摘(zhai)要：文章分析了(le)廣東沿海地區10kV電(dian)纜分接箱(xiang)的(de)受潮(chao)現(xian)狀，針對(dui)癥結，應用水蒸氣(qi)冷(leng)凝原理和(he)珀爾帖效應制冷(leng)原理，選擇合適(shi)的(de)模塊元件(jian)，提出研制10kV電(dian)纜分接箱(xiang)的(de)方案，并(bing)通過現(xian)場試點安裝(zhuang)，驗證了(le)裝(zhuang)置的(de)除濕效果。

關鍵詞：供電企業；水蒸氣(qi)冷凝原(yuan)理；珀(po)爾帖效應；電纜分接(jie)箱除(chu)濕；

廣東沿海地(di)區空氣(qi)(qi)濕度(du)大(da)，潮濕空氣(qi)(qi)嚴(yan)重影響(xiang)電(dian)氣(qi)(qi)設(she)(she)備(bei)性(xing)能，并成(cheng)為(wei)各(ge)(ge)類(lei)柜（箱(xiang)）式電(dian)氣(qi)(qi)設(she)(she)備(bei)發生(sheng)事故(gu)的(de)(de)(de)主(zhu)要影響(xiang)因素(su)之一。對(dui)于配網(wang)設(she)(she)備(bei)，電(dian)纜分接(jie)箱(xiang)長期工作于空曠的(de)(de)(de)環境，柜內(nei)(nei)空間相對(dui)密閉(bi)，潮濕空氣(qi)(qi)進入(ru)后(hou)不(bu)能及時排出，加(jia)之柜內(nei)(nei)塵埃等(deng)影響(xiang)，更容(rong)易造成(cheng)電(dian)氣(qi)(qi)設(she)(she)備(bei)短路、線體和(he)柜體腐蝕等(deng)現象，更嚴(yan)重可(ke)(ke)導致開關拒動、短路等(deng)事故(gu)。柜內(nei)(nei)除濕已成(cheng)為(wei)近(jin)幾年來各(ge)(ge)專業用戶的(de)(de)(de)關注熱(re)點，也(ye)是各(ge)(ge)設(she)(she)備(bei)制造廠家不(bu)斷攻關的(de)(de)(de)課題。研制可(ke)(ke)行的(de)(de)(de)10kV電(dian)纜分接(jie)箱(xiang)除濕裝置，可(ke)(ke)以解決潮濕特別(bie)是梅雨(yu)天氣(qi)(qi)下箱(xiang)內(nei)(nei)濕度(du)超標的(de)(de)(de)問(wen)題，確保設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)安全(quan)穩定運(yun)行，極(ji)大(da)地(di)降低(di)因潮濕帶來的(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)率，提高了(le)供電(dian)可(ke)(ke)靠性(xing)。

1 10kV電(dian)纜分接箱受潮現狀分析

1.1 濕度對電氣設備絕(jue)緣性能的影(ying)響

（1）相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)在85%～95%之(zhi)間，絕(jue)(jue)緣子最大(da)泄(xie)漏(lou)電流(liu)與(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)電導率隨(sui)著濕(shi)度(du)呈線(xian)性增(zeng)加；（2）相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)在95%～99%之(zhi)間，絕(jue)(jue)緣子最大(da)泄(xie)漏(lou)電流(liu)與(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)電導率變化不大(da)；（3）相(xiang)對(dui)濕(shi)度(du)99%變化到100%，絕(jue)(jue)緣子最大(da)泄(xie)漏(lou)電流(liu)與(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)電導率均迅速增(zeng)加。

1.2 溫度和濕度高可加速電極和箱體的腐蝕

（1）影響金(jin)屬腐(fu)蝕(shi)的(de)空氣濕(shi)度(du)(du)是相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)值，而不是絕(jue)對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)值；（2）相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)低時銹(xiu)蝕(shi)較慢(man)，相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)增(zeng)加到一(yi)定限度(du)(du)時，腐(fu)蝕(shi)的(de)速度(du)(du)突然(ran)上升(sheng)，這(zhe)個相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)的(de)數值稱為(wei)臨(lin)界(jie)相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)；（3）當相對(dui)(dui)濕(shi)度(du)(du)在臨(lin)界(jie)濕(shi)度(du)(du)以上，金(jin)屬開(kai)始腐(fu)蝕(shi)，溫(wen)度(du)(du)每升(sheng)高(gao)10℃，化(hua)學反應(ying)提高(gao)2～3倍(bei)。

在2016年3月梅(mei)雨時節，每天(tian)分別(bie)對20個電(dian)纜分接(jie)(jie)箱(xiang)進行柜(ju)內(nei)濕度測量，將(jiang)每日的所有電(dian)纜分接(jie)(jie)箱(xiang)取平均值(zhi)，繪(hui)制濕度隨(sui)時間的曲線如圖1所示：

根據(ju)《南方電網公司中低(di)壓配電運行管理(li)標準》規(gui)定(ding)，電氣(qi)(qi)設備箱體內濕度(du)不大(da)于80%，在梅(mei)雨季節(jie)，由測量結果分(fen)析可知，柜(ju)內相對(dui)濕度(du)均大(da)于90%，并(bing)且長時(shi)間無法排(pai)出濕氣(qi)(qi)。長時(shi)間的潮濕空(kong)氣(qi)(qi)對(dui)金屬性的柜(ju)體有(you)較強的腐(fu)蝕(shi)作用(yong)，惡劣情況(kuang)會引(yin)發(fa)電纜短路故(gu)障(zhang)。

2 10kV電纜分(fen)(fen)接箱除濕裝(zhuang)置(zhi)原理分(fen)(fen)析

針(zhen)對電纜(lan)(lan)分接(jie)箱(xiang)的受潮(chao)現狀，本文根據(ju)以下(xia)原理(li)，提出研制(zhi)10kV電纜(lan)(lan)分接(jie)箱(xiang)除濕(shi)裝置(zhi)的方案。

第一，室外柜(ju)內壁底部(bu)最容易(yi)凝露：因為底部(bu)地(di)面熱(re)(re)容量大(da)(da)，受外部(bu)陽光、氣(qi)溫(wen)(wen)風速影響(xiang)遲緩，能維持較長(chang)時間與柜(ju)內空(kong)(kong)(kong)氣(qi)間的(de)溫(wen)(wen)度差。特別(bie)是當：（1）濕(shi)熱(re)(re)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)降臨；（2）陰天(tian)或雨后轉晴；（3）黑夜轉白天(tian)。溫(wen)(wen)度上升(sheng)的(de)過程，就(jiu)是內壁底部(bu)大(da)(da)量凝露的(de)最佳時機(ji)，但凝露卻(que)也使柜(ju)中的(de)空(kong)(kong)(kong)氣(qi)相當濕(shi)度下(xia)降，因為凝露在箱(xiang)壁底部(bu)，對柜(ju)箱(xiang)的(de)安全沒(mei)有太大(da)(da)影響(xiang)，但卻(que)最容易(yi)被直觀地(di)察覺到。

基于水(shui)蒸氣(qi)冷凝(ning)的(de)原理去除箱(xiang)內潮濕(shi)空(kong)氣(qi)（水(shui)蒸氣(qi)）。空(kong)氣(qi)中(zhong)含(han)有(you)水(shui)分，再加上溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)變化造(zao)成物(wu)體(ti)表面(mian)形(xing)成水(shui)珠（凝(ning)露(lu)(lu)），空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)相對(dui)濕(shi)度(du)越(yue)高，凝(ning)露(lu)(lu)溫(wen)(wen)(wen)（點(dian)）接近環(huan)境空(kong)氣(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，越(yue)容易形(xing)成凝(ning)露(lu)(lu)，也就是說，只要有(you)很少的(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)差就可達(da)到(dao)形(xing)成凝(ning)露(lu)(lu)的(de)條件；相對(dui)濕(shi)度(du)低時，則需要有(you)較(jiao)大的(de)溫(wen)(wen)(wen)差方可達(da)到(dao)形(xing)成凝(ning)露(lu)(lu)的(de)條件。

第二，基(ji)于珀爾帖(tie)效應制冷(leng)(leng)原理，通過半導體(ti)制冷(leng)(leng)技術，在冷(leng)(leng)凝(ning)片兩側形(xing)成溫度差，將(jiang)密閉(bi)空(kong)間的(de)潮濕(shi)空(kong)氣(qi)以(yi)凝(ning)結水的(de)形(xing)式，用軟管排出(chu)柜(ju)體(ti)，從而解決箱內(nei)潮濕(shi)及凝(ning)露問題（珀爾帖(tie)效應：電(dian)(dian)荷(he)載體(ti)在導體(ti)中(zhong)(zhong)運(yun)(yun)動(dong)(dong)形(xing)成電(dian)(dian)流。由于電(dian)(dian)荷(he)載體(ti)在不(bu)(bu)同(tong)的(de)材料中(zhong)(zhong)處于不(bu)(bu)同(tong)的(de)能(neng)(neng)(neng)級，當它從高(gao)能(neng)(neng)(neng)級向(xiang)(xiang)低(di)能(neng)(neng)(neng)級運(yun)(yun)動(dong)(dong)時，便釋放出(chu)多(duo)余(yu)的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)；相反，從低(di)能(neng)(neng)(neng)級向(xiang)(xiang)高(gao)能(neng)(neng)(neng)級運(yun)(yun)動(dong)(dong)時，從外界吸收能(neng)(neng)(neng)量(liang)。能(neng)(neng)(neng)量(liang)在兩個材料的(de)交界面處以(yi)熱的(de)形(xing)式吸收或(huo)放出(chu)）。

第(di)三，利用高頻開關來控制除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)裝(zhuang)置(zhi)的開合，通過濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)傳感器采(cai)集箱內(nei)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)數據，若(ruo)箱內(nei)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)大于即設(she)定(ding)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)，則(ze)合上開關啟(qi)動除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)裝(zhuang)置(zhi)，如(ru)箱內(nei)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)小(xiao)于即設(she)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)，則(ze)斷開開關關閉除(chu)濕(shi)(shi)(shi)(shi)裝(zhuang)置(zhi)，從而使(shi)得(de)箱內(nei)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)與設(she)定(ding)濕(shi)(shi)(shi)(shi)度(du)(du)(du)(du)數值保持動態平衡。

3 10kV電纜分接箱除濕裝置模塊構成

10kV電纜分接(jie)箱除濕(shi)裝置由(you)除濕(shi)模塊、控制模塊、電源(yuan)模塊構成。

3.1 除濕模塊

除濕(shi)模塊包括半導體制(zhi)冷片、散熱配件、導氣(qi)(qi)風(feng)扇、凝(ning)露面，可以將(jiang)分(fen)接箱(xiang)內(nei)的(de)濕(shi)度(du)降低。功能要求：（1）利用半導體制(zhi)冷的(de)帕爾(er)帖(tie)效應，半導體制(zhi)冷片可以將(jiang)空氣(qi)(qi)降溫冷卻，達到空氣(qi)(qi)的(de)露點溫度(du)，凝(ning)露成水(shui)；（2）可以適(shi)應當地的(de)氣(qi)(qi)候環(huan)境，工(gong)作溫度(du)范圍(wei)在

-10℃～60℃，空氣濕度100%時仍可正常工作。

3.2 控(kong)制模塊

控(kong)制模塊包括智能濕度(du)傳感器、濕度(du)控(kong)制開關，可以根據分(fen)接箱(xiang)內的濕度(du)情況而動(dong)作，啟動(dong)或停止除濕模塊的工作。

3.3 電源模塊

電源模塊包括(kuo)自發(fa)電裝置、蓄電池、充發(fa)電控制裝置。查(cha)廣東沿海氣候(hou)條(tiao)件(jian)(jian)：光(guang)照年均(jun)大(da)于3700W/m2，最(zui)低(di)光(guang)照大(da)于2100W/m2，平(ping)均(jun)氣溫22℃，最(zui)高(gao)溫度37.5℃（此時光(guang)照大(da)于5300W/m2），查(cha)太陽能(neng)板標稱功率測(ce)試條(tiao)件(jian)(jian)為光(guang)照1000W/m2，25℃；雖(sui)然本(ben)地(di)最(zui)高(gao)溫度高(gao)于測(ce)試溫度使(shi)光(guang)電轉換率下降，但同時光(guang)照也(ye)遠(yuan)大(da)于測(ce)試光(guang)照，可(ke)見使(shi)用條(tiao)件(jian)(jian)優于測(ce)試條(tiao)件(jian)(jian)。

4 總體(ti)方案

經過各分(fen)(fen)方案的分(fen)(fen)析(xi)選擇，確(que)定(ding)總(zong)體方案如圖2所示：

5 除濕效果(guo)驗(yan)證

該裝置(zhi)在2016年8月30進行了(le)首批試點安裝，選取5個潮(chao)濕(shi)(shi)問題較(jiao)重的(de)(de)電纜分接箱進行實際效果(guo)檢測，于2016年9月11日（陰雨天/室外(wai)濕(shi)(shi)度：96%）對安裝試點的(de)(de)濕(shi)(shi)度進行統計(ji)分析如圖3所示：

由實(shi)際檢(jian)測結果(guo)得出以下結論：（1）5個試驗安裝點均(jun)能有效快速的(de)達(da)到(dao)除濕效果(guo)；（2）箱(xiang)(xiang)內濕度(du)從(cong)高位95%降至75%只需(xu)2個小(xiao)時，并(bing)且與設定濕度(du)能保持(chi)動態平衡，穩(wen)定在75%±5%范(fan)圍內。在梅(mei)雨(yu)季節，除濕裝置可將電纜(lan)分接(jie)箱(xiang)(xiang)內濕度(du)控(kong)制在80%內，符(fu)合設備(bei)運(yun)行規程要(yao)求(qiu)。

6 結語

6.1 社會效(xiao)益

10kV電(dian)(dian)纜分接箱(xiang)除(chu)濕(shi)(shi)裝置有效地降低了(le)箱(xiang)內濕(shi)(shi)度，保(bao)障(zhang)了(le)在潮濕(shi)(shi)天氣(qi)下電(dian)(dian)纜分接箱(xiang)的(de)安全運行，確保(bao)了(le)供電(dian)(dian)可(ke)靠(kao)性，提高了(le)企(qi)業(ye)服務質量，提升(sheng)了(le)用戶對(dui)電(dian)(dian)網(wang)企(qi)業(ye)的(de)滿意度和企(qi)業(ye)的(de)形象。

6.2 管理效益(yi)

10kV電纜分接箱除濕裝(zhuang)置有效(xiao)地控(kong)制(zhi)了(le)(le)(le)空(kong)氣濕度大造成的(de)箱體腐蝕，降低(di)了(le)(le)(le)電纜分接箱處的(de)故(gu)障率，提高(gao)了(le)(le)(le)設備有效(xiao)作(zuo)業(ye)率，縮減(jian)了(le)(le)(le)電力(li)運(yun)行(xing)人員因(yin)柜(ju)體腐蝕的(de)維(wei)修時間(jian)以及因(yin)箱內濕度過大而引(yin)起跳閘(zha)的(de)維(wei)護(hu)搶修時間(jian)，從而減(jian)輕了(le)(le)(le)運(yun)維(wei)人員的(de)工作(zuo)量(liang)和勞動(dong)強(qiang)度，大大降低(di)了(le)(le)(le)人工維(wei)護(hu)成本(ben)，提高(gao)了(le)(le)(le)企業(ye)管理效(xiao)益。

6.3 經濟(ji)效益

此除濕裝置減少了企業的(de)運(yun)行維護成(cheng)本，降低因電(dian)纜分接箱過濕而(er)造成(cheng)的(de)短路故障率，縮短用戶(hu)停電(dian)時間，減小負(fu)荷損失，確(que)保(bao)生產生活(huo)用電(dian)的(de)正常使用，為社會(hui)經濟發展保(bao)駕(jia)護航(hang)。