开关柜防凝露的措施研究

开关柜防凝露的措施研究

李烁

国网新疆电力有限公司奎屯供电公司，新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州奎屯市， 833200

摘要：当露点温度比周围环境温度要高时，空气当中的大量水蒸气将会逐渐凝结成小水珠，进而形成凝露。而如果开关柜在运行过程中有凝露产生，则其内部的许多电气部件将因此而受潮，出现放电、绝缘击穿等各种问题，严重影响开关柜的安全运行。因而有必要通过明确凝露对开关柜安全运行所产生的具体影响进行有效明确，从而在此基础上提出有效的防范措施，以保障开关柜的安全运行。

关键词：凝露；开关柜；安全运行

1开关柜运行中产生凝露的原因分析

凝露现象是指柜体内壁表面温度下降到露点温度以下时，内壁表面会发生水珠凝结现象。凝露是否发生取决于室内温度、柜内温度、相对湿度及露点温度。开关设备内部发生凝露会在一定程度上引起爬电、闪络等事故的发生。爬电距离是指两个不同极性的导电部件之间或带电件与易触及表面之间沿绝缘材料表面测量的最短路径。电气间隙是指这些部件之间的空间最短距离。在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面发生的破坏性放电，放电时的电压称为闪络电压。发生闪络后，电极间的电压迅速下降到零或接近于零。闪络通道中的火花或电弧使绝缘表面局部过热造成炭化，损坏表面绝缘，会造成开关柜损坏，给电力系统的安全造成相当大的危害。现场分析，冬季低温时段，机电制修厂部分车间的进、出线柜（总柜）内壁产生大量的水珠的原因有以下三个：（1）冬季室外室内温差大，白天水蒸发成雾气，夜晚靠近车间顶部雾气凝露成水珠，溅落在电柜（柜内也有凝露现象），电气元件容易短路；（2）开关柜内部运行温度高于柜体外部，易产生凝露现象；（3）开关柜下边的电缆沟出入口封闭不严，容易进水，尤其是放置铁皮的盖板处，易产生潮气。进、出线孔封堵不完好，有间隙，潮气易进入开关柜。

2凝露对开关柜安全运行的影响分析

2.1开关柜电缆仓

通常情况下，开关柜中的电缆仓处于干燥状态，因此即便其内部电气设备譬如说电缆、避雷装置等绝缘表面出现了少量污秽，但因其电阻较高，因而并不会有污闪情况出现。而如果开关柜因缺乏良好的安装环境，密封性较差，或是因空气温湿度变化较大等因素影响而导致其产生凝露，则电气设备在受潮后其污秽层电介质将会逐渐于绝缘表层分解成一层薄导电液膜，进而大幅削弱电气设备自身原本的绝缘强度。与此同时将会出现短暂或长时间的放电现象，最终彻底击穿绝缘。与此同时，受长时间的高电压作用，设备相间片爬电距离的逐渐变短也会引发其他相电气设备绝缘受损，从而最终引发短路事故。

2.2仪表仓

如果在开关柜继电器仪表仓出现凝露，则极有可能腐蚀端子排上的金属导电部位，而随着凝露现象的不断加剧，其所造成的腐蚀问题也会越来越严重，在与灰尘以及其他杂质进行相互混合之后，极有可能导致交流或直流短路接地的出现。对于变电站二次系统来说，直流接地将会直接影响其运行的安全性和稳定性。通过结合笔者长期的实践观察，发现通常会因带电部位受潮或是有水而导致直流接地，如果凝露使得端子排上的两根二次线受潮出现短路问题，且断路器跳闸回路，则不仅极有可能导致出现停电事故，严重时还有可能直接烧损整个电气设备。

2.3手车断路器仓

如果在开关柜的手车断路器仓中出现凝露，则会在无形之中逐渐腐蚀该操作机构当中的金属部件，从而直接影响到该操作机构的使用性能和使用寿命。随着时间的延长，因凝露而产生的腐蚀现象日益严重，金属部件将会出现明显的卡顿和运行不畅，使得在分合过程中手车断路器机构难以及时运行到指定位置。而因受到凝露影响，断路器的动静触头分合动作过慢，则同样也会导致电力事故的出现。

3开关柜防凝露的措施

目前，一套完整的防凝露系统通常由空调、除湿机、区域环境控制、空气循环系统、安全保护、排水系统、系统自动检测等组成。在该系统中，可通过引入新型的除湿方法和技术，使得防凝露系统的除湿性能大大提升，比如，文中重点研究的干燥空气除湿方法。因此，引入新型的除湿技术是防治开关柜受潮和凝露的一种有效的应对策略。防凝露措施应当在结合凝露产生的机理和变电站开关柜的运行特点之后根据实际需要进行执行，且在执行的过程中需要通过对现存的防凝露措施中存在的问题进行清晰地认识，然后采取有针对性的改进措施来设计开发新型的开关柜防凝露系统，从而能够取得较为良好的效果。在开关柜防潮湿和凝露方面，可采取如下防治措施：1）结合实际开关柜的结构特点和运行环境，合理选用空气置换法，即干燥空气除湿法，去除柜内的湿空气，置换成更多的洁净、干燥的新空气，并将潮湿的空气及时排出柜外，使得柜体内最终可充满干燥空气。2）强化电缆沟排水。通常情况下，如果开关柜需要长期面临高温潮湿或是雨水较多的运行环境，则需要保障其电缆沟具有良好的排水性能，否则一旦遭遇强降水等极端恶劣天气，不仅容易大大减缓开关柜电缆沟的排水速度，同时还极有可能发生电缆沟中有雨水倒灌的情况。当雨水逐渐蒸发后，室内湿度值迅速上升，进而比较容易产生凝露，对开关柜的安全运行产生不利影响。因此为了有效避免出现这一问题，并彻底防范凝露对开关柜安全运行所产生的不良影响，一方面相关工作人员需要结合实际情况适当增加开关室内和室外电缆沟的高差，利用这一高度差加速电缆沟的排水速度。另一方面还可以将电缆沟集水井设置在开关室外，同时利用水泵使得电缆沟中的积水能够在短时间内迅速排干净。在降雨量相对较大的气候条件下，工作人员也应当重点做好变电站的巡视工作，及时了解水泵的运行情况，使其可以充分发挥自身的强大效用，保护开关柜的安全运行。3）当使用干燥空气除湿法时，可同时配合使用加热除湿法以此来降低柜内的空气湿度。针对12kV金属封闭开关柜，还可采取如下措施防止潮湿和凝露现象发生：①对柜内通风道进行优化设计，科学、合理地布置通风道的路径、进风口的位置、出风口的位置等；②根据开关柜的实际结构，对柜内各类温湿度传感器进行科学、合理地布置，确保柜内的密封性达到一定的要求，尤其是电缆沟的密封性，避免由于密封性不足导致的柜内电气设备绝缘性能降低，发生沿面放电、闪络、烧毁等事故；设置科学的指令，制定合理的控制策略，柜内各式传感器能有效检测温湿度等环境数据，并使开关柜能执行不同的控制策略，从而准确地、快速地投切除湿装置。此外，通过对几种封闭式开关柜的潮湿和凝露防治方法进行数值模拟研究，表明合理、科学地布置柜内加热器的位置可显著提高实际的加热除湿效果，以有效防治凝露现象的发生。总的来说，在开关柜潮湿和凝露防治研究方面，通过制定合理的防治措施，可提高除湿效果，而选择合适的温湿度控制器也显得至关重要，该类控制器最好可自动调整温湿度启动值，并具备监测值异常的报警功能，在日温差较大的地区或时段、高湿度地区或季节、雨季或高湿天气等情况时温湿度控制器应当可靠投切和使用。

4结语

如果开关柜本身缺乏良好的安装环境或是空气温湿度变化相对较大等原因，比较容易导致其产生凝露。而一旦产生凝露，如果无法对其进行有效处理，不仅会大幅减弱电气设备自身的绝缘性能，严重时还有可能导致短路故障甚至开关柜爆炸等情况出现。因此笔者认为相关工作人员除了需要在日常加强对开关柜的认真巡视之外，还需要注重加强电缆沟的排水以及开关柜除湿，以此有效防止凝露出现，切实保障开关柜的安全运行。

参考文献：

[1]王梁.10kV高压开关柜的检修和维护对策[J].中国新技术新产品，2017（22）：55-56.

[2]欧阳轩.探讨电力高压开关柜绝缘事故原因分析及对策[J].中国高新区，2017（22）：117+119.