開關(guān)柜防潮除濕分析及對策探討

吳義方+孟晗+荊林遠+李德超

摘 要：開關(guān)柜凝露對電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行有較大的威脅，文中對開關(guān)柜凝露產(chǎn)生的原因從溫度和濕度兩方面因素進行了分析，根據(jù)形成機理對防潮除濕措施進行了探討。加強開關(guān)柜的封堵、運行檢查，根據(jù)現(xiàn)場需要使用不同的除濕措施等是抑制凝露產(chǎn)生的重要途徑，在柜內(nèi)安裝基于半導(dǎo)體制冷技術(shù)的排水裝置具有一定的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；凝露；防潮；除濕

中圖分類號：TM63，TM732 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0177-01

1 引言

高壓開關(guān)柜由于其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、操作便捷等優(yōu)點，在35kV及一下系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[1]。為了保證可靠性和安全性，開關(guān)柜一般采用封閉母線橋架連接，具有高度的封閉性，結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部空間較小，相對封閉空氣流通不暢，且常由于封堵不嚴(yán)、地下返潮等原因進入濕氣；當(dāng)空氣濕度過大時，柜內(nèi)容易產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，引起絕緣件受潮，使得元器件的性能和壽命降低，金屬腐蝕加快，接觸面氧化，接觸電阻增大，導(dǎo)致高壓電氣設(shè)備的絕緣強度嚴(yán)重下降，進而導(dǎo)致事故的發(fā)生[2，3]。因此，防潮除濕已成為保障開關(guān)柜安全穩(wěn)定運行的重要因素。

2 開關(guān)柜凝露原因分析

所謂凝露是指柜體內(nèi)壁表面溫度下降到露點溫度以下時，內(nèi)壁表面發(fā)生的水珠凝結(jié)現(xiàn)象。一般來說，凝露是否發(fā)生取決于室內(nèi)溫度、柜內(nèi)溫度、相對濕度以及露點溫度，其關(guān)系如圖1所示。

開關(guān)柜凝露產(chǎn)生的原因無非兩點：一是柜內(nèi)溫度比環(huán)境溫度低；二是有潮氣進入柜內(nèi)且無法及時散出。

2.1 溫度影響

從圖1可以看出，環(huán)境濕度越高，露點溫度與環(huán)境溫度越相似，越容易發(fā)生凝露現(xiàn)象，但露點溫度始終是低于環(huán)境溫度。由此來看，柜內(nèi)溫度比環(huán)境溫度低是發(fā)生凝露的重要原因之一。

2.2 濕度影響

開關(guān)柜內(nèi)的濕度過大是導(dǎo)致凝露的另一主要原因，而濕度過大的原因為外界潮氣進入柜內(nèi)，且無法及時排出。主要原因如下：

（1）高壓室內(nèi)設(shè)有電纜溝，電纜溝中因地表潮濕及雨水滲入使得潮濕匯集，有的電纜溝甚至有積水。但電纜溝封堵常因材料老化、施工工藝等原因出現(xiàn)損壞、脫落等現(xiàn)象，開關(guān)柜柜低的封堵并不能做到完全封閉，使得電纜溝與開關(guān)柜實為相通，進而將聚集的潮氣沿柜體底部縫隙進入柜內(nèi)。（2）目前，大部分變電站高壓室均設(shè)置有玻璃窗、軸流風(fēng)機和百葉窗，用來通風(fēng)散熱。但這種設(shè)計存在一個很大的弊端，即防潮防濕效果較差。高壓室百葉窗通風(fēng)散熱時，導(dǎo)致室內(nèi)外的空氣相通，外界潮濕空氣易沿柜體縫隙進入開關(guān)柜內(nèi)并聚集。（3）由于開關(guān)柜的設(shè)計缺陷、制作安裝工藝等因素影響，外界潮濕空氣容易沿著縫隙滲入柜內(nèi)并聚集。（4）由于開關(guān)柜的密封性結(jié)構(gòu)，進入柜內(nèi)的水汽常常聚集到柜內(nèi)的上部空間（母線倉），沒有辦法及時排出，容易在溫度較低的柜內(nèi)表面或絕緣件上形成凝露。

3 防潮除濕措施

3.1 防潮

對高壓室潮氣重、濕度大的狀況，提出以下幾項防治措施：

（1）對電纜溝和開關(guān)柜孔洞進行封堵，并在電纜溝進入室內(nèi)的墻壁交接處采取防水措施，防止室外水倒灌進入室內(nèi)電纜溝內(nèi)；同時，對每個柜的電纜穿孔進行封堵，防止電纜溝潮氣直接侵入到高壓室開關(guān)柜設(shè)備上。（2）加強對高壓室門窗、外墻的檢查，要求現(xiàn)有門窗密封狀況良好，墻體無滲漏，防止雨水飄入高壓室或戶外潮氣滲入；在軸流風(fēng)機未工作時，葉片處于閉合狀態(tài)，防止潮氣通過軸流風(fēng)機滲透進高壓室。（3）在雨季等濕度較高的季節(jié)，不應(yīng)開啟通風(fēng)百葉窗，且盡量關(guān)閉高壓室門窗，但在正常天氣時，應(yīng)打開百葉窗對室內(nèi)進行通風(fēng)散熱。對于開關(guān)柜單列布置的高壓室，為避免濕空氣形成對流百葉窗不宜采用兩側(cè)對稱布置設(shè)計。（4）對高壓室戶內(nèi)屋頂進行檢查，要求無滲漏。同時，對母線排外露在柜頂?shù)母邏菏遥蓓攦?nèi)層不宜使用石灰粉刷，防止因潮氣引起石灰層脫落而掉落在開關(guān)柜頂上。

3.2 除濕

3.2.1 常用除濕方法

根據(jù)凝露產(chǎn)生機理，開關(guān)柜目前較多采用的除濕治理方法有：強制通風(fēng)法、電加熱法、除濕機法等。

（1）加熱法。加熱型除濕通過提高柜內(nèi)溫度，確保柜內(nèi)溫度始終保持高于柜外部的環(huán)境溫度，進而抑制凝露的產(chǎn)生。但加熱法只是降低柜內(nèi)相對濕度，并未減少柜內(nèi)空氣的含水量，但一旦環(huán)境溫度變化較大時，濕熱空氣會迅速凝露，并沒有解決電氣設(shè)備內(nèi)凝露問題。除濕效果不明顯，存在安全隱患。（2）通風(fēng)法。通風(fēng)法除濕是通過空氣的對流與外界干燥的空氣進行交換達到降低電氣設(shè)備內(nèi)濕度的目的，但環(huán)境濕度較大時不起作用，易造成造成塵土、污穢進入不能實現(xiàn)防潮目的。也可在柜頂安裝排風(fēng)裝置或開設(shè)通風(fēng)孔，當(dāng)柜內(nèi)水汽受熱上升時，可加快柜內(nèi)空氣循環(huán)使水汽通過該裝置排出柜外，起到除濕效果，但在柜內(nèi)開孔需要滿足防塵、防爆要求，工藝要求較高。（3）干燥法。在柜體懸掛干燥劑袋，吸除柜內(nèi)的濕氣，降低柜內(nèi)濕度，避免凝露的形成。該方法簡單易用，但是干燥劑容易飽和，吸收的水分很難排出，效果往往并不明顯。安裝功率與室內(nèi)空間大小相匹配的工業(yè)除濕機對室內(nèi)空氣進行除濕。通過內(nèi)部壓縮機的運轉(zhuǎn)，將從進風(fēng)口吸入的潮濕空氣進行干燥并吹入高壓室空間，使得高壓室內(nèi)的大氣濕度降低。該方法在現(xiàn)場中得到較為廣泛應(yīng)用，但需要根據(jù)室內(nèi)溫濕度定期進行調(diào)整。

3.2.2 排水型防凝露措施

在柜體內(nèi)安裝排水型防凝露裝置，通過半導(dǎo)體制冷技術(shù)在局部制造凝露條件使柜內(nèi)潮濕空氣凝結(jié)成水并直接排出柜外，降低柜內(nèi)空氣的相對濕度，可從根本上解決電氣設(shè)備內(nèi)部濕度，抑制凝露現(xiàn)象的產(chǎn)生。潮濕空氣經(jīng)風(fēng)扇吸入后，通過特殊風(fēng)道流動，先經(jīng)除濕系統(tǒng)降溫除濕，使空氣含濕量減少，然后通過對除濕后的空氣加熱升溫，使其相對濕度降低。經(jīng)過充分循環(huán)，使柜內(nèi)空氣濕度降至凝露點以下，完成整個除濕過程。結(jié)合采用閥值濕度自動控制，據(jù)濕度變化自動控制除濕，可實現(xiàn)對柜內(nèi)濕度的自動控制，且每次工作時間較短，節(jié)省能耗，是開關(guān)柜防潮除濕的重要方向和措施。

4 結(jié)語

開關(guān)柜在電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行中起著十分重要的作用，而開關(guān)柜凝露是威脅電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行的重要因素之一。減少濕氣的進入、對已進入濕氣進行及時有效的排出是抑制開關(guān)柜凝露產(chǎn)生的重要途徑。在柜內(nèi)已有濕氣的情況下，排水型防凝露措施是從根本上解決凝露產(chǎn)生的重要方向和措施。

參考文獻

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[3]余接永.變電站高壓室的防潮除濕治理[J].電力安全技術(shù)，2011-13（6）：67.