开关柜除湿及快速消除凝露研究

2016-08-24赵开文

电气技术与经济 2016年2期

关键词：热空气开关柜冷凝

赵开文

（江苏国信靖江发电有限公司）

开关柜除湿及快速消除凝露研究

赵开文

（江苏国信靖江发电有限公司）

开关柜是一种常见的电气设备，柜内的湿度和凝露是影响开关柜正常工作的一种重要环境因素。本文提出了一种既能除湿又能消除凝露的方法，利用半导体冷凝原理将柜内的湿热空气通过半导体冷端进行冷凝成水排出柜内，降低柜内水汽含量，从而起到降低湿度的作用，湿度降低了，柜内干燥了，柜壁的凝露会加快蒸发，这对消除凝露有一定的帮助，但是实践证明这种方式不是消除凝露的最好方法。通过加热片加热，同时用风扇使热空气在柜内循环起来，这种原理就接近电热吹风原理，很快能消除凝露。经过试验确认，取得了良好的使用效果，确认了方法的可行性。

开关柜；除湿；半导体；凝露；加热；空气循环

0　引言

高压开关柜是一种重要及普遍存在的电气设备，环境湿度和凝露是影响电气设备正常工作的一个重要因素。空气湿度过大设备表面凝聚水分，引起霉菌滋生加快，使电气绝缘强度降低，金属腐蚀加快导致接触面氧化，接触电阻增大，给开关设备的安全带来威胁。降低开关柜内的湿度，消除凝露，保证开关柜设备高效、安全的运转就显得尤为重要。目前国内也有很多方法对开关柜进行除湿，如加热除湿法、半导体冷凝除湿法、自然通风法等，这些方法都会有大的弊端，很难做到既能除湿又能快速消除凝露（有些方法甚至会增加凝露的产生），同时又不改变其他的环境因素。

1　原理分析

1.1湿度和凝露的概念

相对湿度，指湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比。

露点温度，指在固定气压之下，空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。

1.2凝露的形成及危害

由于开关柜是一个相对封闭的空间，但是和电缆沟连接的部分及柜门部位多少还是存在一些空隙，外界的湿气可以通过这些缝隙进入到开关柜内部，增加柜内本身的湿度。一般开关柜内部都会有很多电气元件，电气元件在工作时会产生一些热量，使柜内基本能维持一个比外界温度高的状态，当柜内外温差较大时，柜内的热空气会在柜内壁和顶部遇冷产生凝露现象。而此时柜内的湿度会有所降低，这是传统根据湿度来判断是否要除湿的装置无法做到快速消除这些凝露。当这些凝露越积越多时就会滴下来，凝露滴到用电设备上会影响电气设备的电气特性，主要是影响绝缘，产生爬电和局放现象，长期会腐蚀电气接触点，增加接触电阻，引起接触点发热，从而会引起一些故障或者事故。

1.3除湿及快速消除凝露方法

由上面的理论知识可知，想防止凝露的形成就要降低柜内的湿度，然而是否会形成凝露是外界气候变化和湿度有个不确定的关系，因此如果外界气候变化较大时，也不能完全避免凝露的产生，因此就要考虑在凝露产生后如何快速消除凝露，另外也要考虑如何减少凝露量。

由于气候变化正常情况下是根据日出和日落来变化的。由此看来正常的凝露时间应该是在昼夜交替的那段时间内。那么在这段时间之前就将柜内湿度降低到一定程度，会起到减少昼夜交替时产生的凝露量；在这段时间之后凝露都已经产生，便开始慢慢地蒸发，此时就进行快速消除凝露，这样就起到了既能除湿又能快速消除凝露的作用，同时也能延长除湿设备的工作寿命。

1.4实施方法

根据上面的理论分析，提出一种半导体冷凝除湿+热空气循环的除湿及消除凝露的方法。

半导体冷凝除湿：利用半导体能产生一端热和一端冷的原理，冷端可以达到0°左右甚至零下，而热端达到40°左右，同时这个半导体片具有超长的使用寿命。利用这一原理，用风扇将湿热空气吸到设备内经过冷端进行冷凝，然后将冷凝出来的水通过排水管排出柜外，降低柜内的水汽含量，从而起到降低柜内的湿度的作用。当然这一方法可以给消除凝露带来帮助，但是不会有很快的效果，如果日积月累，很难消除凝露。

热空气循环：在半导体制冷除湿的基础上加入这个方法，可以大大改善预防和消除凝露。利用加热片对空气加热，同时使用强劲的风扇将热空气在柜内循环，原理等同电热吹风原理，加快柜内凝露蒸发，同时开启冷凝除湿部分，从而起到快速消除凝露的方法。