環網柜溫度在線監測系統的開發與研究

曾娟 魏敏

環網柜溫度在線監測系統的開發與研究

曾娟 魏敏

（國網馬鞍山供電公司）

在配電網的環網供電中，環網柜是主要設備之一，其具有高可靠性、高經濟效益的優勢，供電質量的好壞也直接受到環網柜運行質量的影響。而由于在配電網的建設工程中，越來越多的應用到環網柜，其也顯現出更為突出的問題，其中導致環網柜受損的主要問題就是凝露現象。本文對凝露現象發生的原因進行簡要分析，針對此問題提出有效的改善措施，旨在相關人員參考。

高濕度；凝露現象；戶外環網柜

引言

隨著經濟的快速發展，城市配電建設也得到了相應的發展，由于環網柜具有眾多優勢，如結構緊湊、占地面積小、回路采用全絕緣的密封結構方式，因此被廣泛應用于城市配電網的建設當中，其的缺點也被顯現出來。經研究表明，許多溫熱地區的環網柜都普遍存在凝露現象，引起二次回路短路、操作機構銹蝕、降低絕緣程度等問題的發生，造成極大的經濟損失，嚴重影響設備的正常、平穩運行。本文主要分析環網柜凝露現象發生的原因，并提出相應的解決方案。

1 發生凝露現象對環網柜造成的主要影響

1.1 二次回路短路

一旦環網柜發生凝露現象，極易導致環網柜發生異常，如二次回路短路，進而可能會出現誤動（誤合及誤分）[1]。經過對環網柜的日常維護工作，可以發現由于新設備和新線路不具有較長的運行時間，尚未發生二次回路短路現象，相比之下一些較早投運的環網柜可能會發生二次回路短路現象，導致設備出現誤動作。

1.2 銹蝕操作機構

環網柜發生凝露現象之后，會嚴重腐蝕、銹蝕設備本體，銹蝕并導致接地線爛斷，操作機構也極易出現生銹拒動的現象，使環網柜的使用壽命大大降低。

1.3 設備絕緣強度降低

環網柜發生凝露現象之后，在重力的影響之下，凝結的水珠就會低落，若其整合化滴落在正在運行的電纜頭上，會導致電纜的導電性增加，造成放電，若此時維修人員未注意到該問題，可能會使電纜頭出現爆炸現象，嚴重的情況下會導致環網柜爆炸。

圖1 柜體內發生的凝露現象

2 環網柜凝露現象發生的原因

空氣主要可以分為三個部分，即水汽、塵埃和干空氣。根據相關研究表明，一旦溫度升高，也將提高空氣中的水汽含有質量，增大空氣的飽和濕度。空氣中飽和濕度和絕對濕度的比值就是相對濕度，若濕度不變，一旦降低空氣的溫度，水汽產生的壓力達到一定的飽和壓力之后，水汽就會處于飽和狀態，再次降低溫度，水汽就會產生冷凝現象，也可呈現凝露現象[2]。由此可見，凝露現象產生的決定性因素就是空氣中的濕度和溫度。

2.1 電纜井積水

根據相關規定，戶外環網柜在安裝的過程中，電纜井的埋入深度必須在1.3m以上。然而建設電纜溝道也會受到該地實際環境的限制，甚至可能在實際施工的過程中，發生雨水灌入或是污水灌入的情況，電纜井內極易進入積水，進而形成水蒸氣，在環網柜的箱體內就會具有較多的水汽，最終導致凝露現象的發生。

2.2 環網柜未及時安裝底板

很多施工人員在實際安裝環網柜的過程中極易忽視安裝底板的工作，無法有效隔離溝道和環網柜體，就會導致柜內進入較多的水蒸氣，在特定的溫度之下就會造成凝露現象的發生。

圖2 未安裝底板的環網柜

2.3 環網柜內外溫差大

在雨季，由于環網柜底部的電纜進內和電纜溝道內有一定的積水，以水蒸氣的形式進入到環網柜箱體內，造成其具有較大的濕度。當處于溫度較低的季節，由于環網柜內部溫度較高，柜內外具有較大的溫差，進而造成凝露現象的發生。此外，由于環網柜分布廣泛且具有結構緊湊的特點，柜體內的溫度在一般情況下都無法達到相關的加熱要求，而且在設計環網柜的過程中并沒有預留通風窗或者是通風孔，導致環網柜不具有較好的通風狀況，在溫差大的情況下就會造成凝露現象的發生[3]。

3 解決凝露問題的措施

通過上述分析，為使環網柜的凝聚問題得到有效解決，必須加強處理空氣濕度問題，在實際的工作中，為減少凝露現象的產生，必須使濕度得到有效降低，因此技術人員需要對環網柜基礎構造及其箱體結構給予高度關注。

3.1 隔離電纜溝道及環網柜基礎

使電纜主溝與環網柜基礎相互隔離，為防止電纜溝道內存在的積水以各種形式進入環網柜的基礎內，所以相較于電纜主溝的標高而言，柜體的基礎標高必須設計地更高，在條件允許的情況下，還可以修筑排水系統和通風系統。

3.2 隔離電纜溝道和環網柜底板

電纜溝道內積水變為水蒸氣進入環網柜體內的主要通道就是環網柜底部，因此必須有效隔離電纜溝道和環網柜底板，可在環網柜基礎與底部連接處進行鋼板鋪地處理，同時對其進行密封處理，可采用玻璃膠加絕緣膠板[4]。

3.3 密封環網柜預留孔洞

密封環網柜電纜進出口預留的各個孔洞，隔斷電纜溝道和整個環網柜柜體，防止積水進入箱體內，主要密封可采用防火封堵組合材料，不僅便于柜體二次穿線的施工，更能夠對電纜起到封堵、防火的效果（見圖3）。

圖3 封閉后的效果圖

3.4 改造環網柜的通風功能

（1）箱體外殼打孔。在不對環網柜箱體外殼強度進行破壞的基礎上，為使柜體內部空氣對流加強，可多開通風氣孔。

（2）基礎預留通風孔。需要在環網柜的基礎四周預留一些通風孔，便于柜體內空氣的排除，防止水蒸氣停留在柜體內部，進而造成凝露現象。相較于地平面而言，環網柜基礎必須高出40cm以上，同時在環網柜的基礎四周預留通風孔，大約需要20cm×30cm的面積，達到排水爭氣、空氣對流的效果。

3.5 與環網柜生產廠家溝通，提出相應的技術要求

根據實際使用環網柜過程中所存在的一些問題，如凝露問題等，與環網柜生產廠家進行及時、有效的溝通和反饋，使其在生產環網柜的過程中，能夠在技術要求中加上設備防銹和設備防潮濕、設備防凝露等相關技術[5]。

3.6 對于新建的環網柜基礎井需要及時進行防水處理

該項目主要負責人為配網管理的相關人員，在驗收新建的環網柜基礎井時，必須對其進行一定的防水實驗，一旦存在防水性能不好的問題，必須要求施工人員進行防水處理，同時還要對所有進出入電纜井的管溝進行澆筑防水處理，使電纜井始終保持在無滲漏的干燥狀態。而對于一些正在投入使用的環網柜基礎，均未進行防水處理措施，則需要負責人將其列入到黏度技術當中，需要分次、分批，逐步對其進行防水處理，防止凝露現象的發生。

3.7 及時對電纜環網柜設備進行檢查和巡視

相關管理人員必須對電纜環網柜設備的檢查工作和巡視工作給予高度的重視，安排工作人員及時進行檢查和巡視，對于一些在運行過程中存在銹蝕問題、放電問題、潮氣問題必須及時發現，匯報給上級，并安排維修人員及時進行處理。

4 總結

隨著配電網設備技術水平的日益完善和不斷普及的配網自動化系統，為使環網柜發生凝露現象的幾率得到有效減少、使環網柜的濕度得到有效改善，許多單位開始采用機械通風裝置、冷凝除濕器、加熱器等，但是該類方法仍然存在一定的不足。根據以上措施，相關單位及時進行整改，結果顯示運行了3個月的時間，所有環網柜設備均未出現任何問題，不僅使凝露現象得到改善，同時使得環網柜運行的穩定性、安全性得到大大提高，同時能夠使設備的使用壽命有效延長。今后相關人員在設計和完善方案的過程中可多多應用新興技術，如4G通訊、太陽能發電、在線檢測等，實時檢測重點設備，同時采集濕度、溫度等有效數據，還可以安裝可自動開啟的抽水泵、排風扇等，使環網柜的故障發生幾率有效減少，提高電網的安全性和可靠性。

[1]陳 瑤，陳廉曹，等.淺談開關設備的防凝露措施[J].福建建設科技，2013（02）：91.

[2]楊敏，田浩.淺析10kV電纜環網柜內凝露問題及對策[J].農村電工，2016（09）.

[3]陳廉曹，束劍文，陳海安，鄭遠林.淺談中壓固體絕緣環網柜技術及試驗[J].福建建設科技，2013（02）.

[4]耿江海，郭沁，許自強，張凱元，劉云鵬.基于改進形態學的戶外設備凝露發展過程研究及防凝露措施優化[J].科學技術與工程，2016（22）.

[5]蔣濤，孫微庭.環網開關柜凝露問題的分析與解決方案[J].農村電工，2011（01）.

TM76

A

1004-7344（2016）31-0104-02

2016-10-16

曾 娟（1985-），女，漢族，江蘇溧水人，本科，主要研究變電設備運行與維護，設備保護。

魏敏（1984-），男，漢族，江蘇江寧人，研究生，主要研究配電網架建設與規劃，運行與維護，工程建設等。