配網環網柜無源除濕裝置的研究與應用

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

在工業集中區域以及城市中心區域，電力負荷密度高，供電安全穩定性非常重要，而建立以環網柜為主的配電網絡，能有效提高供電可靠性，保證供電的連續性，將配電設備故障、維護停電的影響降至最低。戶外環網柜因具有結構緊湊、占地面積小、外形美觀、可與周圍環境協調配合等優點，在電網建設中所占比重越來越大。但是運維人員發現戶外環網柜在實際運行過程中普遍存在凝露現象，造成操作機構銹蝕，造成操作機構銹蝕，絕緣程度下降等，嚴重影響設備運行。

目前也有各種環網柜除濕的方法，各有利弊，如采用電加熱的方法對內部設備加熱讓潮濕的空氣不能產生凝露；還有如采用干燥劑除濕的辦法，干燥劑除濕只是暫時性的，干燥劑失效后還是會產生凝露現象；還有采用冷凝片的方式除濕，冷凝片需要外部接電源，柜子中沒有低壓供電線時，或線路故障時冷凝片除濕也就失去了效果。故本文采用了一種無源環網柜除濕辦法，安裝簡單，無需后期維護，利用冷凝原理與新型脫水材料組成環網除濕方法及裝置。

1 配網環網柜無源除濕裝置的治理方案

本文研究了一種配電柜(如環網柜、開關柜)無源除濕方法及裝置，該方法基于冷凝原理配合防水材料得以實施，包括頂部冷凝板、側壁冷凝板、弧形集水槽、側壁集水槽、排水管。頂部冷凝板安裝在配電柜體內頂部位置，弧形集水水槽裝在冷凝板正下方，側壁冷凝板安裝在柜體的側壁上，側壁集水槽在側壁冷凝板的下方。頂部冷凝板采用蜂窩結構，在一塊平板上安裝有多個三棱錐體、安裝后錐尖超下，這種結構既有利于擴大降溫散熱面積，又有利于擴大與空氣接觸面積使潮濕空氣更多形成凝露。凝露形成后慢慢積累流向三棱錐的錐尖，因為凝露后水滴在錐尖的張力小于重力，所以水滴會滴落在弧形集水槽，弧形集水槽采用一端高、一端低的楔形結構，在低端尾部設有連接排水管的圓管，通過排水管將收集的水排出柜子外面。側壁冷凝板板也采用蜂窩結構，在一快平板上安裝有三角板，凝露后的水滴在重力作用下流到平板的導流槽，平板上設有多條導流槽，水滴匯集后統一收集在底部的集水槽內。底部的集水槽設計為一端高、一端低的楔形結構，在集水槽的尾部有排水管接口連接排水，冷凝水通過排水管排出。環網柜無源除濕裝置安裝如圖1所示。

1.環網柜 2.頂部冷凝板 3.弧形集水板4.排水管 5.側壁冷凝板 6.底部集水槽

其中，頂部冷凝板由一塊五金平板和三棱錐體及固定磁鐵組成，三棱椎體安裝固定在平板上形成蜂窩狀的冷凝面，磁鐵嵌入在平板上。頂部冷凝板由磁鐵吸合安裝在環網柜柜體的頂部，與柜體緊貼，三棱椎體錐尖朝下。弧形集水板安裝在頂部冷凝板下方，用于收集頂部冷凝板上滴落的水滴。弧形積水板采用單向透氣防水材料，空氣中潮濕的水汽可以透過弧形集水板向上運動，當水滴掉落在弧形集水板的上面時是不會向下滲漏，弧形集水板的安裝方式采用斜坡式，落在集水板上的水滴在重力作用下流向尾端的排水口，通過排水連接的排水管將水排出環網柜。側邊冷凝板由一塊五金平板和三角板及固定磁鐵組成，三角板安裝固定在平板上形成蜂窩狀的冷凝面，磁鐵嵌入在平板上。側邊冷凝板由磁鐵吸合安裝在環網柜柜體的三面側壁上，與柜體緊貼，三角板尾端用于引流，將冷凝水滴引流到平板面的導流槽，所有的三角引流過來的水滴在平板導流槽內匯集，在重力作用下最終流到底部集水槽內。底部集水槽用于收集側邊冷凝板導流下來的水流，底部集水槽采用楔形槽，一端高、一端低，低的一端設有排水口，通過排水口將水排出環網柜。排水管與底部集水槽與弧形集水槽的排水口相連接，排水管的中間設置有一個單向閥，當水管中水的重量超過一定重力時，單向閥打開，水順利排出，當排水管中無水或水量不足時，單向閥關閉，防止外部潮濕空氣進入環網柜內部。

環網柜發生凝露時一般都是在降溫階段發生，首先外部環境溫度降低時，環網柜的外壁降溫更快一步，柜內潮濕空氣降溫慢一點，潮濕空氣遇到溫度低于空氣溫度的冷凝板時會產生凝露水滴。冷凝板表面采用納米鍍膜工藝，因此冷凝板上產生的水滴會凝結為水珠，水珠的重力或大于水滴與冷凝板表面疏水材料的張力，水滴會自然墜落到集水板上，通過集水板連接的排水管排出環網柜。排水管上設置有單向閥，當排水管內的水的壓力大于單向閥開啟壓力時，閥門打開，水順利排出。如果排水管內水壓力小于單向閥的開啟壓力時，閥門處于關閉狀態，防止柜外空氣通過排水關進入柜內，增加柜內空氣濕度。

2 實施效果

為驗證設備實施效果，已在深圳龍崗供電局轄區內選擇一臺凝露嚴重的環網柜進行試驗，實施前后效果圖如圖2、圖3所示。通過對比可以看出，應用了配網環網柜無源除濕裝置后，大大緩解了環網柜出現的凝露現象，為設備的穩定運行提供了保證。

圖2 設備應用前效果圖

圖3 設備應用后效果圖

3 結語

通過制作出的配網環網柜無源除濕裝置樣品實際使用情況評估，以深圳供電局為例，目前自動化饋線覆蓋率超過90%，站房覆蓋率超過80%，大量的自動化設備運行于濕度較大的環境中，成為配電網安全穩定運行的隱患。本項目對環境濕度予以嚴格控制，達到防潮除濕的目的，確保自動化設備安全穩定運行。因減少故障停電次數，提高了供電可靠性，提升了企業形象，具有極高的市場推廣價值。