变电站开关柜防潮除湿策略分析

文/马益平 金权 任建炜 周东杰 王朴炎

变电站内开关柜内含断路器、隔离开关、互感器等诸多部件，且尺寸趋向紧凑化，因此在设计上首重绝缘性能的保证。我国多地空气湿度大(尤其梅雨季节)，开关柜多布置于一楼。基于以上两点，开关柜在运行中将面临：柜体自身的防潮除湿处置不足以对抗外界湿气进入并积累，长时间运行后可能出现柜内严重凝露，进而致使开关柜发生故障。探讨开关柜防潮除湿策略刻不容缓。

1 当前主要防潮措施

当下模式：

（1）在开关室安装排风扇以祛除整个环境的潮湿空气；

（2）在柜内端子箱布置加热器以改善弱电回路干燥性；

（3）以上两者兼用。

此外，还有基于传感器感应的加热器自动控制，即：传感器采集参数→中控判断→若达凝露条件启动加热器和排风扇→状况改善后断开除湿设备。这种方式带一定智能化，缺点是滞后效应明显，且遇梅雨季不灵。

2017年7月份，某多雨地带的一座35kV变电站在经历近半个月的梅雨季后，一面10kV 开关柜发生事故。事后对其检查：

（1）母线间绝缘层有老化现象；

（2）多个部位有凝露、腐蚀痕迹，见图1所示；

（3）柜内加热器可正常工作。事故原因分析：开关柜防潮除湿措施不完善致使其长期运行于高湿环境，加剧了绝缘部件老化速度，最终引发局部放电。

2 开关柜防潮除湿策略的全面分析

开关柜防潮除湿是一个系统工程，应该从设计、运行、施工等层面作统筹考量。

2.1 优化防潮除湿设备

即选择小型化、低功耗的新型设备安装于柜内。

（1）工业除湿机。由控制器、蒸发器、冷凝器、风扇等部分组成。工作机制：风扇吸入空气并过滤→蒸发器将水汽结晶析出→冷凝器加热维持柜内温度于正常区间。安装示意见图2。

（2）配电柜空调。与工业除湿机相近，该类空调内部的蒸发器可冷却柜内空气并以结晶方式析出水汽，从而达成除湿目标。

2.2 做好电缆沟的封堵

城市排水不畅极易引发积水倒灌进电缆沟道。当电缆沟封堵材料出现老化，就会丧失封堵功效，从而导致沟中水汽进入开关柜内部。为规避以上风险，应同时做好“放水”和“封堵”，即一方面安排专员适时检查电缆沟积水状况(尤其雨季)，在确保电缆沟与外部真正隔绝前提下清空沟内积水；另一方面要查验开关柜电缆穿孔的防堵泥是否有松动，以防潮气直接渗入。

2.3 设计时垫高开关室地面基础

水汽上行有一定高度制约(即不会无限上升)，为提升开关柜防潮能力，可在设计时考虑将开关室地面垫高40cm 以上，这样可提升地面干燥度，从而从源头降低运行环境中的湿度。

2.4 确保合理的维修通道

开关柜与墙体之间的通道以1.5 米左右宽为宜。好处：

（1）方便巡检。

（2）有利于结晶水和吸附水向外挥发。

墙体受太阳直射、又暴露于自然风中，1.5米左右的通道可确保内外温差驱使下空气的合理流动速率，进而使水汽不凝集于某几个点。

2.5 完善开关柜加热器工作系统

温度低是凝露发生的必要条件，使开关柜内的温度高于柜外可大幅降低凝露几率。为消除当下加热器工作中存在的时间滞后问题，可设计开关柜防潮除湿控制系统，主要内容：

（1）加热器与温度传感器组合使用。即以若干温度传感器监测柜内外温度，当两者温差在2～3℃以内时(柜内高于柜外)，启动加热器，直至温差大于2～3℃；

（2）加热器与湿度传感器组合使用。与上类似，基于一定湿度阈值来启动或切断加热器电源。

3 结语

图1：长时间凝露造成的柜内腐蚀

图2：开关柜内工业除湿机安装示意

保证开关柜内环境良好是达成“多供电、供好电”战略的重要支撑。应从开关室除湿、柜内智能防潮等方向综合考量，依托设计、施工、运维等层面作改进，使紧凑型结构趋势下的开关柜内部始终维持干燥态势，从而确保开关柜的正常使用寿命。