除濕技術(shù)在變電設(shè)備運行中的應(yīng)用

楊宗煒

變電站中的內(nèi)部設(shè)備對濕度的控制要求較為嚴(yán)格，若設(shè)備運行過程中設(shè)備箱柜濕度過高時，將影響關(guān)鍵組件的絕緣性能，對變電站的安全運行帶來極大的隱患，因此，變電站中的除濕技術(shù)成為了眾多科學(xué)工作研究的重點對象，本文研究了濕度對變電設(shè)備的危害、傳統(tǒng)除濕技術(shù)以及新型除濕技術(shù)，敘述了新型技術(shù)在變電設(shè)備的應(yīng)用。

除濕技術(shù)、變電設(shè)備、應(yīng)用

變電站作為電力系統(tǒng)運輸?shù)年P(guān)鍵站點，開關(guān)柜，機構(gòu)箱等箱柜設(shè)備的內(nèi)部元件對濕度的要求是較為嚴(yán)格的，若受到運行環(huán)境中的濕度過高，則各設(shè)備的絕緣能力降低，直接影響設(shè)備運行的安全系數(shù)，且濕度過高時，將對變電站設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用，從而各元件的性能指標(biāo)下降且運行壽命縮短，而傳統(tǒng)的除濕技術(shù)不能很好的解決現(xiàn)有問題，因此，研究新型除濕技術(shù)成為電力行業(yè)科學(xué)工作者的研究熱點。

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空氣環(huán)境過于潮濕，對整個箱柜設(shè)備的絕緣性能有著比較大的影響，當(dāng)變電設(shè)備表面產(chǎn)生霜霧或者潮氣之后，很多設(shè)備的絕緣能力將直線下降，嚴(yán)重的將發(fā)生電氣擊穿等現(xiàn)象，此時，將導(dǎo)致變電設(shè)備短路以及運行過程的不正常。

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建筑等金屬材料受到大量的濕氣后易被腐蝕，而且會產(chǎn)生大量的霉菌，變電箱柜霉菌腐蝕現(xiàn)象對變電設(shè)備中各元件的性能指標(biāo)下降且運行壽命縮短的影響較大，同時電力設(shè)備中包含的金屬材料元器件如果較長時間處于濕度過高的環(huán)境，易導(dǎo)致元器件生銹，進而引起設(shè)備故障。又由于變電設(shè)備運行過程會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如果散發(fā)不及時，加上空氣濕度過高，導(dǎo)致整個設(shè)備都運行在較高溫的水平，當(dāng)熱量持續(xù)增加，嚴(yán)重時容易引起變電設(shè)備的損壞。

潮濕是滋生霉菌的主要條件，據(jù)科學(xué)研究指出，霉菌滋生的環(huán)境溫度為25至30攝氏度，而空氣中的濕度在75至90左右，此時霉菌繁殖迅速，且霉菌的新陳代謝產(chǎn)物多數(shù)為酸性，這樣加快了對設(shè)備中金屬材料的腐蝕，若讓霉菌肆無忌憚的繁殖下去，同樣會產(chǎn)生電氣擊穿的現(xiàn)象

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自然通風(fēng)方式的做法是在變電箱柜的表面開設(shè)多個孔眼，使得空氣流動性加大，在空氣濕度一般的情況下，隨著自然風(fēng)的通流，可以起到一定的降濕效果，但是如果空氣本身的濕度較大，就算進行通風(fēng)，設(shè)備表面的水分也不會被吹干，如此進行空氣流通也無法有效地解決變電設(shè)備的潮濕問題。

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變電設(shè)備中如端子箱更多則是采用電加熱的方式對空氣濕度進行控制，這種技術(shù)主要包括兩個單元，一個是濕度檢測元件，一個是電加熱器件，如圖 1、圖 2所示。

此加熱器的基本思想是將端子箱等設(shè)備周邊環(huán)境中的濕度進行加熱蒸發(fā)，以此達到除濕的目的，但是在蒸發(fā)過程存在一個漏洞，即水分蒸發(fā)往上傳輸，熱氣遇冷將凝結(jié)成露珠附著于其他元器件的表面，其實空氣中的水分并沒有及時排出，只是換了一種形式存在于箱柜內(nèi)，無法從根本上解決空氣潮濕的問題，而且還加速了水分的擴散，引起其他元器件的故障，進而降低了設(shè)備運行的安全系數(shù)。如果加熱器產(chǎn)生的熱量沒有做好散熱措施的話，那么還將引起設(shè)備材料的快速老化甚至火災(zāi)等現(xiàn)象的發(fā)生。

加熱器的種類一般可以分為熱風(fēng)循環(huán)加熱與靜態(tài)加熱兩種，熱風(fēng)循環(huán)的方式主要由濕度檢測傳感器、鋁制加熱片、熱循環(huán)系統(tǒng)組成，如圖 3所示，當(dāng)濕度檢測器檢測到濕度超標(biāo)時，加熱器產(chǎn)生熱量，利用熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，使得熱量在設(shè)備箱柜內(nèi)部流通，但是無法根本解決潮濕，主要是水分沒有順利排出，只是隨著熱風(fēng)改變的存在的形態(tài)，在箱柜中隨著熱風(fēng)流轉(zhuǎn)。另一種靜態(tài)加熱方式主要由濕度檢測傳感器、鋁制加熱片系統(tǒng)組成，不帶熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖 4所示，這種加熱方式只能加熱設(shè)備邊緣的潮濕空氣，同時還使得箱柜空氣條件變得不僅潮濕而且悶熱，加快了變電設(shè)備元器件的腐蝕，加大了設(shè)備正常運行的安全風(fēng)險。

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無論是采用何種加熱除濕技術(shù)，變電箱柜內(nèi)部都存在與外界空氣的連通，這樣受環(huán)境的影響較為嚴(yán)重，濕度低的時候加熱系統(tǒng)還可以有效運行，但是當(dāng)濕度變高時，加熱系統(tǒng)不僅無法做到有效的除濕，還將外界的濕度帶入箱柜內(nèi)部，加重了設(shè)備箱柜的潮濕情況。而且，加熱系統(tǒng)并沒有真實的除去箱柜內(nèi)的水分，只是加熱蒸發(fā)，水分遇冷便會凝成露珠附著在元器件的表面，更利于霉菌的滋生，導(dǎo)致霉變，這些都是傳統(tǒng)除濕技術(shù)的不足。

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在傳統(tǒng)除濕技術(shù)的基礎(chǔ)上進行完善，新型除濕技術(shù)的基本原理為，利用半導(dǎo)體除濕器將箱柜內(nèi)潮濕的空氣抽出，并且為了防止水分氣化的傳播，進行了空氣與水分的分離，同時加大箱柜內(nèi)空氣對流，并將當(dāng)前空氣濕度值顯示在液晶顯示屏，解決了傳統(tǒng)除濕技術(shù)在水分蒸發(fā)后處理的不足，達到了除濕的目的。

首先由濕度檢測傳感器判斷當(dāng)前箱柜內(nèi)的空氣濕度，若檢測出當(dāng)前濕度超標(biāo)時，將接通制冷系統(tǒng)與風(fēng)扇對箱柜內(nèi)進行降溫，潮濕的空氣在風(fēng)力的作用下進入氣水分流室，水蒸氣降溫凝結(jié)成露珠，并且保證空氣的順利排出，經(jīng)過氣水分流室的空氣具備較低的溫度，將此溫度較低的空氣輸送至系統(tǒng)的加熱面，不僅可以加快整個系統(tǒng)的散熱，還可以保證氣水分流室前后的溫差，從而加強了箱柜內(nèi)空氣的流動，進而增強除濕效果。

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由于變電設(shè)備如端子箱覆蓋面積較為廣泛，采用新型的除濕技術(shù)最佳的方式為自動模式，即先為系統(tǒng)設(shè)置好閾值，直到空氣濕度達到一定標(biāo)準(zhǔn)時啟動除濕系統(tǒng)，對設(shè)備進行自動除濕操作。

顧名思義，此模式只為除濕系統(tǒng)設(shè)置單一的閾值，當(dāng)空氣的中的濕度到達指定閾值時，除濕器開始工作，運行期間，若空氣的濕度回到了正常標(biāo)準(zhǔn)，則系統(tǒng)停止工作，這種模式的弊端在于若空氣濕度在閾值附近上下波動時，系統(tǒng)將時常反復(fù)啟動，這點不利于硬件設(shè)備的使用壽命。

考慮到單閾值控制模式存在的問題，除濕設(shè)備系統(tǒng)可以選擇雙閾值控制模式，即設(shè)定濕度的上限與下限，在下限至上限的范圍內(nèi)，除濕系統(tǒng)將不工作，只有在此范圍外的濕值才能出發(fā)系統(tǒng)啟動，但因為雙閾值的原因，若當(dāng)前環(huán)境空氣濕度較高時，設(shè)備可能需要長時間運行才能恢復(fù)至正常范圍，從而影響設(shè)備的壽命。

此模式下，當(dāng)系統(tǒng)檢測當(dāng)前空氣濕度超標(biāo)時，自動啟動除濕服務(wù)，使之在規(guī)定時間內(nèi)對箱柜內(nèi)的濕度進行處理，處理時間到后自動停止一段時間，接著繼續(xù)對當(dāng)前空氣濕度進行檢測，若濕度仍超標(biāo)，則繼續(xù)定時對濕度進行處理，并重復(fù)以上工作，若濕度正常，則不啟動系統(tǒng)。

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此模式是針對室溫在18攝氏度以上時，將設(shè)備內(nèi)的濕氣傳入氣水分離室，濕氣經(jīng)過分離器處理凝結(jié)成水珠附著于分類器表面，加上空氣循環(huán)，不斷地對氣水進行分離，逐漸達到了除濕的效果。

當(dāng)設(shè)備內(nèi)的環(huán)境溫度低于18攝氏度時，濕氣傳入氣水分離器，由于本身環(huán)境溫度較低，濕氣在設(shè)備內(nèi)將以固態(tài)的形式取代原先液態(tài)的形式，轉(zhuǎn)化為晶體，也就是我們所說的積霜。

溫度較低時都存在積霜現(xiàn)象，為了防止積霜對氣水分離器的正常使用的影響，我們必須采取化霜模式，即當(dāng)有積霜產(chǎn)生時，每隔一段時間，我們將對設(shè)備進行化霜操作，將積霜的晶體轉(zhuǎn)化為液體排出。

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前文我們已經(jīng)介紹過了，目前端子箱等主要箱柜設(shè)備大多數(shù)采用的時傳統(tǒng)的加熱除濕技術(shù)，我們首先在需要拆除原先的電加熱系統(tǒng)，在原先加熱系統(tǒng)電源處接入新型除濕設(shè)備，為其提供電能。不僅如此考慮各個箱柜的使用環(huán)境與基礎(chǔ)條件均不相同，同一設(shè)備需要進行定制化的設(shè)計與安裝，但是其遵循的生產(chǎn)與使用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)保持一致，尤其是設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)，例如安全距離、爬電距離等。為了保證除濕器在箱柜內(nèi)部有效地運行，安裝前后都應(yīng)該進行密封性檢測，方式漏水漏氣的現(xiàn)象發(fā)生，維持設(shè)備系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

做好變電設(shè)備的除濕工作，對整個電廠的工作效率與經(jīng)濟效益都有顯著的提升，降低設(shè)備運行過程中的能源損耗，延長設(shè)備的使用壽命在整個電力產(chǎn)業(yè)具備重要的意義。本文通過分析對比傳統(tǒng)除濕與新型除濕技術(shù)，敘述了新型技術(shù)在變電設(shè)備中的應(yīng)用，尤其在中國南部地區(qū)，有著廣闊的應(yīng)用前景。

[1]韋海.試論除濕技術(shù)在變電設(shè)備運行中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016，（43）：202-203.

[2]何整杰.智能除濕裝置的研發(fā)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（18）：30-31.