部，將信號(hào)接入控制器。以便真實(shí)反映開關(guān)柜內(nèi)的溫濕度，根據(jù)溫濕度的變化啟動(dòng)加熱器，達(dá)到加熱柜壁及干燥柜內(nèi)空氣的目的。

3.2 改進(jìn)開關(guān)柜設(shè)計(jì)，加裝空氣通風(fēng)對(duì)流的排氣口或者風(fēng)扇，以利于加強(qiáng)柜體內(nèi)外的空氣流通。在開關(guān)室內(nèi)安裝大功率的除濕裝置，干燥開關(guān)室內(nèi)空氣，也可以達(dá)到一定的除濕目的。

3.3 對(duì)于成套開關(guān)柜裝置的開關(guān)室，建議采用半地下的電纜層結(jié)構(gòu)。半地下電纜層結(jié)構(gòu)便于電纜安裝，相比較于預(yù)埋電纜管的方式，這種半地下電纜層操作空間大，便于工作人員操作，因而在目前的建筑電氣安裝領(lǐng)域得到了一致肯定?，F(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)有部分變電所就采用此種結(jié)構(gòu)。這種電纜層結(jié)構(gòu)的主要好處是開關(guān)室離地設(shè)計(jì)，可以有效地保證電纜層內(nèi)不進(jìn)水。同時(shí)可以設(shè)置排水泵，進(jìn)入電纜層的水也可以及時(shí)排除，加之半地下結(jié)構(gòu)，在地面上的墻體上設(shè)置通風(fēng)窗，可以及時(shí)排除水汽，使之潮濕空氣不進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)，從而有效防止柜內(nèi)凝露的產(chǎn)生。

最為常見的半地下電纜層設(shè)計(jì)同上部結(jié)構(gòu)相連，形成一個(gè)整體框架。而隨著混凝土施工技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的半地下電纜層采用了箱型混凝土結(jié)構(gòu)。

結(jié)論

在提出的幾點(diǎn)改進(jìn)意見中，對(duì)于變電所內(nèi)成套開關(guān)柜裝置的開關(guān)室，采用半地下的電纜層結(jié)構(gòu)，是解決開關(guān)柜凝露的最有效的方法，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采用這種設(shè)計(jì)的變電所，開關(guān)室內(nèi)清潔干燥，開關(guān)柜本體基本沒有凝露現(xiàn)象，建議在變電所設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先采用。

同時(shí)在運(yùn)行中對(duì)于開關(guān)柜的溫濕度控制器的改進(jìn)及加強(qiáng)開關(guān)柜空氣流通的方法，要求生產(chǎn)廠家在開關(guān)柜的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)就要采取措施。現(xiàn)在有些生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)時(shí)供應(yīng)到高濕度的地區(qū)的開關(guān)柜已經(jīng)改進(jìn)了設(shè)計(jì)，在開關(guān)柜的頂部采用了相互嵌入型的通風(fēng)窗口，既能有效地起到防爆防塵效果，又能加強(qiáng)開關(guān)柜的通風(fēng)空氣流通，投入運(yùn)行后取得了良好的效果。作為運(yùn)行單位，我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)備技術(shù)規(guī)范書編制的時(shí)候，就應(yīng)該提出這方面的要求，也不失為一種有效手段。

參考文獻(xiàn)

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