成套開關柜凝露成因及防范措施淺析

蔣曉平++陶劍峰

摘 要：本文簡要分析了成套開關柜在使用過程中柜體內部空氣凝露引起設備腐蝕，絕緣件損壞，甚至出現故障的原因。通過分析一些凝露的成因，提出一些具體的改進措施，供成套開關柜使用單位在變電所設計、開關柜選型、改造過程中進行參考，對開關柜的凝露進行有效防范提供參考意見。

關鍵詞：開關柜；凝露；防范措施

中圖分類號：TM591 文獻標識碼：A

0.引言

多年來，成套開關柜因其配置的斷路器體積小、重量輕，密封性好，檢修和維護方便，許多單位在10kV、35kV系統廣泛應用。由于成套開關柜會直接影響供電系統供電質量，但是由于其位置特殊，結構復雜，若安裝不當或后期維護不到位極容易出現問題，影響供電質量。最顯著的問題集中在一些開關柜在使用過程中，因電纜溝積水、本身通風不暢、溫濕度控制裝置工作不正常等原因，開關柜內壁空氣凝露形成水珠，引起柜體銹蝕、帶電設備腐蝕、絕緣件損壞的故障頻發，以此導致供電系統故障，影響供電質量，不但造成了巨大的經濟損失，還會給后期供電系統的正常運行埋下安全隱患，因此如何解決成套開關柜凝露問題始終是電氣安裝技術研究的重點。

1.何謂凝露

在闡述凝露現象時，我們首先要弄清楚空氣的露點溫度。它是指在一定溫度的空氣中，含有水蒸氣的最大含量稱為空氣的飽和水蒸汽量，此時的空氣稱為飽和空氣，當飽和空氣的溫度下降時，空氣中的水蒸氣將凝結成水珠，此時含有水蒸氣的飽和溫度就稱為露點溫度。所謂的凝露現象，就是指物體表面溫度下降到空氣露點溫度以下時，在物體的表面發生水珠凝結現象。可見，結露是否發生主要決定于空氣的溫度、空氣的相對濕度、物體表面溫度及空氣的露點溫度。

2.開關柜凝露的主要因素

2.1 溫濕度控制器安裝位置不合理，啟控濕度不靈敏。現在大部分開關柜的溫濕度控制器安裝在開關柜的上門板上，溫濕度傳感器直接在控制器內，并不能真實反映柜內的溫濕度，從而不能正確啟控加熱器。當開關柜內外的空氣溫差較大時，雖然柜內的空氣相對濕度已經超過傳感器的啟控濕度，但是由于安裝位置的不合理，溫濕度控制器并不啟動柜內的加熱器，從而造成柜壁溫度低于空氣溫度，造成柜內凝露。即開關柜的表面溫度低于了空氣的露點溫度。

2.2 開關柜本體氣密性較好，空氣流動不暢。成套開關柜裝置因為要求防塵，防小動物，所以設計時密封性做的較好，沒有空氣的對流口。在另一方面帶來的后果就是柜內的空氣流通不暢，當水汽進入柜內后，室內空氣濕度的下降后，柜內水汽不易排出，造成長期積聚在里面，當開關柜柜壁溫度下降時，就形成凝露。即空氣的相對濕度增大了。

2.3 電纜溝設計不合理，容易積水，引起水汽積聚。現在室內開關柜都是電纜進出線，傳統的開關室設計時為節約土建成本，電纜進出線的管溝大都產用地溝式，這種電纜溝相當于在開關柜的底部挖了一個地下的沉井。在運行過程中如果進出線封堵不良，極易進水，沉積在開關柜下面。遇到開關室內的溫度升高，大量水分蒸發，水汽上升，容易引起大量的水汽積聚在開關柜內，使開關柜內的空氣相對濕度長期處于高濕度狀態。這種結構的變電所內的開關柜凝露嚴重，設備腐蝕情況不容忽視，也是事故頻發的主要原因。

2.4 開關室為封閉式結構，空氣流動不暢。現在的開關室大部分為封閉結構，沒有窗戶，空氣流動不暢，容易引起室內空氣的濕度上升，當溫度變化時容易在開關柜內引起凝露。

3.幾點改進方法

在分析了凝露的機理及開關柜凝露成因的幾點因素后，我們發現要想有效預防開關柜發生凝露現象，首先一點是要提高開關柜柜體的溫度，使柜體的溫度要始終大于環境溫度，一般只要高個2℃～3℃就可以了。第二點就是要防止水分的入侵，主要目的就是要降低空氣的相對濕度。第三，就是要加強空氣的流通，及時排除開關室、開關柜內的潮濕空氣。

3.1 溫濕度控制器安裝在柜門板上后，不能真實反映柜內的空氣溫濕度。可以將溫濕度控制器內的傳感器通過引線，放置在開關柜的頂部，將信號接入控制器。以便真實反映開關柜內的溫濕度，根據溫濕度的變化啟動加熱器，達到加熱柜壁及干燥柜內空氣的目的。

3.2 改進開關柜設計，加裝空氣通風對流的排氣口或者風扇，以利于加強柜體內外的空氣流通。在開關室內安裝大功率的除濕裝置，干燥開關室內空氣，也可以達到一定的除濕目的。

3.3 對于成套開關柜裝置的開關室，建議采用半地下的電纜層結構。半地下電纜層結構便于電纜安裝，相比較于預埋電纜管的方式，這種半地下電纜層操作空間大，便于工作人員操作，因而在目前的建筑電氣安裝領域得到了一致肯定。現在系統內有部分變電所就采用此種結構。這種電纜層結構的主要好處是開關室離地設計，可以有效地保證電纜層內不進水。同時可以設置排水泵，進入電纜層的水也可以及時排除，加之半地下結構，在地面上的墻體上設置通風窗，可以及時排除水汽，使之潮濕空氣不進入開關柜內，從而有效防止柜內凝露的產生。

最為常見的半地下電纜層設計同上部結構相連，形成一個整體框架。而隨著混凝土施工技術的發展，越來越多的半地下電纜層采用了箱型混凝土結構。

結論

在提出的幾點改進意見中，對于變電所內成套開關柜裝置的開關室，采用半地下的電纜層結構，是解決開關柜凝露的最有效的方法，結合運行經驗來看，采用這種設計的變電所，開關室內清潔干燥，開關柜本體基本沒有凝露現象，建議在變電所設計時優先采用。

同時在運行中對于開關柜的溫濕度控制器的改進及加強開關柜空氣流通的方法，要求生產廠家在開關柜的設計生產時就要采取措施。現在有些生產廠家在生產時供應到高濕度的地區的開關柜已經改進了設計，在開關柜的頂部采用了相互嵌入型的通風窗口，既能有效地起到防爆防塵效果，又能加強開關柜的通風空氣流通，投入運行后取得了良好的效果。作為運行單位，我們在進行設備技術規范書編制的時候，就應該提出這方面的要求，也不失為一種有效手段。

參考文獻

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