變電站箱柜設備除濕器的研究與開發

周斌全

（鎮江供電公司,江蘇 鎮江 212001）

0 引語

端子箱、機構箱、成套開關柜、配電柜中設備間距小，如果濕度過高就會引起絕緣下降甚至電氣閃絡，導致交、直流接地的情況時有發生，對設備的安全運行造成不利的影響。因此需要采取一定的措施提高上述箱柜設備的防潮性能，保障其內部干燥程度。濕度不當將產生銹蝕與霉菌，銹蝕與霉菌為影響電子元器件使用功能、使用壽命的兩大因素。空氣相對濕度>60%，金屬制品、元器件容易銹蝕；空氣濕度高于65%或低于38%時，病菌繁殖滋生最快；當相對濕度在45%-55%時，病菌的死亡率較高。

1 箱柜設備傳統除濕措施

1.1 加裝密封條

箱柜設備最原始的防潮措施是在箱、柜門加裝塑料密封條，防止雨水進入箱體內部，有一定的效果。根據多年的運行經驗，密封條容易腐蝕、剝落，基本上每2-3年就需要更換一次，而且在外部濕度較大的情況下，無法有效降低箱體內部的濕度，柜內設備霉變、銹蝕的情況較嚴重，不能保證設備的安全運行。

1.2 加裝加熱器

目前在電力系統中普遍運用的為濕度探頭配套加熱器，在濕度過高時啟動加熱器，將濕空氣加熱，使加熱后的濕熱空氣上升。濕熱空氣上升后碰到箱體頂部冷卻后會產生凝露，反而使絕緣水平降低，不利于設備的安全運行，水分依舊殘留在箱柜內部，不能有效降低箱柜設備內部濕度。在南方，夏天溫度高，濕度大，加上箱柜內運行元件產生的熱量，各種電纜表皮老化嚴重，容易引起設備故障。

2 箱柜設備除濕新措施的探索

根據現場調研的結果，如果端子箱漏水，加熱器工作后將底部的積水轉變成水蒸氣，由于沒有良好的排放通道，很難排除內部的水分，且造成箱柜內頂部濕度過大，因此需要解決下述兩個問題才能真正保證箱柜設備防潮除濕的效果。

2.1 防止局部濕度過大

使用普通加熱器，滲入箱內的水被氣化，濕熱水汽上升至頂部，造成箱柜內頂部濕度過大，且易形成凝露，其危險性不言而喻。因此必須促進箱柜內小環境的氣體循環流通，保證各處濕度均勻。

2.2 防止箱柜內部溫度過高

箱柜溫度過高，一是嚴重影響電子元器件散熱，使用壽命明顯下降，二是線纜表皮老化嚴重，容易引起設備故障或者設備部分功能喪失。因此，箱柜設備內部除濕時不宜提升其環境溫度。

基于以上兩點，項目組利用電子致冷器體積小、可靠性高、工作散熱少的工作特點研制出箱柜抽濕循環干燥器，根據濕度要求進行控制，將箱柜內的潮濕空氣抽入到箱柜抽濕器的凝露室，進行氣、水分離，同時促進箱柜內部空氣流動，達到箱、柜內部空氣干燥的效果，適用于電力高壓柜、室內、外開關及閘刀的控制箱、動力箱等設設備除濕。箱柜內潮濕空氣氣、水分離有兩種工作方法：

潮濕空氣凝結成水珠：環境溫度在30℃及以上時，把潮濕空氣引入“箱柜抽濕器”的凝露室，使潮濕空中的水分在凝露室逐步凝結成水珠，之后排出箱柜。潮濕空氣經凝露室不斷的循環進行氣、水分離，提高了干燥程度。

潮濕空氣低溫積霜：環境溫度在30℃以下時，把潮濕空氣引入“箱柜抽濕器”的凝露室，逐步凝華為冰晶，這就是積霜過程。每積霜120分鐘后，自動進入10分鐘的除霜階段，化為液態水排出。

3 箱柜除濕干燥器的工作原理

3.1 控制原理圖

圖1 控制原理圖

根據設定的濕度工作啟動、停止值自動對箱柜抽濕循環干燥器進行控制，將箱柜內的潮濕空氣抽入到箱柜抽濕器的凝露室，進行氣、水分離，同時促進箱柜內部空氣流動，達到箱、柜內部空氣干燥的效果。

當箱柜抽濕循環干燥器中濕、溫度傳感器測量箱柜內濕度達到啟動值（默認值為55%）時，啟動風扇并開放致冷器工作電源。同時風扇將箱柜內濕空氣從兩個進風窗口（1號濕空氣主進風口及2號濕空氣進風口）抽入電子致冷器件的吸熱片，對吸熱片進行強制散熱，提高致冷器工作效果及使用壽命，利用散熱對端子箱中的濕空氣進行微量加熱，增加濕空氣進入凝露室前溫差。

凝露室將濕空氣中的水汽凝露，通過排水孔排出，干燥空氣從抽濕后風道流出，一方面可以帶動凝露積水加速往下流，提高凝露效果，另一方面分離后的氣（風）溫度較低，通過下部風道由風扇抽入電子致冷器件的吸熱片，可提高對致冷器的散熱效果。濕度低于40%時自動停止抽濕。

4 除濕效果及結論

為檢驗箱柜抽濕循環干燥器的效果，項目組采用兩臺同型號端子箱在同一工作環境下進行對比，在二只相同的大號戶外端子箱（XJ－1）內加裝不停的除濕裝置：一號戶外端子箱內加裝濕度控制器＋50 W電加熱器；二號戶外端子箱內加裝50 W抽濕干燥器情況。

從表中數據對比可見，抽濕干燥器除濕效果明顯優于傳統加熱器。根據試運行結果，箱柜抽濕循環干燥器安裝使用簡便，全自動控制，功能可靠、除濕效果好，運行工作時無噪聲、無振動、無致冷劑污染，實用環保。工作時箱柜內無明顯溫升，實現了恒溫除濕的目標。

[1]姬金富·箱、柜抽濕循環干燥器[P]. 實用新型專利:ZL 2010 2 0282339.2，2011（02）.