户外环网柜凝露现象分析及解决方案

王阳

摘 要：随着城市配电网中环网柜应用的不断增加，突出问题也随之凸显，文章叙述了户外环网柜的运行现状，得出凝露现象严重，导致设备受损。通过研究凝露现场的原因提出相对应的改善措施，效果显著。

关键词： 户外环网柜；凝露现场；高湿度

中图分类号：TM727 文献标识码：A

随着城市配电网的不断发展，电缆化程度的提高，环网柜应用日渐广泛，并成为配电网中的重要组成部分。户外环网柜因具有结构紧凑，占地面积小，外形美观，可与周围环境协调配合等优点，在电网建设中所占比重越来越大。但在实际运行中发现户外环网柜普遍存在凝露现象，造成操作机构锈蚀，绝缘程度下降等，严重影响设备运行。本文对户外环网柜的凝露原因进行分析，并制定解决方案。

1 户外环网柜运行现状

华东某县级供电企业管辖运行开闭所550座，其中户外环网柜319座，占比58%。户外环网柜采用真空负荷开关或SF6负荷开关作为开断装置，按箱体结构分为单元间隔式和共箱式两大类。此类设备作为城市配电网的重要组成部分，广泛分布于市区道路边、小区绿化带、公园景观等处。因土地资源的紧缺，电网建设中正大量使用户外环网柜，运行管理部门所承担的工作量急剧增加，因此对设备的可靠性要求也更高。

对近三年发生的户外环网柜设备故障进行统计分析，发现80%以上与设备凝露有关。如：（1）10kV星火281开闭所开关柜母线室因水汽进入发生放电故障（图1）。（2）10kV森港301开闭所4#出线间隔操作机构腐蚀严重（图2）。 经统计70%以上的户外环网柜均存在明显的凝露现象。

2 凝露现象分析

空气的成分可以看作由干空气、水汽、尘埃三部分组成。绝对湿度为单位空气在一定压力及温度下所含的水汽的质量。饱和湿度为单位空气在该条件下所能包含的最大水汽质量。温度越高，空气中所能包含的水汽越多，饱和湿度越大。绝对湿度与饱和湿度的比值为相对湿度。如果湿度不变，当温度低至一定值后，水蒸气的分压力达到所对应温度的饱和压力，空气中的水汽就达到饱和。如果温度进一步降低，水汽就会从空气中冷凝析出形成露滴。此现象即为“凝露”。因此，温度和湿度的变化是凝露产生的重要因素。

2.1温湿度测量

选取凝露现象较严重的10kV交警停车场141开闭所作为测试对象，对其进行温湿度测量（表1）。图3为2013年5月15日测试当日开闭所内凝结的水珠。

从表1中可以看出，所内温度与环境温度差值在0.6℃内。分析认为户外环网柜正常运行无发热，所内温度由环境温度决定，属于不可控因素；

同样，从表1中也可以看出，所内湿度均高于环境湿度，差值在6%RH以上。因此，可以认为凝露产生直接原因就是湿度高，对柜内湿度的改善将成为解决凝露问题的关键因素。

2.2高湿度原因分析

高湿度的产生是因为箱体局部空气中水汽的含量较大。我们分析认为，高湿度的产生有两方面的原因：（1）箱体内水汽蒸发量大。（2）箱体内空气无法与外界空气充分对流。

根据安装规范要求，户外环网柜底部为半潜入式电缆井，深度不应小于1.3米。因存在电缆管道污水灌入、雨水汇集等问题，电缆井内均存在不同程度的积水。这部分积水的长期存在，产生了大量的水蒸气，这就是箱体内水汽蒸发量大于周边环境的原因。同时，户外开关柜防护等级要求在IP5X及以上，设备本体密封性好，且安装于一个狭小的空间内，缺少空气流动的条件，因此水汽进入开关柜内无法自行排出。

3 解决方案

基于前述现象分析，降低户外环网柜箱体内的空气湿度将成为解决凝露现象的突破口。由于供电可靠性的高要求，非特殊情况下无法采用停电处理凝露，因此寻求在不停电条件下解决凝露问题的方案才具有可行性。通过对户外环网柜的箱体结构、基础构造等进行分析，制定出有针对性的措施来降低湿度，有效缓解凝露现象。

3.1改善措施

选取前述凝露较严重的10kV交警停车场141开闭所作为试验对象，进行防凝露改造。（1）箱体外壳打孔。在不破坏箱体外壳强度的前提下，多开一些通风气孔，增加内部空气对流，对降低内部空气湿度能起到一定效果。（2）基础平台增加通风孔。户外环网柜基础平台按相关标准应高出室外地面400mm以上，该处设备基础平台为实体密闭构造，因此底部电缆井中的水汽只有向上进入箱体内部的通道。通过对基础平台开孔，能将大量电缆井中产生的水汽排出，避免其进入箱体。（3）安装电缆井通气管。为了进一步增大电缆井中水汽排出通道，针对具体现场实际安装数量不等的电缆井通气管，管口较大，能有效导入外部空气，在电缆井内形成充分的空气对流。采用此项措施能进一步降低箱体内部空气湿度。

针对不同户外环网柜的具体情况，亦可采取其他措施，在此不再详述。

3.2效果检查

改造后对10kV交警停车场141开闭所再次进行所内外湿度测量（表2）。

通过表2数据可知，改造后开闭所内外湿度差在5%RH以下，箱体内凝露现象得到明显控制，箱顶没有凝结水珠，机构腐蚀现象没有恶化，效果显著。

将此类改造进行推广，可在不影响电网运行的情况下有效缓解当前严重危及设备安全的凝露问题，延长设备寿命，取得良好的经济效果。

结语

现阶段的解决方案仅仅是通过创造自然通风条件来降低湿度，对控制设备凝露问题能起到较好的缓解作业，但并不能从根本上解决凝露问题。在后续的方案完善中可通过加入在线监测、太阳能发电、4G通讯等新兴技术的应用，做到对重点设备的实时监测，可采集温度、湿度等数据，并可加装自动开启的排风扇和抽水泵等设备。随着户外环网柜的大量应用，凝露问题仍将会严重的影响设备安全，如何能更好更经济更安全的解决此类问题，对降低设备故障的发生，提高电网可靠性具有十分重要的意义。

参考文献

[1]曲宝拴，常江.环网柜内部放电的原因与解决[J].农村电工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，鲁晔，等.浅谈环网柜在配电网的应用[J].电力安全技术；2010（07）.endprint

摘 要：随着城市配电网中环网柜应用的不断增加，突出问题也随之凸显，文章叙述了户外环网柜的运行现状，得出凝露现象严重，导致设备受损。通过研究凝露现场的原因提出相对应的改善措施，效果显著。

关键词： 户外环网柜；凝露现场；高湿度

中图分类号：TM727 文献标识码：A

随着城市配电网的不断发展，电缆化程度的提高，环网柜应用日渐广泛，并成为配电网中的重要组成部分。户外环网柜因具有结构紧凑，占地面积小，外形美观，可与周围环境协调配合等优点，在电网建设中所占比重越来越大。但在实际运行中发现户外环网柜普遍存在凝露现象，造成操作机构锈蚀，绝缘程度下降等，严重影响设备运行。本文对户外环网柜的凝露原因进行分析，并制定解决方案。

1 户外环网柜运行现状

华东某县级供电企业管辖运行开闭所550座，其中户外环网柜319座，占比58%。户外环网柜采用真空负荷开关或SF6负荷开关作为开断装置，按箱体结构分为单元间隔式和共箱式两大类。此类设备作为城市配电网的重要组成部分，广泛分布于市区道路边、小区绿化带、公园景观等处。因土地资源的紧缺，电网建设中正大量使用户外环网柜，运行管理部门所承担的工作量急剧增加，因此对设备的可靠性要求也更高。

对近三年发生的户外环网柜设备故障进行统计分析，发现80%以上与设备凝露有关。如：（1）10kV星火281开闭所开关柜母线室因水汽进入发生放电故障（图1）。（2）10kV森港301开闭所4#出线间隔操作机构腐蚀严重（图2）。 经统计70%以上的户外环网柜均存在明显的凝露现象。

2 凝露现象分析

空气的成分可以看作由干空气、水汽、尘埃三部分组成。绝对湿度为单位空气在一定压力及温度下所含的水汽的质量。饱和湿度为单位空气在该条件下所能包含的最大水汽质量。温度越高，空气中所能包含的水汽越多，饱和湿度越大。绝对湿度与饱和湿度的比值为相对湿度。如果湿度不变，当温度低至一定值后，水蒸气的分压力达到所对应温度的饱和压力，空气中的水汽就达到饱和。如果温度进一步降低，水汽就会从空气中冷凝析出形成露滴。此现象即为“凝露”。因此，温度和湿度的变化是凝露产生的重要因素。

2.1温湿度测量

选取凝露现象较严重的10kV交警停车场141开闭所作为测试对象，对其进行温湿度测量（表1）。图3为2013年5月15日测试当日开闭所内凝结的水珠。

从表1中可以看出，所内温度与环境温度差值在0.6℃内。分析认为户外环网柜正常运行无发热，所内温度由环境温度决定，属于不可控因素；

同样，从表1中也可以看出，所内湿度均高于环境湿度，差值在6%RH以上。因此，可以认为凝露产生直接原因就是湿度高，对柜内湿度的改善将成为解决凝露问题的关键因素。

2.2高湿度原因分析

高湿度的产生是因为箱体局部空气中水汽的含量较大。我们分析认为，高湿度的产生有两方面的原因：（1）箱体内水汽蒸发量大。（2）箱体内空气无法与外界空气充分对流。

根据安装规范要求，户外环网柜底部为半潜入式电缆井，深度不应小于1.3米。因存在电缆管道污水灌入、雨水汇集等问题，电缆井内均存在不同程度的积水。这部分积水的长期存在，产生了大量的水蒸气，这就是箱体内水汽蒸发量大于周边环境的原因。同时，户外开关柜防护等级要求在IP5X及以上，设备本体密封性好，且安装于一个狭小的空间内，缺少空气流动的条件，因此水汽进入开关柜内无法自行排出。

3 解决方案

基于前述现象分析，降低户外环网柜箱体内的空气湿度将成为解决凝露现象的突破口。由于供电可靠性的高要求，非特殊情况下无法采用停电处理凝露，因此寻求在不停电条件下解决凝露问题的方案才具有可行性。通过对户外环网柜的箱体结构、基础构造等进行分析，制定出有针对性的措施来降低湿度，有效缓解凝露现象。

3.1改善措施

选取前述凝露较严重的10kV交警停车场141开闭所作为试验对象，进行防凝露改造。（1）箱体外壳打孔。在不破坏箱体外壳强度的前提下，多开一些通风气孔，增加内部空气对流，对降低内部空气湿度能起到一定效果。（2）基础平台增加通风孔。户外环网柜基础平台按相关标准应高出室外地面400mm以上，该处设备基础平台为实体密闭构造，因此底部电缆井中的水汽只有向上进入箱体内部的通道。通过对基础平台开孔，能将大量电缆井中产生的水汽排出，避免其进入箱体。（3）安装电缆井通气管。为了进一步增大电缆井中水汽排出通道，针对具体现场实际安装数量不等的电缆井通气管，管口较大，能有效导入外部空气，在电缆井内形成充分的空气对流。采用此项措施能进一步降低箱体内部空气湿度。

针对不同户外环网柜的具体情况，亦可采取其他措施，在此不再详述。

3.2效果检查

改造后对10kV交警停车场141开闭所再次进行所内外湿度测量（表2）。

通过表2数据可知，改造后开闭所内外湿度差在5%RH以下，箱体内凝露现象得到明显控制，箱顶没有凝结水珠，机构腐蚀现象没有恶化，效果显著。

将此类改造进行推广，可在不影响电网运行的情况下有效缓解当前严重危及设备安全的凝露问题，延长设备寿命，取得良好的经济效果。

结语

现阶段的解决方案仅仅是通过创造自然通风条件来降低湿度，对控制设备凝露问题能起到较好的缓解作业，但并不能从根本上解决凝露问题。在后续的方案完善中可通过加入在线监测、太阳能发电、4G通讯等新兴技术的应用，做到对重点设备的实时监测，可采集温度、湿度等数据，并可加装自动开启的排风扇和抽水泵等设备。随着户外环网柜的大量应用，凝露问题仍将会严重的影响设备安全，如何能更好更经济更安全的解决此类问题，对降低设备故障的发生，提高电网可靠性具有十分重要的意义。

参考文献

[1]曲宝拴，常江.环网柜内部放电的原因与解决[J].农村电工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，鲁晔，等.浅谈环网柜在配电网的应用[J].电力安全技术；2010（07）.endprint

摘 要：随着城市配电网中环网柜应用的不断增加，突出问题也随之凸显，文章叙述了户外环网柜的运行现状，得出凝露现象严重，导致设备受损。通过研究凝露现场的原因提出相对应的改善措施，效果显著。

关键词： 户外环网柜；凝露现场；高湿度

中图分类号：TM727 文献标识码：A

随着城市配电网的不断发展，电缆化程度的提高，环网柜应用日渐广泛，并成为配电网中的重要组成部分。户外环网柜因具有结构紧凑，占地面积小，外形美观，可与周围环境协调配合等优点，在电网建设中所占比重越来越大。但在实际运行中发现户外环网柜普遍存在凝露现象，造成操作机构锈蚀，绝缘程度下降等，严重影响设备运行。本文对户外环网柜的凝露原因进行分析，并制定解决方案。

1 户外环网柜运行现状

华东某县级供电企业管辖运行开闭所550座，其中户外环网柜319座，占比58%。户外环网柜采用真空负荷开关或SF6负荷开关作为开断装置，按箱体结构分为单元间隔式和共箱式两大类。此类设备作为城市配电网的重要组成部分，广泛分布于市区道路边、小区绿化带、公园景观等处。因土地资源的紧缺，电网建设中正大量使用户外环网柜，运行管理部门所承担的工作量急剧增加，因此对设备的可靠性要求也更高。

对近三年发生的户外环网柜设备故障进行统计分析，发现80%以上与设备凝露有关。如：（1）10kV星火281开闭所开关柜母线室因水汽进入发生放电故障（图1）。（2）10kV森港301开闭所4#出线间隔操作机构腐蚀严重（图2）。 经统计70%以上的户外环网柜均存在明显的凝露现象。

2 凝露现象分析

空气的成分可以看作由干空气、水汽、尘埃三部分组成。绝对湿度为单位空气在一定压力及温度下所含的水汽的质量。饱和湿度为单位空气在该条件下所能包含的最大水汽质量。温度越高，空气中所能包含的水汽越多，饱和湿度越大。绝对湿度与饱和湿度的比值为相对湿度。如果湿度不变，当温度低至一定值后，水蒸气的分压力达到所对应温度的饱和压力，空气中的水汽就达到饱和。如果温度进一步降低，水汽就会从空气中冷凝析出形成露滴。此现象即为“凝露”。因此，温度和湿度的变化是凝露产生的重要因素。

2.1温湿度测量

选取凝露现象较严重的10kV交警停车场141开闭所作为测试对象，对其进行温湿度测量（表1）。图3为2013年5月15日测试当日开闭所内凝结的水珠。

从表1中可以看出，所内温度与环境温度差值在0.6℃内。分析认为户外环网柜正常运行无发热，所内温度由环境温度决定，属于不可控因素；

同样，从表1中也可以看出，所内湿度均高于环境湿度，差值在6%RH以上。因此，可以认为凝露产生直接原因就是湿度高，对柜内湿度的改善将成为解决凝露问题的关键因素。

2.2高湿度原因分析

高湿度的产生是因为箱体局部空气中水汽的含量较大。我们分析认为，高湿度的产生有两方面的原因：（1）箱体内水汽蒸发量大。（2）箱体内空气无法与外界空气充分对流。

根据安装规范要求，户外环网柜底部为半潜入式电缆井，深度不应小于1.3米。因存在电缆管道污水灌入、雨水汇集等问题，电缆井内均存在不同程度的积水。这部分积水的长期存在，产生了大量的水蒸气，这就是箱体内水汽蒸发量大于周边环境的原因。同时，户外开关柜防护等级要求在IP5X及以上，设备本体密封性好，且安装于一个狭小的空间内，缺少空气流动的条件，因此水汽进入开关柜内无法自行排出。

3 解决方案

基于前述现象分析，降低户外环网柜箱体内的空气湿度将成为解决凝露现象的突破口。由于供电可靠性的高要求，非特殊情况下无法采用停电处理凝露，因此寻求在不停电条件下解决凝露问题的方案才具有可行性。通过对户外环网柜的箱体结构、基础构造等进行分析，制定出有针对性的措施来降低湿度，有效缓解凝露现象。

3.1改善措施

选取前述凝露较严重的10kV交警停车场141开闭所作为试验对象，进行防凝露改造。（1）箱体外壳打孔。在不破坏箱体外壳强度的前提下，多开一些通风气孔，增加内部空气对流，对降低内部空气湿度能起到一定效果。（2）基础平台增加通风孔。户外环网柜基础平台按相关标准应高出室外地面400mm以上，该处设备基础平台为实体密闭构造，因此底部电缆井中的水汽只有向上进入箱体内部的通道。通过对基础平台开孔，能将大量电缆井中产生的水汽排出，避免其进入箱体。（3）安装电缆井通气管。为了进一步增大电缆井中水汽排出通道，针对具体现场实际安装数量不等的电缆井通气管，管口较大，能有效导入外部空气，在电缆井内形成充分的空气对流。采用此项措施能进一步降低箱体内部空气湿度。

针对不同户外环网柜的具体情况，亦可采取其他措施，在此不再详述。

3.2效果检查

改造后对10kV交警停车场141开闭所再次进行所内外湿度测量（表2）。

通过表2数据可知，改造后开闭所内外湿度差在5%RH以下，箱体内凝露现象得到明显控制，箱顶没有凝结水珠，机构腐蚀现象没有恶化，效果显著。

将此类改造进行推广，可在不影响电网运行的情况下有效缓解当前严重危及设备安全的凝露问题，延长设备寿命，取得良好的经济效果。

结语

现阶段的解决方案仅仅是通过创造自然通风条件来降低湿度，对控制设备凝露问题能起到较好的缓解作业，但并不能从根本上解决凝露问题。在后续的方案完善中可通过加入在线监测、太阳能发电、4G通讯等新兴技术的应用，做到对重点设备的实时监测，可采集温度、湿度等数据，并可加装自动开启的排风扇和抽水泵等设备。随着户外环网柜的大量应用，凝露问题仍将会严重的影响设备安全，如何能更好更经济更安全的解决此类问题，对降低设备故障的发生，提高电网可靠性具有十分重要的意义。

参考文献

[1]曲宝拴，常江.环网柜内部放电的原因与解决[J].农村电工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，鲁晔，等.浅谈环网柜在配电网的应用[J].电力安全技术；2010（07）.endprint