凝露造成高低压开关柜的故障分析

仲文锦

（江苏镇安电力设备有限公司，江苏镇江212028）

凝露造成高低压开关柜的故障分析

仲文锦

（江苏镇安电力设备有限公司，江苏镇江212028）

随着城市配电网应用的不断增加，凝露问题也随之凸显。叙述了凝露对配电设备造成的4种常见危害：凝露造成绝缘故障及相间短路故障；气象凝露造成机构锈蚀故障；环境湿度凝露造成击穿故障。并通过总结实际工作经验，针对凝露造成的故障进行分析，找到处理的方法和措施，效果显著。

凝露；开关柜；绝缘；故障

随着现代城市的发展，人们的生活越来越依赖于电，开关柜设备不断地更新换代，由原来的开放式更新成封闭式。因其安全、可靠、结构紧凑、占地面积少、操作方便、美观、保护性能好等优点，在开闭所，配电室、变电站内被广泛使用。由于结构布置紧凑、大量使用有机绝缘材料，及密闭性好，防护等级高，通风性能降低，使得凝露导致的故障问题突显。为了减少因凝露产生电力设备故障造成的损失，及给人们造成的损失，以下简要分析了凝露造成高低压开关设备的原因、故障分析及解决措施。

1 封闭式开关柜凝露造成故障的原因

目前，由于占地、线路走廊、城市美化等原因，使得电缆在开闭所、小区配电室、变电站广泛使用，采用城市主干道两侧修建电缆沟解决通道问题，由电缆沟串入的水汽是造成内部凝露的主要原因之一。

1.1 凝露造成绝缘故障

由于城市地下管网纵横，电缆沟通常很难做到独立和封闭，由于雨雪、渗漏、排水不畅等原因，这里往往聚集大量污水。例1：在某10 kV开闭所出线柜间隔电缆头绝缘击穿的故障。

原因分析：经调查发现，因电缆沟内部的积水已经达到1 m多深，由于电缆入口封闭不够严密，电缆沟中产生的水气进入开关柜内，在内部产生凝露，变化成水珠吸附在电缆头伞裙及相间绝缘板上，绝缘板与电缆伞裙之间长时间运行放电，发出吱吱放电声，造成绝缘降低，击穿、最终产生故障。

1.2 凝露造成相间短路故障

高压开关柜凝露会产生故障，同样低压开关柜放置的位置周边土壤潮气过大，柜体底部封堵不密封也会造成凝露造成故障，例2：某小区400 V户外电缆分支箱断路器上桩头相间发生短路拉弧故障。

原因分析：分支箱底部封堵不密闭，土壤中水气蒸发进入分支箱，由气体凝露变化成雨滴，吸附在开关上，由于低压产品电压等级低，铜排、开关及其它元器件都是裸露在空气中，时间长久后，吸附在开关桩头上雨滴慢慢拉近A、B、C相间爬电距离，达到极点最终造成相间短路，爆炸损坏开关，造成停电故障。

1.3 气象凝露造成机构锈蚀故障

根据调查，目前高低压开关柜发生故障的频率较高，但特别是户外型的开关柜发生故障频率更高，户外环网柜就是其中一种。例3：某小区公变户外环网柜安装完成并送电运行一年左右，操作倒电时，机构卡死，电动操作卡死导致电机烧坏，手动操作无法转动，打开面板查看，内部操作机构严重锈蚀无法动作。

原因分析：设备运行时内部发热产生温度，到晚上外部温度骤降，而且环网柜壳体是金属壳体即导热又散热，造成柜内温度与柜外温度冷热温差产生凝露，水珠吸附在柜顶，滴到机构上或机构上直接凝露产生水，长时间锈蚀，机构卡死，无法操作。

1.4 环境湿度凝露造成击穿故障

环境湿度也是造成开关柜内部凝露的主要原因之一，我国北方总的来说，空气比较干燥，但也存在小流域高湿环境，如山谷、地下室等。在湿度相对较高的季节，也易发生凝露造成的凝露故障。例4：110 kV开闭所，KYN61-40.5开关柜，其中一台出线间隔一直处于冷备用状态，断路器没有合闸，在运行一年多时间后某一天突然内部击穿，发生短路接地故障，柜内其它原件全部烧坏。

原因分析：对故障柜体进行拆解检查，整个壳体拼装组成，分为四部分：仪表室、断路器室、电缆室、母线室，各部分分别金属敷铝锌板分隔，各独立的功能室均凝露严重，手车触头出现大量铜锈，柜体的触头盒（环氧树脂材料）和内表面出现大量的树枝放电痕迹，但开关柜底部电缆入口密封严密，后经调查研究发现：该变电站位于山区内的谷地，四周水气向此聚集，不易散去，空气湿度一直很高，由此导致开关柜内部凝露现象严重。

2 封闭式开关柜凝露的处理方案及措施

空气的成分可以看作由于空气、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”[2]。因此，温度和湿度的变化是凝露产生的重要因素。

2.1 解决凝露造成绝缘故障措施

解决凝露造成绝缘故障措施如下：

（1）建造开闭所时，室内开关柜安装基础平面应高于外部地面400 mm以上，留有通风管道，使得外部空气能导入电缆沟，使电缆沟内形成对流，减小电缆沟内湿度[4]。

（2）开闭所或配电房电缆沟进口处，做封堵密闭措施；开关柜底板电缆进线密闭封堵。

（3）开关柜内部安装一套温湿度凝露除湿装置，即仪表室安装凝露控制器，在断路器室和电缆室各安装一只传感器，同时在断路器室和电缆室各安装两只功率为75 W的加热器[1]（注：传感器与加热器分开安装）。控制器可调节温湿度凝露点，自动启闭加热器，减小柜内凝露[3]。

（4）元器件相间取消绝缘隔板，因为现在开关柜体积及空间都比较紧凑，减小了装于柜内的断路器触臂相间距离、对地距离，以及其它元器件之间距离，如果相间加装隔板，间接的缩短了相间安全距离，有的绝缘板材料抗脏能力不强，吸湿空气中的水分产生凝露，以及绝缘板表面容易吸附灰尘，加剧爬电距离的产生，从而长时间放电，降低了绝缘。见表1、2所示。

表1 各项导体相间与相地之间的空气净距离

表2 户内开关柜爬电比距

2.2 解决凝露造成相间短路及机构锈蚀故障措施

解决凝露造成相间短路及机构锈蚀故障措施如下：

（1）箱底部做密闭封堵，防止底部及周边土壤水气进入箱体产生凝露。

（2）箱体四面的底部及防雨顶部制作通风窗，通风窗的面积不小于外壳体的20分之一，并在内侧安装小于1 mm不锈钢钢丝网防止小动物进入，达到箱体内下面进风上面出风的对流通风效果，减低箱内凝露。

因户外开关柜内部交流电源取电不方便，故不适宜采用温湿度凝露除湿器方法减少凝露。

2.3 解决环境湿度凝露造成击穿故障措施

解决环境湿度凝露造成击穿故障措施如下：

（1）加强开关柜壳体制造质量及加工工艺，对高湿度环境地区的开关柜防护等级达到IP44以上，尽量减少湿气进入。

（2）开关柜内部安装一套温湿度凝露除湿装置，即仪表室安装凝露控制器，在断路器室和电缆室各安装一只传感器，同时在断路器室和电缆室分别安装功率为75 W的加热器各两只（注：传感器与加热器分开安装）。控制器可调节温湿度凝露点，自动启闭加热器，减小柜内湿气凝露。

（3）根据电房面积配置相应的工业除湿机或空调，对室内进行除湿处理，尽量减小开闭所内湿度，避免凝露发生。

3 结束语

随着电气产品的更新换代，高低压开关柜柜型结构不断改进，操作也越来越安全、方便、可靠，但是凝露造成的危害也越来越明显，越平凡，故障频率越来越高，所以，怎样治理凝露给开关柜带来的危害是一个即严峻、又急需解决的，新的课题。

[1]岳新峰.12KV中置柜加热除湿装置方式探讨[J].高压电器，2002（3）：2-57.

[2]刘广清.对SM6系列开关凝露问题的分析[J].自动化博览，2006（03）：74-75.

[3]周丰群，张义明，何超.电气设备用温度凝露控制器的研制[J].电力自动化设备，2002，22（03）：18.

[4]周军，周文越.开关柜防凝露控制技术浅谈[J].工业技术科技创新导报，2010（01）：57-57.

Malfunction Analysis of Switch Cabinet Caused by Condensation

ZHONG Wen-jin
（Jiangsu Zhen’an Power Equipment Co.，Ltd.，Zhenjiang Jiangsu 212028，China）

With the increasing application of city distribution network,also highlights the problem of condensation. Describes the 4 common hazards of power distribution equipment caused by condensation:condensation caused by insulation fault and fault phase;condensation mechanism caused by meteorological corrosion failure，breakdown caused by environmental humidity.Through summarizing the practical experience，analyzes the fault caused by condensation，find the methods and measures of treatment，significant effect.

condensation；switch cabinet；insulation；malfunction

TM591

：A

：1672-545X（2017）01-0186-02

2016-10-01

仲文锦（1976-），男，江苏镇江人，工程师，技师，专科，长期从事电气设计与管理工作。