戶外環(huán)網柜凝露現(xiàn)象分析及解決方案

王陽

摘 要：隨著城市配電網中環(huán)網柜應用的不斷增加，突出問題也隨之凸顯，文章敘述了戶外環(huán)網柜的運行現(xiàn)狀，得出凝露現(xiàn)象嚴重，導致設備受損。通過研究凝露現(xiàn)場的原因提出相對應的改善措施，效果顯著。

關鍵詞： 戶外環(huán)網柜；凝露現(xiàn)場；高濕度

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A

隨著城市配電網的不斷發(fā)展，電纜化程度的提高，環(huán)網柜應用日漸廣泛，并成為配電網中的重要組成部分。戶外環(huán)網柜因具有結構緊湊，占地面積小，外形美觀，可與周圍環(huán)境協(xié)調配合等優(yōu)點，在電網建設中所占比重越來越大。但在實際運行中發(fā)現(xiàn)戶外環(huán)網柜普遍存在凝露現(xiàn)象，造成操作機構銹蝕，絕緣程度下降等，嚴重影響設備運行。本文對戶外環(huán)網柜的凝露原因進行分析，并制定解決方案。

1 戶外環(huán)網柜運行現(xiàn)狀

華東某縣級供電企業(yè)管轄運行開閉所550座，其中戶外環(huán)網柜319座，占比58%。戶外環(huán)網柜采用真空負荷開關或SF6負荷開關作為開斷裝置，按箱體結構分為單元間隔式和共箱式兩大類。此類設備作為城市配電網的重要組成部分，廣泛分布于市區(qū)道路邊、小區(qū)綠化帶、公園景觀等處。因土地資源的緊缺，電網建設中正大量使用戶外環(huán)網柜，運行管理部門所承擔的工作量急劇增加，因此對設備的可靠性要求也更高。

對近三年發(fā)生的戶外環(huán)網柜設備故障進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)80%以上與設備凝露有關。如：（1）10kV星火281開閉所開關柜母線室因水汽進入發(fā)生放電故障（圖1）。（2）10kV森港301開閉所4#出線間隔操作機構腐蝕嚴重（圖2）。 經統(tǒng)計70%以上的戶外環(huán)網柜均存在明顯的凝露現(xiàn)象。

2 凝露現(xiàn)象分析

空氣的成分可以看作由干空氣、水汽、塵埃三部分組成。絕對濕度為單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水汽的質量。飽和濕度為單位空氣在該條件下所能包含的最大水汽質量。溫度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。絕對濕度與飽和濕度的比值為相對濕度。如果濕度不變，當溫度低至一定值后，水蒸氣的分壓力達到所對應溫度的飽和壓力，空氣中的水汽就達到飽和。如果溫度進一步降低，水汽就會從空氣中冷凝析出形成露滴。此現(xiàn)象即為“凝露”。因此，溫度和濕度的變化是凝露產生的重要因素。

2.1溫濕度測量

選取凝露現(xiàn)象較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為測試對象，對其進行溫濕度測量（表1）。圖3為2013年5月15日測試當日開閉所內凝結的水珠。

從表1中可以看出，所內溫度與環(huán)境溫度差值在0.6℃內。分析認為戶外環(huán)網柜正常運行無發(fā)熱，所內溫度由環(huán)境溫度決定，屬于不可控因素；

同樣，從表1中也可以看出，所內濕度均高于環(huán)境濕度，差值在6%RH以上。因此，可以認為凝露產生直接原因就是濕度高，對柜內濕度的改善將成為解決凝露問題的關鍵因素。

2.2高濕度原因分析

高濕度的產生是因為箱體局部空氣中水汽的含量較大。我們分析認為，高濕度的產生有兩方面的原因：（1）箱體內水汽蒸發(fā)量大。（2）箱體內空氣無法與外界空氣充分對流。

根據安裝規(guī)范要求，戶外環(huán)網柜底部為半潛入式電纜井，深度不應小于1.3米。因存在電纜管道污水灌入、雨水匯集等問題，電纜井內均存在不同程度的積水。這部分積水的長期存在，產生了大量的水蒸氣，這就是箱體內水汽蒸發(fā)量大于周邊環(huán)境的原因。同時，戶外開關柜防護等級要求在IP5X及以上，設備本體密封性好，且安裝于一個狹小的空間內，缺少空氣流動的條件，因此水汽進入開關柜內無法自行排出。

3 解決方案

基于前述現(xiàn)象分析，降低戶外環(huán)網柜箱體內的空氣濕度將成為解決凝露現(xiàn)象的突破口。由于供電可靠性的高要求，非特殊情況下無法采用停電處理凝露，因此尋求在不停電條件下解決凝露問題的方案才具有可行性。通過對戶外環(huán)網柜的箱體結構、基礎構造等進行分析，制定出有針對性的措施來降低濕度，有效緩解凝露現(xiàn)象。

3.1改善措施

選取前述凝露較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為試驗對象，進行防凝露改造。（1）箱體外殼打孔。在不破壞箱體外殼強度的前提下，多開一些通風氣孔，增加內部空氣對流，對降低內部空氣濕度能起到一定效果。（2）基礎平臺增加通風孔。戶外環(huán)網柜基礎平臺按相關標準應高出室外地面400mm以上，該處設備基礎平臺為實體密閉構造，因此底部電纜井中的水汽只有向上進入箱體內部的通道。通過對基礎平臺開孔，能將大量電纜井中產生的水汽排出，避免其進入箱體。（3）安裝電纜井通氣管。為了進一步增大電纜井中水汽排出通道，針對具體現(xiàn)場實際安裝數(shù)量不等的電纜井通氣管，管口較大，能有效導入外部空氣，在電纜井內形成充分的空氣對流。采用此項措施能進一步降低箱體內部空氣濕度。

針對不同戶外環(huán)網柜的具體情況，亦可采取其他措施，在此不再詳述。

3.2效果檢查

改造后對10kV交警停車場141開閉所再次進行所內外濕度測量（表2）。

通過表2數(shù)據可知，改造后開閉所內外濕度差在5%RH以下，箱體內凝露現(xiàn)象得到明顯控制，箱頂沒有凝結水珠，機構腐蝕現(xiàn)象沒有惡化，效果顯著。

將此類改造進行推廣，可在不影響電網運行的情況下有效緩解當前嚴重危及設備安全的凝露問題，延長設備壽命，取得良好的經濟效果。

結語

現(xiàn)階段的解決方案僅僅是通過創(chuàng)造自然通風條件來降低濕度，對控制設備凝露問題能起到較好的緩解作業(yè)，但并不能從根本上解決凝露問題。在后續(xù)的方案完善中可通過加入在線監(jiān)測、太陽能發(fā)電、4G通訊等新興技術的應用，做到對重點設備的實時監(jiān)測，可采集溫度、濕度等數(shù)據，并可加裝自動開啟的排風扇和抽水泵等設備。隨著戶外環(huán)網柜的大量應用，凝露問題仍將會嚴重的影響設備安全，如何能更好更經濟更安全的解決此類問題，對降低設備故障的發(fā)生，提高電網可靠性具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]曲寶拴，常江.環(huán)網柜內部放電的原因與解決[J].農村電工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，魯曄，等.淺談環(huán)網柜在配電網的應用[J].電力安全技術；2010（07）.endprint

摘 要：隨著城市配電網中環(huán)網柜應用的不斷增加，突出問題也隨之凸顯，文章敘述了戶外環(huán)網柜的運行現(xiàn)狀，得出凝露現(xiàn)象嚴重，導致設備受損。通過研究凝露現(xiàn)場的原因提出相對應的改善措施，效果顯著。

關鍵詞： 戶外環(huán)網柜；凝露現(xiàn)場；高濕度

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A

隨著城市配電網的不斷發(fā)展，電纜化程度的提高，環(huán)網柜應用日漸廣泛，并成為配電網中的重要組成部分。戶外環(huán)網柜因具有結構緊湊，占地面積小，外形美觀，可與周圍環(huán)境協(xié)調配合等優(yōu)點，在電網建設中所占比重越來越大。但在實際運行中發(fā)現(xiàn)戶外環(huán)網柜普遍存在凝露現(xiàn)象，造成操作機構銹蝕，絕緣程度下降等，嚴重影響設備運行。本文對戶外環(huán)網柜的凝露原因進行分析，并制定解決方案。

1 戶外環(huán)網柜運行現(xiàn)狀

華東某縣級供電企業(yè)管轄運行開閉所550座，其中戶外環(huán)網柜319座，占比58%。戶外環(huán)網柜采用真空負荷開關或SF6負荷開關作為開斷裝置，按箱體結構分為單元間隔式和共箱式兩大類。此類設備作為城市配電網的重要組成部分，廣泛分布于市區(qū)道路邊、小區(qū)綠化帶、公園景觀等處。因土地資源的緊缺，電網建設中正大量使用戶外環(huán)網柜，運行管理部門所承擔的工作量急劇增加，因此對設備的可靠性要求也更高。

對近三年發(fā)生的戶外環(huán)網柜設備故障進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)80%以上與設備凝露有關。如：（1）10kV星火281開閉所開關柜母線室因水汽進入發(fā)生放電故障（圖1）。（2）10kV森港301開閉所4#出線間隔操作機構腐蝕嚴重（圖2）。 經統(tǒng)計70%以上的戶外環(huán)網柜均存在明顯的凝露現(xiàn)象。

2 凝露現(xiàn)象分析

空氣的成分可以看作由干空氣、水汽、塵埃三部分組成。絕對濕度為單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水汽的質量。飽和濕度為單位空氣在該條件下所能包含的最大水汽質量。溫度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。絕對濕度與飽和濕度的比值為相對濕度。如果濕度不變，當溫度低至一定值后，水蒸氣的分壓力達到所對應溫度的飽和壓力，空氣中的水汽就達到飽和。如果溫度進一步降低，水汽就會從空氣中冷凝析出形成露滴。此現(xiàn)象即為“凝露”。因此，溫度和濕度的變化是凝露產生的重要因素。

2.1溫濕度測量

選取凝露現(xiàn)象較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為測試對象，對其進行溫濕度測量（表1）。圖3為2013年5月15日測試當日開閉所內凝結的水珠。

從表1中可以看出，所內溫度與環(huán)境溫度差值在0.6℃內。分析認為戶外環(huán)網柜正常運行無發(fā)熱，所內溫度由環(huán)境溫度決定，屬于不可控因素；

同樣，從表1中也可以看出，所內濕度均高于環(huán)境濕度，差值在6%RH以上。因此，可以認為凝露產生直接原因就是濕度高，對柜內濕度的改善將成為解決凝露問題的關鍵因素。

2.2高濕度原因分析

高濕度的產生是因為箱體局部空氣中水汽的含量較大。我們分析認為，高濕度的產生有兩方面的原因：（1）箱體內水汽蒸發(fā)量大。（2）箱體內空氣無法與外界空氣充分對流。

根據安裝規(guī)范要求，戶外環(huán)網柜底部為半潛入式電纜井，深度不應小于1.3米。因存在電纜管道污水灌入、雨水匯集等問題，電纜井內均存在不同程度的積水。這部分積水的長期存在，產生了大量的水蒸氣，這就是箱體內水汽蒸發(fā)量大于周邊環(huán)境的原因。同時，戶外開關柜防護等級要求在IP5X及以上，設備本體密封性好，且安裝于一個狹小的空間內，缺少空氣流動的條件，因此水汽進入開關柜內無法自行排出。

3 解決方案

基于前述現(xiàn)象分析，降低戶外環(huán)網柜箱體內的空氣濕度將成為解決凝露現(xiàn)象的突破口。由于供電可靠性的高要求，非特殊情況下無法采用停電處理凝露，因此尋求在不停電條件下解決凝露問題的方案才具有可行性。通過對戶外環(huán)網柜的箱體結構、基礎構造等進行分析，制定出有針對性的措施來降低濕度，有效緩解凝露現(xiàn)象。

3.1改善措施

選取前述凝露較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為試驗對象，進行防凝露改造。（1）箱體外殼打孔。在不破壞箱體外殼強度的前提下，多開一些通風氣孔，增加內部空氣對流，對降低內部空氣濕度能起到一定效果。（2）基礎平臺增加通風孔。戶外環(huán)網柜基礎平臺按相關標準應高出室外地面400mm以上，該處設備基礎平臺為實體密閉構造，因此底部電纜井中的水汽只有向上進入箱體內部的通道。通過對基礎平臺開孔，能將大量電纜井中產生的水汽排出，避免其進入箱體。（3）安裝電纜井通氣管。為了進一步增大電纜井中水汽排出通道，針對具體現(xiàn)場實際安裝數(shù)量不等的電纜井通氣管，管口較大，能有效導入外部空氣，在電纜井內形成充分的空氣對流。采用此項措施能進一步降低箱體內部空氣濕度。

針對不同戶外環(huán)網柜的具體情況，亦可采取其他措施，在此不再詳述。

3.2效果檢查

改造后對10kV交警停車場141開閉所再次進行所內外濕度測量（表2）。

通過表2數(shù)據可知，改造后開閉所內外濕度差在5%RH以下，箱體內凝露現(xiàn)象得到明顯控制，箱頂沒有凝結水珠，機構腐蝕現(xiàn)象沒有惡化，效果顯著。

將此類改造進行推廣，可在不影響電網運行的情況下有效緩解當前嚴重危及設備安全的凝露問題，延長設備壽命，取得良好的經濟效果。

結語

現(xiàn)階段的解決方案僅僅是通過創(chuàng)造自然通風條件來降低濕度，對控制設備凝露問題能起到較好的緩解作業(yè)，但并不能從根本上解決凝露問題。在后續(xù)的方案完善中可通過加入在線監(jiān)測、太陽能發(fā)電、4G通訊等新興技術的應用，做到對重點設備的實時監(jiān)測，可采集溫度、濕度等數(shù)據，并可加裝自動開啟的排風扇和抽水泵等設備。隨著戶外環(huán)網柜的大量應用，凝露問題仍將會嚴重的影響設備安全，如何能更好更經濟更安全的解決此類問題，對降低設備故障的發(fā)生，提高電網可靠性具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]曲寶拴，常江.環(huán)網柜內部放電的原因與解決[J].農村電工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，魯曄，等.淺談環(huán)網柜在配電網的應用[J].電力安全技術；2010（07）.endprint

摘 要：隨著城市配電網中環(huán)網柜應用的不斷增加，突出問題也隨之凸顯，文章敘述了戶外環(huán)網柜的運行現(xiàn)狀，得出凝露現(xiàn)象嚴重，導致設備受損。通過研究凝露現(xiàn)場的原因提出相對應的改善措施，效果顯著。

關鍵詞： 戶外環(huán)網柜；凝露現(xiàn)場；高濕度

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A

隨著城市配電網的不斷發(fā)展，電纜化程度的提高，環(huán)網柜應用日漸廣泛，并成為配電網中的重要組成部分。戶外環(huán)網柜因具有結構緊湊，占地面積小，外形美觀，可與周圍環(huán)境協(xié)調配合等優(yōu)點，在電網建設中所占比重越來越大。但在實際運行中發(fā)現(xiàn)戶外環(huán)網柜普遍存在凝露現(xiàn)象，造成操作機構銹蝕，絕緣程度下降等，嚴重影響設備運行。本文對戶外環(huán)網柜的凝露原因進行分析，并制定解決方案。

1 戶外環(huán)網柜運行現(xiàn)狀

華東某縣級供電企業(yè)管轄運行開閉所550座，其中戶外環(huán)網柜319座，占比58%。戶外環(huán)網柜采用真空負荷開關或SF6負荷開關作為開斷裝置，按箱體結構分為單元間隔式和共箱式兩大類。此類設備作為城市配電網的重要組成部分，廣泛分布于市區(qū)道路邊、小區(qū)綠化帶、公園景觀等處。因土地資源的緊缺，電網建設中正大量使用戶外環(huán)網柜，運行管理部門所承擔的工作量急劇增加，因此對設備的可靠性要求也更高。

對近三年發(fā)生的戶外環(huán)網柜設備故障進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)80%以上與設備凝露有關。如：（1）10kV星火281開閉所開關柜母線室因水汽進入發(fā)生放電故障（圖1）。（2）10kV森港301開閉所4#出線間隔操作機構腐蝕嚴重（圖2）。 經統(tǒng)計70%以上的戶外環(huán)網柜均存在明顯的凝露現(xiàn)象。

2 凝露現(xiàn)象分析

空氣的成分可以看作由干空氣、水汽、塵埃三部分組成。絕對濕度為單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水汽的質量。飽和濕度為單位空氣在該條件下所能包含的最大水汽質量。溫度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。絕對濕度與飽和濕度的比值為相對濕度。如果濕度不變，當溫度低至一定值后，水蒸氣的分壓力達到所對應溫度的飽和壓力，空氣中的水汽就達到飽和。如果溫度進一步降低，水汽就會從空氣中冷凝析出形成露滴。此現(xiàn)象即為“凝露”。因此，溫度和濕度的變化是凝露產生的重要因素。

2.1溫濕度測量

選取凝露現(xiàn)象較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為測試對象，對其進行溫濕度測量（表1）。圖3為2013年5月15日測試當日開閉所內凝結的水珠。

從表1中可以看出，所內溫度與環(huán)境溫度差值在0.6℃內。分析認為戶外環(huán)網柜正常運行無發(fā)熱，所內溫度由環(huán)境溫度決定，屬于不可控因素；

同樣，從表1中也可以看出，所內濕度均高于環(huán)境濕度，差值在6%RH以上。因此，可以認為凝露產生直接原因就是濕度高，對柜內濕度的改善將成為解決凝露問題的關鍵因素。

2.2高濕度原因分析

高濕度的產生是因為箱體局部空氣中水汽的含量較大。我們分析認為，高濕度的產生有兩方面的原因：（1）箱體內水汽蒸發(fā)量大。（2）箱體內空氣無法與外界空氣充分對流。

根據安裝規(guī)范要求，戶外環(huán)網柜底部為半潛入式電纜井，深度不應小于1.3米。因存在電纜管道污水灌入、雨水匯集等問題，電纜井內均存在不同程度的積水。這部分積水的長期存在，產生了大量的水蒸氣，這就是箱體內水汽蒸發(fā)量大于周邊環(huán)境的原因。同時，戶外開關柜防護等級要求在IP5X及以上，設備本體密封性好，且安裝于一個狹小的空間內，缺少空氣流動的條件，因此水汽進入開關柜內無法自行排出。

3 解決方案

基于前述現(xiàn)象分析，降低戶外環(huán)網柜箱體內的空氣濕度將成為解決凝露現(xiàn)象的突破口。由于供電可靠性的高要求，非特殊情況下無法采用停電處理凝露，因此尋求在不停電條件下解決凝露問題的方案才具有可行性。通過對戶外環(huán)網柜的箱體結構、基礎構造等進行分析，制定出有針對性的措施來降低濕度，有效緩解凝露現(xiàn)象。

3.1改善措施

選取前述凝露較嚴重的10kV交警停車場141開閉所作為試驗對象，進行防凝露改造。（1）箱體外殼打孔。在不破壞箱體外殼強度的前提下，多開一些通風氣孔，增加內部空氣對流，對降低內部空氣濕度能起到一定效果。（2）基礎平臺增加通風孔。戶外環(huán)網柜基礎平臺按相關標準應高出室外地面400mm以上，該處設備基礎平臺為實體密閉構造，因此底部電纜井中的水汽只有向上進入箱體內部的通道。通過對基礎平臺開孔，能將大量電纜井中產生的水汽排出，避免其進入箱體。（3）安裝電纜井通氣管。為了進一步增大電纜井中水汽排出通道，針對具體現(xiàn)場實際安裝數(shù)量不等的電纜井通氣管，管口較大，能有效導入外部空氣，在電纜井內形成充分的空氣對流。采用此項措施能進一步降低箱體內部空氣濕度。

針對不同戶外環(huán)網柜的具體情況，亦可采取其他措施，在此不再詳述。

3.2效果檢查

改造后對10kV交警停車場141開閉所再次進行所內外濕度測量（表2）。

通過表2數(shù)據可知，改造后開閉所內外濕度差在5%RH以下，箱體內凝露現(xiàn)象得到明顯控制，箱頂沒有凝結水珠，機構腐蝕現(xiàn)象沒有惡化，效果顯著。

將此類改造進行推廣，可在不影響電網運行的情況下有效緩解當前嚴重危及設備安全的凝露問題，延長設備壽命，取得良好的經濟效果。

結語

現(xiàn)階段的解決方案僅僅是通過創(chuàng)造自然通風條件來降低濕度，對控制設備凝露問題能起到較好的緩解作業(yè)，但并不能從根本上解決凝露問題。在后續(xù)的方案完善中可通過加入在線監(jiān)測、太陽能發(fā)電、4G通訊等新興技術的應用，做到對重點設備的實時監(jiān)測，可采集溫度、濕度等數(shù)據，并可加裝自動開啟的排風扇和抽水泵等設備。隨著戶外環(huán)網柜的大量應用，凝露問題仍將會嚴重的影響設備安全，如何能更好更經濟更安全的解決此類問題，對降低設備故障的發(fā)生，提高電網可靠性具有十分重要的意義。

參考文獻

[1]曲寶拴，常江.環(huán)網柜內部放電的原因與解決[J].農村電工，2006（05）.

[2] 王加臣，吉玉雯，魯曄，等.淺談環(huán)網柜在配電網的應用[J].電力安全技術；2010（07）.endprint