凝露造成高低壓開關(guān)柜的故障分析

仲文錦

（江蘇鎮(zhèn)安電力設(shè)備有限公司，江蘇鎮(zhèn)江212028）

凝露造成高低壓開關(guān)柜的故障分析

仲文錦

（江蘇鎮(zhèn)安電力設(shè)備有限公司，江蘇鎮(zhèn)江212028）

隨著城市配電網(wǎng)應(yīng)用的不斷增加，凝露問題也隨之凸顯。敘述了凝露對配電設(shè)備造成的4種常見危害：凝露造成絕緣故障及相間短路故障；氣象凝露造成機(jī)構(gòu)銹蝕故障；環(huán)境濕度凝露造成擊穿故障。并通過總結(jié)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，針對凝露造成的故障進(jìn)行分析，找到處理的方法和措施，效果顯著。

凝露；開關(guān)柜；絕緣；故障

隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展，人們的生活越來越依賴于電，開關(guān)柜設(shè)備不斷地更新?lián)Q代，由原來的開放式更新成封閉式。因其安全、可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、操作方便、美觀、保護(hù)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在開閉所，配電室、變電站內(nèi)被廣泛使用。由于結(jié)構(gòu)布置緊湊、大量使用有機(jī)絕緣材料，及密閉性好，防護(hù)等級高，通風(fēng)性能降低，使得凝露導(dǎo)致的故障問題突顯。為了減少因凝露產(chǎn)生電力設(shè)備故障造成的損失，及給人們造成的損失，以下簡要分析了凝露造成高低壓開關(guān)設(shè)備的原因、故障分析及解決措施。

1 封閉式開關(guān)柜凝露造成故障的原因

目前，由于占地、線路走廊、城市美化等原因，使得電纜在開閉所、小區(qū)配電室、變電站廣泛使用，采用城市主干道兩側(cè)修建電纜溝解決通道問題，由電纜溝串入的水汽是造成內(nèi)部凝露的主要原因之一。

1.1 凝露造成絕緣故障

由于城市地下管網(wǎng)縱橫，電纜溝通常很難做到獨(dú)立和封閉，由于雨雪、滲漏、排水不暢等原因，這里往往聚集大量污水。例1：在某10 kV開閉所出線柜間隔電纜頭絕緣擊穿的故障。

原因分析：經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，因電纜溝內(nèi)部的積水已經(jīng)達(dá)到1 m多深，由于電纜入口封閉不夠嚴(yán)密，電纜溝中產(chǎn)生的水氣進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)，在內(nèi)部產(chǎn)生凝露，變化成水珠吸附在電纜頭傘裙及相間絕緣板上，絕緣板與電纜傘裙之間長時(shí)間運(yùn)行放電，發(fā)出吱吱放電聲，造成絕緣降低，擊穿、最終產(chǎn)生故障。

1.2 凝露造成相間短路故障

高壓開關(guān)柜凝露會(huì)產(chǎn)生故障，同樣低壓開關(guān)柜放置的位置周邊土壤潮氣過大，柜體底部封堵不密封也會(huì)造成凝露造成故障，例2：某小區(qū)400 V戶外電纜分支箱斷路器上樁頭相間發(fā)生短路拉弧故障。

原因分析：分支箱底部封堵不密閉，土壤中水氣蒸發(fā)進(jìn)入分支箱，由氣體凝露變化成雨滴，吸附在開關(guān)上，由于低壓產(chǎn)品電壓等級低，銅排、開關(guān)及其它元器件都是裸露在空氣中，時(shí)間長久后，吸附在開關(guān)樁頭上雨滴慢慢拉近A、B、C相間爬電距離，達(dá)到極點(diǎn)最終造成相間短路，爆炸損壞開關(guān)，造成停電故障。

1.3 氣象凝露造成機(jī)構(gòu)銹蝕故障

根據(jù)調(diào)查，目前高低壓開關(guān)柜發(fā)生故障的頻率較高，但特別是戶外型的開關(guān)柜發(fā)生故障頻率更高，戶外環(huán)網(wǎng)柜就是其中一種。例3：某小區(qū)公變戶外環(huán)網(wǎng)柜安裝完成并送電運(yùn)行一年左右，操作倒電時(shí)，機(jī)構(gòu)卡死，電動(dòng)操作卡死導(dǎo)致電機(jī)燒壞，手動(dòng)操作無法轉(zhuǎn)動(dòng)，打開面板查看，內(nèi)部操作機(jī)構(gòu)嚴(yán)重銹蝕無法動(dòng)作。

原因分析：設(shè)備運(yùn)行時(shí)內(nèi)部發(fā)熱產(chǎn)生溫度，到晚上外部溫度驟降，而且環(huán)網(wǎng)柜殼體是金屬殼體即導(dǎo)熱又散熱，造成柜內(nèi)溫度與柜外溫度冷熱溫差產(chǎn)生凝露，水珠吸附在柜頂，滴到機(jī)構(gòu)上或機(jī)構(gòu)上直接凝露產(chǎn)生水，長時(shí)間銹蝕，機(jī)構(gòu)卡死，無法操作。

1.4 環(huán)境濕度凝露造成擊穿故障

環(huán)境濕度也是造成開關(guān)柜內(nèi)部凝露的主要原因之一，我國北方總的來說，空氣比較干燥，但也存在小流域高濕環(huán)境，如山谷、地下室等。在濕度相對較高的季節(jié)，也易發(fā)生凝露造成的凝露故障。例4：110 kV開閉所，KYN61-40.5開關(guān)柜，其中一臺出線間隔一直處于冷備用狀態(tài)，斷路器沒有合閘，在運(yùn)行一年多時(shí)間后某一天突然內(nèi)部擊穿，發(fā)生短路接地故障，柜內(nèi)其它原件全部燒壞。

原因分析：對故障柜體進(jìn)行拆解檢查，整個(gè)殼體拼裝組成，分為四部分：儀表室、斷路器室、電纜室、母線室，各部分分別金屬敷鋁鋅板分隔，各獨(dú)立的功能室均凝露嚴(yán)重，手車觸頭出現(xiàn)大量銅銹，柜體的觸頭盒（環(huán)氧樹脂材料）和內(nèi)表面出現(xiàn)大量的樹枝放電痕跡，但開關(guān)柜底部電纜入口密封嚴(yán)密，后經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：該變電站位于山區(qū)內(nèi)的谷地，四周水氣向此聚集，不易散去，空氣濕度一直很高，由此導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)部凝露現(xiàn)象嚴(yán)重。

2 封閉式開關(guān)柜凝露的處理方案及措施

空氣的成分可以看作由于空氣、水汽、塵埃三部分組成。絕對濕度為單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水汽的質(zhì)量。飽和濕度為單位空氣在該條件下所能包含的最大水汽質(zhì)量。溫度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。絕對濕度與飽和濕度的比值為相對濕度。如果濕度不變，當(dāng)溫度低至一定值后，水蒸氣的分壓力達(dá)到所對應(yīng)溫度的飽和壓力，空氣中的水汽就達(dá)到飽和。如果溫度進(jìn)一步降低，水汽就會(huì)從空氣中冷凝析出形成露滴，此現(xiàn)象即為“凝露”[2]。因此，溫度和濕度的變化是凝露產(chǎn)生的重要因素。

2.1 解決凝露造成絕緣故障措施

解決凝露造成絕緣故障措施如下：

（1）建造開閉所時(shí)，室內(nèi)開關(guān)柜安裝基礎(chǔ)平面應(yīng)高于外部地面400 mm以上，留有通風(fēng)管道，使得外部空氣能導(dǎo)入電纜溝，使電纜溝內(nèi)形成對流，減小電纜溝內(nèi)濕度[4]。

（2）開閉所或配電房電纜溝進(jìn)口處，做封堵密閉措施；開關(guān)柜底板電纜進(jìn)線密閉封堵。

（3）開關(guān)柜內(nèi)部安裝一套溫濕度凝露除濕裝置，即儀表室安裝凝露控制器，在斷路器室和電纜室各安裝一只傳感器，同時(shí)在斷路器室和電纜室各安裝兩只功率為75 W的加熱器[1]（注：傳感器與加熱器分開安裝）。控制器可調(diào)節(jié)溫濕度凝露點(diǎn)，自動(dòng)啟閉加熱器，減小柜內(nèi)凝露[3]。

（4）元器件相間取消絕緣隔板，因?yàn)楝F(xiàn)在開關(guān)柜體積及空間都比較緊湊，減小了裝于柜內(nèi)的斷路器觸臂相間距離、對地距離，以及其它元器件之間距離，如果相間加裝隔板，間接的縮短了相間安全距離，有的絕緣板材料抗臟能力不強(qiáng)，吸濕空氣中的水分產(chǎn)生凝露，以及絕緣板表面容易吸附灰塵，加劇爬電距離的產(chǎn)生，從而長時(shí)間放電，降低了絕緣。見表1、2所示。

表1 各項(xiàng)導(dǎo)體相間與相地之間的空氣凈距離

表2 戶內(nèi)開關(guān)柜爬電比距

2.2 解決凝露造成相間短路及機(jī)構(gòu)銹蝕故障措施

解決凝露造成相間短路及機(jī)構(gòu)銹蝕故障措施如下：

（1）箱底部做密閉封堵，防止底部及周邊土壤水氣進(jìn)入箱體產(chǎn)生凝露。

（2）箱體四面的底部及防雨頂部制作通風(fēng)窗，通風(fēng)窗的面積不小于外殼體的20分之一，并在內(nèi)側(cè)安裝小于1 mm不銹鋼鋼絲網(wǎng)防止小動(dòng)物進(jìn)入，達(dá)到箱體內(nèi)下面進(jìn)風(fēng)上面出風(fēng)的對流通風(fēng)效果，減低箱內(nèi)凝露。

因戶外開關(guān)柜內(nèi)部交流電源取電不方便，故不適宜采用溫濕度凝露除濕器方法減少凝露。

2.3 解決環(huán)境濕度凝露造成擊穿故障措施

解決環(huán)境濕度凝露造成擊穿故障措施如下：

（1）加強(qiáng)開關(guān)柜殼體制造質(zhì)量及加工工藝，對高濕度環(huán)境地區(qū)的開關(guān)柜防護(hù)等級達(dá)到IP44以上，盡量減少濕氣進(jìn)入。

（2）開關(guān)柜內(nèi)部安裝一套溫濕度凝露除濕裝置，即儀表室安裝凝露控制器，在斷路器室和電纜室各安裝一只傳感器，同時(shí)在斷路器室和電纜室分別安裝功率為75 W的加熱器各兩只（注：傳感器與加熱器分開安裝）。控制器可調(diào)節(jié)溫濕度凝露點(diǎn)，自動(dòng)啟閉加熱器，減小柜內(nèi)濕氣凝露。

（3）根據(jù)電房面積配置相應(yīng)的工業(yè)除濕機(jī)或空調(diào)，對室內(nèi)進(jìn)行除濕處理，盡量減小開閉所內(nèi)濕度，避免凝露發(fā)生。

3 結(jié)束語

隨著電氣產(chǎn)品的更新?lián)Q代，高低壓開關(guān)柜柜型結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，操作也越來越安全、方便、可靠，但是凝露造成的危害也越來越明顯，越平凡，故障頻率越來越高，所以，怎樣治理凝露給開關(guān)柜帶來的危害是一個(gè)即嚴(yán)峻、又急需解決的，新的課題。

[1]岳新峰.12KV中置柜加熱除濕裝置方式探討[J].高壓電器，2002（3）：2-57.

[2]劉廣清.對SM6系列開關(guān)凝露問題的分析[J].自動(dòng)化博覽，2006（03）：74-75.

[3]周豐群，張義明，何超.電氣設(shè)備用溫度凝露控制器的研制[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2002，22（03）：18.

[4]周軍，周文越.開關(guān)柜防凝露控制技術(shù)淺談[J].工業(yè)技術(shù)科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（01）：57-57.

Malfunction Analysis of Switch Cabinet Caused by Condensation

ZHONG Wen-jin
（Jiangsu Zhen’an Power Equipment Co.，Ltd.，Zhenjiang Jiangsu 212028，China）

With the increasing application of city distribution network,also highlights the problem of condensation. Describes the 4 common hazards of power distribution equipment caused by condensation:condensation caused by insulation fault and fault phase;condensation mechanism caused by meteorological corrosion failure，breakdown caused by environmental humidity.Through summarizing the practical experience，analyzes the fault caused by condensation，find the methods and measures of treatment，significant effect.

condensation；switch cabinet；insulation；malfunction

TM591

：A

：1672-545X（2017）01-0186-02

2016-10-01

仲文錦（1976-），男，江蘇鎮(zhèn)江人，工程師，技師，?？?，長期從事電氣設(shè)計(jì)與管理工作。