开关柜二次防凝露装置的研制

2016-03-13李红莲

现代商贸工业 2016年1期

李红莲白钰

(1.宁夏建设职业技术学院,宁夏银川 750001；2.国网银川供电公司,宁夏银川 750001)

1 问题提出

银川供电公司配电网管辖开闭所28座，电缆环网柜496台，电缆分支箱327台，配电变压器累计382台。一旦开关柜因凝露出现故障，就会影响整个银川地区的供电可靠性。

开关设备内部发生凝露引起爬电、闪络事故，一般发生在以下几种情况：(1)地区湿度高，气候温度变化大，开关柜底部潮湿，有的电缆沟甚至有积水；(2)有的开关柜在地下室，湿度高，柜体内温度特别是接近地面的温度低于环境温度；(3)有的设备处于暂时停运状态，开关柜柜内小环境温度就比周围环境温度低，在其表面就极易形成凝露，在这种情况下，一旦送电投运，事故就随之发生。

所谓凝露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。这个现象称之为凝露。凝露的发生取决于室内温度、柜内温度、相对湿度以及露点温度。露点温度是指在一定温度的空气中，水蒸汽的最大含量称为饱和水蒸汽量，此时的空气称为饱和空气，饱和空气温度下降时，空气中的水蒸气将凝结成水珠。含有水蒸气的空气的饱和温度，称为露点温度。环境温度、凝露温度与相对湿度曲线如图1所示。

图1 环境温度、凝露温度与相对湿度曲线

在实际运行维护工作中我们发现，开关柜中生成凝露主要有以下两个方面的危害：(1)凝露发生于开关柜的二次系统，导致二次线路或元器件内部短路，造成开关设备误动作，甚至无法合闸；(2)凝露发生于开关设备的电动传动机构，造成机构锈蚀，导致调度遥控或现场电操不能实现。

2 提出多种方案并确定最佳方案

2.1 方案设想

从图1中可以看出：要想防止开关柜二次系统凝露的生成，必须从凝露生成的两个必不可少的条件发出，只要阻断其中一个条件的形成，就可以防止开关柜二次系统凝露的生成。由此可以考虑出三种方法：湿度控制法、温度控制法和温湿度控制法，并衍生出以下五种方案。

2.2 方案选择

方案一：密封+干燥剂。

湿度控制法即绝对湿度控制法，即通过降低绝对湿度来控制相对湿度。这种方法可有两种方案，较为简单的一种是通过增加开关柜的密封性，减少水蒸气的进入，并利用干燥剂吸收除去机柜内的水分，从而阻止凝露的发生。

方案二：直接抽湿。

湿度控制法的另外一种方案是直接在开关柜二次系统室内安装除湿设备，当检测到开关柜二次系统室内的湿度达到一个根据外部环境温度设定的阀值时，自动启动除湿设备，直接降低开关柜二次系统室内的湿度，阻止开关柜二次系统室内凝露的生成。

方案三：手动投切加热。

温度控制法即相对湿度控制法，采用提高开关柜二次系统室内温度的方法来控制相对湿度，防止凝露的生成。一种简单直接的方案是在开关柜二次系统室内安装加热设备，当巡视人员发现有凝露产生或湿度比较大时，手动投入加热设备，对开关柜二次系统室内空气进行加热，当湿度减小时，切除加热设备。

方案四：自动投切加热。

温度控制法的另外一种方式，采用加热设备自动投切实时控制的方式。在开关柜二次系统室内安装湿度控制器和加热设备，当检测到开关柜二次系统室内的湿度达到一个根据外部环境温度设定的阀值时，自动启动加热设备，提高开关柜二次系统室内的温度，使其始终高于当前环境下的露点温度，避免开关柜二次系统室内凝露的生成。

方案五：自动投切加热+热空气强制循环+告警。

这种方案在开关柜二次系统室内同时安装加热设备、热空气强制循环设备和告警装置组成除湿系统，由湿度控制器控制除湿系统的投切。人为设定启动湿度和停止湿度，当检测湿度>启动湿度>停止湿度时，自动启动除湿系统，加热设备和热空气强制循环设备开始工作，提高二次系统室内的温度，使之始终高于露点温度，通过热空气的强制循环使得散热均匀，提高散热效率，降低开关柜二次系统室内的相对湿度，从而阻止凝露的生成。在此同时，点亮报警灯并发出蜂鸣声，提醒巡视人员检查开关柜基础内是否有积水，或常规的防凝露措施是否失去作用。当开关柜二次系统室内湿度降低，启动湿度>检测湿度>停止湿度时，除湿系统继续运行。当湿度进一步降低，以至于满足启动湿度>停止湿度>检测湿度的条件时，切除除湿系统，加热设备和热空气强制循环设备停止运行。这种方案的优缺点如表1所示。