寧陜縣金雞河35 kV變電站高壓室環(huán)境濕度綜合治理探討

唐正文，王衛(wèi)平

（1.陜西省地方電力（集團(tuán)）有限公司安康供電分公司，陜西 安康 725000；2.西安源創(chuàng)電氣技術(shù)有限公司，陜西 西安 710075）

1 系統(tǒng)概述

本裝置是一種室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)，能夠有效地解決現(xiàn)有電力開閉所、高壓配電室及庫(kù)房等場(chǎng)所因相對(duì)濕度超標(biāo)而導(dǎo)致的電氣設(shè)備絕緣性能下降、設(shè)備放電、閃絡(luò)甚至毀壞等技術(shù)問題。

本系統(tǒng)提供的自動(dòng)除濕裝置，通過對(duì)高壓室內(nèi)、外及電纜溝內(nèi)的溫濕度露點(diǎn)的采集，經(jīng)過精密運(yùn)算，輸出相應(yīng)的開關(guān)量控制電動(dòng)窗的開啟與關(guān)閉、室內(nèi)除濕機(jī)和電纜溝除濕機(jī)的工作與停止，使高壓室內(nèi)的環(huán)境溫濕度始終保持在電氣設(shè)備規(guī)定的工作范圍，保證電氣設(shè)備安全可靠的運(yùn)行[1]。

2 系統(tǒng)組成

室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)

3 高壓室開關(guān)柜內(nèi)潮氣產(chǎn)生的原因

3.1 電纜溝內(nèi)水氣竄入

變電站建設(shè)期間，未對(duì)電纜溝進(jìn)行防水處理，加之電纜入口封閉不夠嚴(yán)密，電纜溝（隧）道內(nèi)產(chǎn)生的水氣竄入到開關(guān)柜內(nèi)，破壞柜內(nèi)絕緣元件的正常運(yùn)行環(huán)境，造成開關(guān)柜故障的發(fā)生。

3.2 環(huán)境濕度的影響

寧陜縣金雞河35 kV變電站高壓室墻面裝有泄壓窗，通過紗窗和百葉窗直通室外，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導(dǎo)致室內(nèi)濕度過大。

金雞河變電站位于寧陜縣正北方向，屬北亞熱帶山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，垂直差異大。空氣中的水分在溫度較高的中午時(shí)候達(dá)到飽和狀態(tài)，而在溫度急劇下降的早上、下午及晚上處于過飽和狀態(tài)，在溫度發(fā)生急劇變化的過程中空氣中處于過飽和狀態(tài)的水分很容易形成凝露，從封閉不嚴(yán)的高壓室門縫、窗縫、高壓母線進(jìn)線處及通風(fēng)口等地方進(jìn)入室內(nèi)，使高壓室內(nèi)濕度增大，形成凝露，造成電氣設(shè)備故障。此外，由于空氣流動(dòng)大，地表水分蒸發(fā)到空氣中的速度塊，極易形成凝露。

3.3 環(huán)境溫度的影響

金雞河35 kV變電站鎮(zhèn)位于寧陜縣內(nèi)，寧陜縣屬北亞熱帶山地濕潤(rùn)氣候，用焦金斯基的氣候大陸公式，寧陜氣候大陸度為50.2，受大陸性氣候影響。寧陜?nèi)諛O端最低氣溫為-13.1 ℃（1975年12月15日）。最冷月為1月，平均氣溫為0.5 ℃。日極端最高氣溫36.2 ℃（1976年7月31日）。最熱月為7月，平均氣溫23.3 ℃，有個(gè)別年份在8月。氣溫平均日較差9.2～12.0 ℃間，氣溫年較差22.8 ℃。寧陜縣平均年降水量921.2 mm。

環(huán)境溫度較高時(shí)變電站內(nèi)空氣中的水蒸氣未達(dá)到飽和，當(dāng)溫度陡然降低會(huì)使空氣中的水蒸氣變?yōu)檫^飽和狀態(tài)，極易形成凝露。降低空氣中水蒸氣的濃度，使其在溫度較低時(shí)依然處于未飽和狀態(tài)[2]。

4 設(shè)計(jì)思想

本方案擬采用先進(jìn)的數(shù)字溫濕度傳感器采集高壓室內(nèi)部不同地點(diǎn)的溫濕度數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)運(yùn)算，確定空氣中水蒸氣的密度值與溫度變化之間的關(guān)系，同時(shí)基于溫度的變化，研究導(dǎo)致濕度變化的關(guān)系，計(jì)算出變量參數(shù)值，繪制溫、濕度變化曲線。據(jù)此曲線研制一套智能化防潮除濕控制系統(tǒng)，確定變電站高壓室防潮除濕具體方案。

35 kV金雞河變電站10 kV高壓室位于一樓，室內(nèi)長(zhǎng)20.4 m，寬7.6 m，面積155 m2。東南側(cè)墻面共裝有5組泄壓窗，通過紗窗和推拉玻璃窗直通室外。窗戶開啟后，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導(dǎo)致室內(nèi)濕度過大。35 kV民主變電站35 kV高壓室位于二樓，室內(nèi)長(zhǎng)20.4 m，寬7.6 m，面積155 m2。東南側(cè)墻面共裝有3組泄壓窗，通過紗窗和推拉玻璃窗直通室外。窗戶開啟后，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導(dǎo)致室內(nèi)濕度過大。

5 設(shè)計(jì)方案

5.1 封堵、隔絕室內(nèi)外空氣流通

（1）高壓室室內(nèi)大門進(jìn)行密封處理。

（2）電纜溝室內(nèi)外連接處做密封和防水處理。

（3）組泄壓窗已安紗窗及推拉窗帶玻璃，但無法自動(dòng)開關(guān)。此次加裝3組電動(dòng)玻璃窗，通過室內(nèi)外濕度對(duì)比可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)。

5.2 高壓室室內(nèi)及電纜溝除濕

35 kV高壓室室內(nèi)長(zhǎng)20.40 m、寬7.6 m、高4.4 m的空間，選用3臺(tái)大功率遠(yuǎn)控型除濕單元安放在室內(nèi)適當(dāng)位置（高壓室內(nèi)四角）。10 kV高壓室放置1臺(tái)除濕單元（受控于35 kV高壓室控制系統(tǒng)）。

35 kV高壓室電纜溝長(zhǎng)16.6 m，寬0.5 m，深0.25 m。計(jì)劃在其首尾兩端（電纜溝蓋板）上部墻壁位置安裝1臺(tái)遠(yuǎn)控型吊裝式除濕單元，為減少電纜溝潮濕空氣對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部濕度的影響，將遠(yuǎn)控型吊裝式除濕單元干燥過的干燥空氣通過PVC通風(fēng)管向下送到電纜溝內(nèi)，在電纜溝底部地面鋪設(shè)PVC通風(fēng)管大約15 m，在15 m長(zhǎng)度范圍間距30 mm打直徑10 mm的出氣孔，端部用端蓋封堵。在電纜溝有1組吊裝式除濕機(jī)向電纜溝輸送干燥空氣。為加快電纜溝內(nèi)空氣的流動(dòng)速度，在電纜溝另一端裝設(shè)1臺(tái)抽風(fēng)機(jī)，將電纜溝內(nèi)空氣向溝外排出，與吊裝機(jī)送入的空氣形成對(duì)流。改變電纜溝的空氣濕度，間接降低封閉式高壓開關(guān)柜的內(nèi)部濕度。

對(duì)高壓室內(nèi)部環(huán)境濕度智能控制，安裝智能環(huán)境空氣除濕裝置控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)原理是采用先進(jìn)的數(shù)字濕度傳感器準(zhǔn)確測(cè)量10%～99%的相對(duì)濕度，先進(jìn)溫度傳感器，能準(zhǔn)確測(cè)量-20～+70 ℃的溫度，同時(shí)測(cè)量室內(nèi)、室外溫度和濕度，通過智能控制邏輯設(shè)定各種控制參數(shù)，驅(qū)動(dòng)泄壓式電動(dòng)窗的開啟及高壓室遠(yuǎn)控型除濕單元，達(dá)到降低高壓室內(nèi)空氣濕度的目的。

（1）當(dāng)室內(nèi)濕度大于60%時(shí)，高壓室內(nèi)部加裝的3臺(tái)遠(yuǎn)控型除濕單元啟動(dòng)，降低高壓室內(nèi)空氣濕度。通過除濕單元的工作，室內(nèi)相對(duì)濕度到50%時(shí)除濕機(jī)停止工作。

（2）安裝遠(yuǎn)控型吊裝式除濕單元.為減少電纜溝內(nèi)潮濕空氣對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部濕度的影響，將經(jīng)過除濕機(jī)的干燥空氣均勻地輸往電纜溝，改變電纜溝內(nèi)的空氣濕度，間接降低封閉式高壓開關(guān)柜的內(nèi)部濕度。當(dāng)電纜溝濕度大于65%時(shí)，遠(yuǎn)控型吊裝式除濕單元啟動(dòng)，降低電纜溝內(nèi)空氣濕度。通過除濕單元的工作，電纜溝內(nèi)相對(duì)濕度到55%時(shí)除濕機(jī)停止工作。

（3）當(dāng)室外相對(duì)濕度低于35%時(shí)，電動(dòng)窗自動(dòng)開啟，使室外、室內(nèi)空氣自然流通。當(dāng)室外界相對(duì)濕度高于60%時(shí)，泄壓式電動(dòng)窗自動(dòng)關(guān)閉，防止室外潮濕空氣的侵入。

5.3 智能型控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)安裝在高壓室內(nèi)適當(dāng)位置（進(jìn)戶門右側(cè)墻壁上），220 V電源從主控室電源屏或室內(nèi)檢修電源線取電。所有電線、電纜及通訊線通過PVC線槽布置。在35 kV高壓室室內(nèi)外不同位置安裝5臺(tái)溫濕度采集器，其中室內(nèi)3臺(tái)，室外1臺(tái)，電纜溝1臺(tái)。

6 實(shí)施效果

按照該方案對(duì)金雞河變電站高壓室進(jìn)行溫濕度綜合治理，保證高壓室內(nèi)相對(duì)濕度保持在50%RH內(nèi)，一次電纜溝內(nèi)相對(duì)濕度保持在60%RH內(nèi)，確保了高壓室內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行在規(guī)定的溫濕度范圍，大大提高了電氣設(shè)備的安全運(yùn)行水平和電網(wǎng)的供電可靠性。