變電所高壓中置柜凝露問題現狀及改善措施

吳非斐

摘要：為解決目前泛用的全封閉型中置柜在遭遇潮濕季節時封閉柜內水汽導致的凝露現象，致使設備內部出現放電、閃絡問題，設備絕緣受到破壞，引發短路故障，降低工廠經濟效益，減少居民生活質量，為電氣供應帶來較為嚴重的損失。筆者著手于分析現狀并對現有的變電全封閉式中置柜進行思考改良以增加自動除濕加熱功能，提出一些個人的觀點。

關鍵詞：中置柜;凝露;加熱裝置

引言：因為中置柜是全封閉式結構，當設施表面溫度低于空氣溫度時，柜內水汽濃度會顯著增加，加熱器啟動后由于封閉空間內空氣流動不暢，熱濕空氣在柜內聚積，在柜體或其他絕緣部件重新凝露。凝露現象會加速絕緣材料絕緣劣化以至于出現短路事故，從而帶來較為嚴重的經濟損失。此前，因凝露現象而導致的變電設施出現故障致使供電不穩定在我國南部及沿海區域已經發生多起，帶來的直接或間接損失應該引起我們的注意，因此解決變電所高壓中置柜凝露問題已變得十分重要。

一、中置柜凝露致故障分析

1.1? 凝露發生條件

顯而易見，產生凝露現象的非人力原因為空氣濕度及溫差。在我國干燥的北方內陸城市相應的凝露現象較南方或沿海城市輕微。在考慮解決中置柜凝露問題時，也應考慮地域不同帶來的影響。同時在當電氣設備處于非工作狀態時凝露現象會更加嚴重。值得注意的是，電纜倉所連接的電纜溝內積水也會使水汽進入電纜艙形成凝露現象。

1.2? 主要解決的產生部位及其嚴重影響

主要的解決的部位為電纜溝，開關柜大小氣室。但在一些特殊位置也應引起注意。

端子排上產生凝露會導致裝置直流短路接地并在二次線路開關跳閘回路短接情況下引起開關誤動作;開關操作機構上的水汽不會直接影響電路，但會使內部金屬部件生銹卡澀，嚴重影響設備的使用壽命，間接腐蝕電路致使出現故障;開關柜內的瓷瓶大多不防水，瓷瓶出現水汽則會發生爬電或閃絡現象，是設備絕緣能力下降甚至出現短路。

二、解決對策

2.1? 傳感器

正如前文所敘，裝置產生凝露的一大先決條件即是溫度和濕度，在裝置內部安裝可監測溫度和濕度的傳感器，以智能方式獲悉設備內外的溫差和空氣濕度，配合加熱器工作，從源頭上杜絕凝露現象的產生。搭配可視化程序，將設備內的具體溫度差值和空氣內水汽含量用數據表示，需要傳感器一定的靈敏度來確保設備表面與空氣的溫差來減小凝露現象的產生。

2.2? 溫度與加熱器

加熱器的選擇也是從溫度角度降低凝露現象產生的一個重要問題，一般意義上的加熱器對于本文涉及的設備來說過于龐大，不能很好在裝置內安裝，且尺寸的不適會導致二次問題的產生。并且由于裝置本身具有多個倉室，氣密性又非絕對，因此加熱器的安裝必須經過嚴格的計算，以使用符合設備覆蓋全面的加熱器。

2.3? 濕度與通風裝置

此外，不但可以通過控制設備表面與空氣溫度差的方式減少凝露現象，也可以使用風干手段直接去除設備表面的水汽露滴?？梢园惭b監測設備表面濕度的傳感器，連接傳感器與通風裝置，在設備表面濕度到達一定高的程度時開啟通風裝置去除設備內水汽。并且由于風機本身使用的能耗問題，會使封閉空間內的溫度上升。應對設備溫度嚴格監控，必要時應關閉風機。

2.4? 濕度與干燥裝置

雖然空氣濕度問題無法避免且不可控制，但我們可以在空氣濕度較北方地區高而較南方及沿海地區低的過渡地區使用干燥裝置。以此降低傳感加熱智能系統帶來的成本問題。干燥裝置可以采用吸水裝置，用親水吸水的材料貼服設備的部分表面有效的減少設備表面的水汽;在吸水材料難以貼附或過于狹小的封閉空間可以使用其他干燥物質來減少水汽。

三、警報裝置主機

3.1? 警報裝置

凝露現象會對供電設施產生較為嚴重的危害，雖然使用了智能傳感器實現了對設備表面溫度濕度的可視化監測。但為了減少人員的勞動強度及成本，以及提升對設施的監測和設施的供變電穩定，可以在傳感器連接聲光系統警報器。在設備表面溫度或濕度的相對高度異常時，抑或是除濕加熱裝置未能正確工作時，通過LED燈和蜂鳴器對工作人員進行警報。同時聯合監測數據和故障位置提供給維修人員以增加維修效率進而提高設備的穩定性。

3.2? 自動除濕程序主機

由于變電所中置柜結構原因，需要采用多種方法減小凝露現象的產生。因而需要傳感器對不同的部位進行監測，且監測的標準也因為除濕方法的不同而各有差異。所以需要在設備外連接程序主機對設備內裝置進行統籌管理。根據裝置不同設定不同的區間并連接總報警裝置進行使用。主機的實時監測數據還可以上傳至服務器，可以查看設備內溫度和濕度的歷史數據;增加遠程管理功能，可以人為控制裝置的開關來更好的控制裝置進行除濕。

四、具體安裝及應用前景

4.1? 電纜溝

電纜溝底部應設置排水裝置以排出積水，溫濕度傳感器可安裝至電纜溝側壁及底側，采用可視化數據窗對溫濕度進行實時的監控。增加自動除濕裝置，由于電纜溝空間較為狹小，傳統的加熱除濕系統或通風除潮系統不適用，建議使用可靠性較高的抽濕功能來達到最佳的除濕效率。

4.2? 開關柜大氣室

因為開關柜大氣室的結構特點，凝露現象出現后，水汽覆蓋設備表面的表面積較大。因此除卻必須的溫濕度傳感器以外，建議在開關柜大氣室安裝自動通風除濕裝置以最大化提高除濕效率降低成本?？梢栽陂_關柜大氣室內壁安裝多個通風裝置保持開關柜大氣室內壁的干燥。

4.3? 開關柜小氣室

對于開關柜小氣室的結構特點，則可以采用溫濕度傳感器加自動加熱裝置進行除濕除潮。將被動除水汽變主動防止水汽的產生，以高精度高靈敏度的溫濕度傳感器控制加熱器對開關柜小氣室內溫度進行調控，始終保證設備表面溫度高于空氣溫度，最大程度上減少凝露現象的發生概率。

4.4? 自動報警系統

分別在設備不同的位置安裝自動報警系統并設定一定的溫度差和相對濕度閾值，并在設備外部安裝上位的、總報警裝置。在設備內部的溫度差或某區域的空氣濕度發生異常時，將故障位置和異常數據上報至上位報警器，總報警裝置通過燈光和蜂鳴對維修人員進行報警，最大化維修效率。

4.5? 其他

端子排上可以采用吸水材料進行吸附以減少水汽的惡劣影響;開關操作機構上可以涂抹潤滑疏水的油脂來降低生銹的概率;室內開關柜內的瓷瓶建議使用防水材料制造，如不是應在外圍覆蓋吸水材料隔絕水汽。

4.6? 應用前景

本文所設想的解決對策將有效的緩解甚至根治變電所中置柜凝露現象。據此思路也可以拓展到其他高壓電氣設備凝露問題的解決，有良好的應用和發展前景，擁有非凡的潛力。

結束語：

伴隨我國的不斷發展，對于電力的應用勢必會越來越多，因此電力穩定供應的重要性就不言而喻。解決變電所中置柜的凝露現象對于變電設施是一個十分重要的改進，從凝露現象的產生根源進行設計改造，改善中置柜內部的工作環境;使用高新科技，更智能全面的對設備進行管理，減少變電所設施故障的頻率，增加變電所的穩定性和可靠性，同時降低安全隱患。

參考文獻：

[1]?? 羅宏，程應順.PSCS-60（40）排水型除濕裝置在開關柜內的應用[J].中國煤炭，2014，40（12）：79-80.

[2]?? 呂旭軍，盛躍峰，王毅超，鄭彧.變電所10kV開關柜自動除濕裝置研究與應用[J].通訊世界，2015（03）：84-85.

[3]?? 何整杰.智能除濕裝置的研發[J].科技創新與應用，2015（18）：30-31.

[4]?? 陸曉紅.關于開關柜在線智能除濕裝置開發的研究報告[J].科技創新導報，2015，12（13）：17.

[5]?? 張池川，姜龍，吳征彥.變電所高壓中置柜凝露問題現狀及對策分析[J].山東工業技術，2017（08）：193.

[6]?? 左志敏.配網自動化建設過程中遇到的相關問題及其優化措施[D].華北電力大學（北京），2017.