开闭所智能防凝露装置的研制与应用

陶为明，宋克东，黄云龙，闵小奎，陈志文

(1.安徽电气工程职业技术学院，安徽 合肥 230051；2.国网安徽省电力有限公司合肥供电公司，安徽 合肥 230022；3.合肥聚马工程技术有限公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

开闭所是配电网底层最基本的单元，是电力由高压向低压输送的关键环节之一。随着经济的发展，城区土地可谓寸土寸金，能提供给供电设备使用的空间往往是小区的地下室，使得地下开闭所数量逐年增加。地下开闭所空间狭小，空气无法形成对流；同时地下室电缆沟中很容易出现渗水或积水现象，加上电缆管、沟封堵不严实，造成地下开闭所及开关柜内潮气重、湿度大。当开关柜壁的温度低于湿空气的露点温度时，就会形成凝露。

当前，大部分开闭所都是无人值守，凝露使电气设备产生的放电现象通常不会被及时发现和处理，对供电安全造成威胁。经研究发现，控制电缆沟内的湿度是解决开关柜凝露问题的重中之重。为此设计出一套湿度测量装置来监测开闭所内电缆沟的湿度；当湿度超出设定值时，启动开闭所内的湿度控制设备，将电缆沟内的湿度控制在合理范围内，实现开闭所湿度的自动控制。

1 电缆沟通风系统

电缆沟作为电缆的通道，因其所处位置不同会出现不同程度的湿气。当电缆发热时，加热沟内的湿空气，湿热空气因烟囱效应沿着电缆向上扩散到电气柜内，遇到冷的电气柜壁便会产生凝露。在特别潮湿的情况下，电气柜内裸露的金属接头甚至会产生放电现象。

为了从根源上解决凝露问题，可以在电缆沟内构建风道，风道的构建在比对了图1所示的3种方案的实验数据后，选择了沟内向沟外排风的最佳方案(见图1(c))。在地排风装置的设计上，采用如图2所示结构。该地排风装置下设LED照明，可利用装置上的观察窗查看电缆沟内的积水情况；地排风装置装设功率190 W、风量4 800 m3/h的矮桶式轴流风机。电缆沟通风系统结构如图3所示。

电缆沟通风系统构成风道后会在电气柜组下方形成一定的负压，不仅能抑制电缆沟内的湿热空气上行，还可将开关柜内的空气导入电缆沟，防止凝露的产生。同时，由地排风装置将电缆沟内的湿空气鼓入到开闭所内，可通过开闭所的除湿装置将环境湿度降低到安全范围以内。

2 监控系统

监控系统采集点的选择非常关键。在电气柜组接近电缆过线口附近设置温湿度的采集点(见图3)，可以有效监控此处空气流的温湿度状况。

结合湿度触发控制和定时控制2种不同的形式，设计智能防凝露监控系统。下位机采用西门子S7-200 PLC结合模拟量扩展模块，上位机采用北京昆仑通态自动化软件科技有限公司的MCGS触摸屏进行监控。

监控画面中可以设置排湿和除湿的阈值、每次排湿和除湿的时间等参数；同时结合现场的需要，可以进行手动控制。阈值的选择和时间的设定可结合现场的实际经验来确定。

图1 电缆沟风道构建方案

图2 电缆沟地排风装置

图3 电缆沟通风系统示意

3 应用效果

为了验证装置的应用效果，选取5个开闭所进行改造并做了验证性实验，实验数据如表1所示。

由表1中测得数据显示，智能防凝露装置有效抑制了凝露的产生。

表1 产品应用效果对比

4 结束语

开闭所智能防凝露装置的应用提高了开闭所的运行管理水平和质量，为供电安全提供了保障，具有非常广泛的实用价值和意义。本论文所述装置及系统已获国家专利。