摘(zhai)要：變(bian)電站的開關柜由于(yu)其結(jie)(jie)構緊湊，當空氣(qi)濕度過大(da)時，容易產(chan)生凝露(lu)，降低(di)電氣(qi)的絕緣(yuan)強(qiang)度，造成事故。文章通過分析開關柜潮濕的原因(yin)，闡(chan)述了(le)開關柜除濕的措(cuo)施(shi)(shi)，并結(jie)(jie)合江(jiang)蘇省電力(li)分布地(di)理位置(zhi)、區域氣(qi)候等因(yin)素，提(ti)出(chu)了(le)適用于(yu)江(jiang)蘇省電力(li)系統的開關柜除濕措(cuo)施(shi)(shi)。

關(guan)鍵詞(ci)：開關(guan)柜(ju)；除濕(shi)技術；江(jiang)蘇省；電力(li)系統；電氣絕緣強(qiang)度 

1 概述

在(zai)(zai)(zai)夏(xia)季，尤其在(zai)(zai)(zai)梅(mei)雨季節(jie)，由于長(chang)時(shi)間的(de)降(jiang)雨，導(dao)致天氣潮濕、悶(men)熱(re)，開關(guan)柜(ju)(ju)內部電(dian)氣元件一直不(bu)斷工作而產(chan)生(sheng)熱(re)量，內部大(da)(da)量的(de)水汽最(zui)終冷(leng)凝(ning)形成(cheng)凝(ning)露(lu)。另外，出于安全(quan)(quan)防護(hu)的(de)考慮，開關(guan)柜(ju)(ju)密封(feng)性較好，其散熱(re)性較差(cha)，也(ye)會導(dao)致凝(ning)露(lu)的(de)產(chan)生(sheng)，且凝(ning)露(lu)附(fu)著在(zai)(zai)(zai)絕緣(yuan)表面(mian)使(shi)絕緣(yuan)介質(zhi)加(jia)速劣化(hua)，引(yin)發斷路器跳閘或電(dian)氣設備損壞(huai)。通過對(dui)開關(guan)柜(ju)(ju)掛網幾年的(de)運行狀況研究，設備放電(dian)發熱(re)問題十分(fen)突出，很大(da)(da)一部分(fen)原因就是(shi)開關(guan)柜(ju)(ju)除濕降(jiang)溫效果(guo)不(bu)佳。凝(ning)露(lu)的(de)產(chan)生(sheng)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低了(le)開關(guan)柜(ju)(ju)電(dian)氣設備的(de)絕緣(yuan)性能(neng)，造成(cheng)設備的(de)損壞(huai)甚至人員的(de)傷亡。文中(zhong)通過對(dui)開關(guan)柜(ju)(ju)凝(ning)露(lu)產(chan)生(sheng)的(de)原因進(jin)行分(fen)析(xi)，提(ti)(ti)出解決開關(guan)柜(ju)(ju)潮濕的(de)方法，為提(ti)(ti)高開關(guan)柜(ju)(ju)安全(quan)(quan)穩定(ding)性提(ti)(ti)供(gong)參考。

1.1 相對濕度度量

潮濕空氣通常有絕對(dui)(dui)濕度(du)和相對(dui)(dui)濕度(du)兩(liang)個(ge)指標。《高(gao)壓(ya)開關(guan)設備和控制設備標準的共用技術要(yao)求》（GB/T 11022-2011）中規(gui)定開關(guan)柜正常使用條件之一是日平均相對(dui)(dui)濕度(du)小大于(yu)95%RH。

1.2 凝露

凝(ning)露(lu)是指環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du)(du)低于空氣(qi)(qi)相對濕(shi)度(du)(du)(du)的露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)時(shi)，空氣(qi)(qi)中(zhong)的水(shui)蒸(zheng)氣(qi)(qi)凝(ning)結(jie)成(cheng)(cheng)水(shui)珠。同一(yi)環(huan)境(jing)條件下，當空氣(qi)(qi)相對濕(shi)度(du)(du)(du)越高，露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)越接(jie)近(jin)環(huan)境(jing)空氣(qi)(qi)的溫(wen)度(du)(du)(du)，凝(ning)露(lu)就容易(yi)形成(cheng)(cheng)。大氣(qi)(qi)條件下空氣(qi)(qi)相對濕(shi)度(du)(du)(du)對應的露(lu)點溫(wen)度(du)(du)(du)見表(biao)1。

1.3 開關柜絕緣性能(neng)下降的原因(yin)分析

濕度(du)(du)和(he)溫度(du)(du)是(shi)決定(ding)凝露(lu)能否形成(cheng)的(de)(de)(de)兩個(ge)關(guan)(guan)(guan)鍵因(yin)(yin)素，因(yin)(yin)此它們對電(dian)氣(qi)設備絕(jue)(jue)緣(yuan)性(xing)能的(de)(de)(de)有(you)著重(zhong)要的(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)。對于開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)柜中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)電(dian)氣(qi)設備來說，最佳濕度(du)(du)應維持(chi)在30%～60%之間(jian)(jian)，因(yin)(yin)為濕度(du)(du)如(ru)果超過(guo)了60%，就容易形成(cheng)凝露(lu)，對電(dian)氣(qi)設備絕(jue)(jue)緣(yuan)性(xing)能造成(cheng)不利影響(xiang)(xiang)。因(yin)(yin)為當水汽進入到高壓(ya)開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)柜中(zhong)(zhong)，就會被開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)柜中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)強(qiang)電(dian)磁場，特(te)別是(shi)被電(dian)纜以(yi)及銅排連(lian)接處(chu)的(de)(de)(de)尖端放電(dian)過(guo)程(cheng)電(dian)解為氫(qing)離(li)子(zi)和(he)氧離(li)子(zi)，而氧離(li)子(zi)與空氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)氧氣(qi)分子(zi)結(jie)合發生化學反應，就會產生臭(chou)氧，臭(chou)氧、弱酸性(xing)腐蝕(shi)氣(qi)體(ti)對絕(jue)(jue)緣(yuan)材(cai)料的(de)(de)(de)長時間(jian)(jian)侵蝕(shi)會導致高壓(ya)開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)柜中(zhong)(zhong)電(dian)氣(qi)設備絕(jue)(jue)緣(yuan)性(xing)能下(xia)降(jiang)。此外，水汽還(huan)會在絕(jue)(jue)緣(yuan)材(cai)料的(de)(de)(de)表面凝結(jie)成(cheng)結(jie)晶(jing)水，造成(cheng)線路短路，也降(jiang)低了開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)柜的(de)(de)(de)絕(jue)(jue)緣(yuan)性(xing)能。

2 開(kai)關柜除濕措(cuo)施分析

針對(dui)上述凝露(lu)現象(xiang)發生的原(yuan)因，可(ke)以從控(kong)制(zhi)開(kai)關(guan)柜內(nei)的溫(wen)(wen)度(du)和濕(shi)度(du)兩個(ge)方面來避免凝露(lu)的產生。在溫(wen)(wen)度(du)上，要(yao)控(kong)制(zhi)開(kai)關(guan)柜內(nei)部(bu)(bu)的溫(wen)(wen)度(du)比外面溫(wen)(wen)度(du)高，所以可(ke)以在開(kai)關(guan)柜內(nei)部(bu)(bu)安裝加(jia)熱器來控(kong)制(zhi)溫(wen)(wen)度(du)；在濕(shi)度(du)上，要(yao)保(bao)持開(kai)關(guan)柜內(nei)部(bu)(bu)干(gan)燥(zao)，要(yao)及(ji)時采(cai)取輔助措施，防(fang)止凝露(lu)的產生。當(dang)凝露(lu)產生時，需(xu)要(yao)添加(jia)除濕(shi)裝置，以保(bao)證開(kai)關(guan)柜內(nei)部(bu)(bu)的清潔(jie)與干(gan)燥(zao)。

2.1 開關柜除(chu)濕方法的分析

2.1.1 防止電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)積(ji)水(shui)進(jin)(jin)入(ru)(ru)開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)。電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)的(de)(de)積(ji)水(shui)進(jin)(jin)入(ru)(ru)開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)是(shi)(shi)(shi)導致開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)內(nei)部(bu)濕(shi)度(du)(du)較(jiao)大的(de)(de)原因之(zhi)(zhi)一，因此要在(zai)配(pei)電(dian)房墻體(ti)(ti)內(nei)外對(dui)電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)進(jin)(jin)行有效(xiao)封(feng)堵。對(dui)于進(jin)(jin)入(ru)(ru)到開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)之(zhi)(zhi)中的(de)(de)電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)也應采(cai)取嚴格的(de)(de)防水(shui)防火封(feng)堵，盡可(ke)能地減(jian)(jian)少電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)的(de)(de)積(ji)水(shui)進(jin)(jin)入(ru)(ru)開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)之(zhi)(zhi)中，這樣能直接減(jian)(jian)少配(pei)電(dian)房以(yi)及高壓(ya)開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)內(nei)部(bu)的(de)(de)相對(dui)空氣濕(shi)度(du)(du)，進(jin)(jin)而減(jian)(jian)少包括臭氧在(zai)內(nei)的(de)(de)各種腐蝕(shi)性氣體(ti)(ti)的(de)(de)產生，避免電(dian)纜(lan)(lan)溝(gou)(gou)中的(de)(de)潮氣倒(dao)灌進(jin)(jin)入(ru)(ru)變電(dian)站的(de)(de)開(kai)(kai)(kai)關(guan)柜(ju)。防火泥是(shi)(shi)(shi)常見(jian)的(de)(de)封(feng)堵材(cai)料，價格低廉，但(dan)是(shi)(shi)(shi)除濕(shi)效(xiao)果不是(shi)(shi)(shi)很(hen)

明顯。

2.1.2 提(ti)高柜(ju)體(ti)外殼(ke)自身斷(duan)熱程度。凝(ning)露的(de)(de)產(chan)生是(shi)因為(wei)開關(guan)柜(ju)內(nei)外溫差(cha)大，水汽冷凝(ning)形(xing)成的(de)(de)，所以通(tong)過(guo)提(ti)高柜(ju)體(ti)外殼(ke)的(de)(de)隔熱性(xing)能，減少溫差(cha)，減緩凝(ning)露的(de)(de)產(chan)生。通(tong)過(guo)在電纜(lan)孔等隔熱性(xing)能差(cha)的(de)(de)地方增加絕熱材料(liao)來提(ti)高開關(guan)柜(ju)外殼(ke)的(de)(de)斷(duan)熱程度。使用絕緣材料(liao)的(de)(de)目的(de)(de)就是(shi)降低殼(ke)體(ti)內(nei)表面及內(nei)部空氣受外界溫度的(de)(de)影響，這(zhe)種方法有一定的(de)(de)效果(guo)，但不(bu)易(yi)操作，且成本較高，只能減緩凝(ning)露產(chan)生的(de)(de)速度，不(bu)能徹底(di)解(jie)決凝(ning)露問題(ti)。

2.1.3 在(zai)開(kai)(kai)關(guan)柜內(nei)放置硅(gui)膠干燥(zao)劑。在(zai)開(kai)(kai)關(guan)柜內(nei)放置硅(gui)膠干燥(zao)劑來吸(xi)(xi)附(fu)水汽也是一(yi)種常見(jian)的(de)開(kai)(kai)關(guan)柜內(nei)除濕(shi)的(de)方法(fa)，硅(gui)膠干燥(zao)劑是一(yi)種高活(huo)性(xing)(xing)吸(xi)(xi)附(fu)材料，不(bu)僅具(ju)有較強(qiang)的(de)吸(xi)(xi)濕(shi)性(xing)(xing)能、熱穩定(ding)性(xing)(xing)，而且價(jia)格(ge)便宜，便于(yu)采(cai)購(gou)。硅(gui)膠干燥(zao)劑通過吸(xi)(xi)收(shou)開(kai)(kai)關(guan)柜內(nei)空氣中的(de)水汽，從(cong)而降(jiang)低設備的(de)濕(shi)度，有效從(cong)源(yuan)頭(tou)控制凝露(lu)的(de)產生，在(zai)一(yi)定(ding)時間內(nei)確保開(kai)(kai)關(guan)柜處于(yu)一(yi)種干燥(zao)安(an)全的(de)狀態(tai)，保證設備的(de)正(zheng)常運(yun)轉操作。這(zhe)種方法(fa)的(de)不(bu)足之處在(zai)于(yu)干燥(zao)劑需要經常替換，給維修人(ren)員帶來不(bu)便。

2.1.4 將(jiang)新建配電(dian)房的(de)(de)地(di)(di)(di)面(mian)基礎(chu)抬(tai)高。傳統的(de)(de)配電(dian)房，由于(yu)(yu)地(di)(di)(di)基比(bi)較低(di)，地(di)(di)(di)下(xia)的(de)(de)潮氣(qi)對(dui)開關(guan)柜(ju)內部(bu)凝(ning)露的(de)(de)產(chan)生(sheng)有著很大的(de)(de)影響。對(dui)于(yu)(yu)新建配電(dian)房，將(jiang)其地(di)(di)(di)面(mian)基礎(chu)抬(tai)（墊）高約40cm以上，可有效(xiao)地(di)(di)(di)改(gai)善地(di)(di)(di)下(xia)水所形(xing)成(cheng)的(de)(de)潮氣(qi)對(dui)電(dian)纜溝(gou)造(zao)成(cheng)的(de)(de)影響，降(jiang)低(di)開關(guan)柜(ju)內部(bu)的(de)(de)濕(shi)(shi)度(du)。此(ci)外，當(dang)配電(dian)房基礎(chu)抬(tai)高40cm后，由于(yu)(yu)配電(dian)房的(de)(de)地(di)(di)(di)面(mian)和電(dian)纜溝(gou)因為潮氣(qi)的(de)(de)減(jian)少(shao)而比(bi)較干燥，空氣(qi)濕(shi)(shi)度(du)大大降(jiang)低(di)，減(jian)少(shao)臭氧的(de)(de)產(chan)生(sheng)，提高了(le)開關(guan)柜(ju)的(de)(de)絕(jue)緣性能。這種方法適用于(yu)(yu)在(zai)設計配電(dian)房時(shi)，將(jiang)地(di)(di)(di)基抬(tai)高，可以有效(xiao)地(di)(di)(di)改(gai)善日后開關(guan)柜(ju)的(de)(de)運行環(huan)境。

2.2 開關(guan)柜除(chu)濕設備的(de)分(fen)析

2.2.1 傳統的柜內加(jia)熱除濕(shi)(shi)裝置(zhi)。高(gao)壓開(kai)關柜內采用電(dian)加(jia)熱器進行(xing)除濕(shi)(shi)，電(dian)加(jia)熱器對(dui)周圍(wei)局部(bu)的潮濕(shi)(shi)空氣只能(neng)起到潮濕(shi)(shi)空氣分解作用，水(shui)分依舊殘留在高(gao)壓開(kai)關柜內部(bu)，反而使高(gao)壓開(kai)關柜內的電(dian)氣設備(bei)更容易(yi)受潮，不(bu)利于設備(bei)的安全(quan)運行(xing)，更不(bu)能(neng)從根(gen)本上有效降(jiang)低開(kai)關柜內部(bu)濕(shi)(shi)度。

2.2.2 新(xin)型半(ban)(ban)導體(ti)除(chu)濕(shi)機(ji)(ji)。賴義漢、王宇松(song)、傅智(zhi)(zhi)河等針對電(dian)力柜內(nei)(nei)部電(dian)力設(she)備(bei)工(gong)作的安全性和穩(wen)定(ding)性受(shou)環境(jing)影響的問(wen)題，分析半(ban)(ban)導體(ti)制冷器的工(gong)作原理，并結(jie)合我國南部地(di)區(qu)濕(shi)度(du)較大這一實際情況，設(she)計基于單片(pian)機(ji)(ji)和半(ban)(ban)導體(ti)制冷技(ji)術的智(zhi)(zhi)能(neng)除(chu)濕(shi)系(xi)統。該系(xi)統根據(ju)箱內(nei)(nei)溫濕(shi)度(du)條件自動(dong)啟(qi)停除(chu)濕(shi)器，將電(dian)力柜內(nei)(nei)的濕(shi)空氣(qi)快(kuai)速凝(ning)結(jie)成水排(pai)出箱外，達到自動(dong)降溫除(chu)濕(shi)的目的，除(chu)濕(shi)效果顯著。

2.2.3 排風(feng)型(xing)除(chu)(chu)濕(shi)裝(zhuang)(zhuang)置。魏吉超介紹35kV封(feng)閉(bi)式開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)現(xian)有(you)(you)(you)加(jia)(jia)熱(re)驅潮(chao)裝(zhuang)(zhuang)置現(xian)狀，設計一種新型(xing)通(tong)風(feng)裝(zhuang)(zhuang)置。該裝(zhuang)(zhuang)置能(neng)(neng)彌補化學除(chu)(chu)濕(shi)以(yi)及(ji)加(jia)(jia)熱(re)烘干除(chu)(chu)濕(shi)的(de)缺點，降(jiang)低開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)內(nei)部的(de)濕(shi)度，改善開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)內(nei)部電氣設備的(de)運行環(huan)境，具有(you)(you)(you)除(chu)(chu)濕(shi)效果明顯(xian)、操作安全(quan)方便(bian)、維護量低等(deng)優點，提高(gao)了開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)的(de)絕緣性(xing)能(neng)(neng)，使開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)安全(quan)運行的(de)時間大大提高(gao)，對35kV封(feng)閉(bi)式開(kai)關(guan)柜(ju)(ju)柜(ju)(ju)內(nei)除(chu)(chu)濕(shi)具有(you)(you)(you)指導(dao)意義。

2.2.4 開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)加氮氣正壓(ya)去(qu)濕系統(tong)。研究表明，將開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)內(nei)部的(de)水(shui)(shui)蒸(zheng)氣大量排出(chu)是解決開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)凝(ning)露問題(ti)最(zui)根(gen)本最(zui)有(you)(you)效的(de)方(fang)法(fa)，只有(you)(you)這樣，才能保證(zheng)開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)長期工作在干(gan)燥的(de)環境中。陳黎軍、許潔(jie)、殳俊提(ti)出(chu)一種(zhong)能徹底杜絕(jue)開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)內(nei)部潮(chao)濕凝(ning)露現象發生的(de)方(fang)法(fa)——開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)加氮氣正壓(ya)去(qu)濕系統(tong)，該系統(tong)能通過有(you)(you)效手段將柜(ju)(ju)(ju)內(nei)空(kong)氣中的(de)水(shui)(shui)蒸(zheng)氣徹底排出(chu)至柜(ju)(ju)(ju)外，時刻保持柜(ju)(ju)(ju)內(nei)干(gan)燥低露點(dian)，對開(kai)關柜(ju)(ju)(ju)形成有(you)(you)效保護。目前(qian)由于該方(fang)法(fa)成本較高，沒有(you)(you)得到普遍的(de)應(ying)用。

3 總結與展望

江(jiang)蘇(su)省每年(nian)最(zui)高(gao)用電(dian)負荷(he)出現(xian)在夏季，而且江(jiang)蘇(su)電(dian)網大部(bu)分地區位于長(chang)江(jiang)中下游高(gao)濕(shi)(shi)多雨(yu)地帶，特別是梅(mei)雨(yu)季節，外部(bu)環(huan)境濕(shi)(shi)度(du)較(jiao)大，夏季網內高(gao)壓開(kai)(kai)關(guan)柜(ju)(ju)長(chang)期受此影響(xiang)，導(dao)(dao)致柜(ju)(ju)內環(huan)境惡化(hua)受潮(chao)侵蝕(shi)嚴重，極易出現(xian)絕(jue)緣水平(ping)降低放電(dian)現(xian)象頻發，更(geng)有(you)(you)(you)甚者發生(sheng)爆炸事故嚴重威脅人身設備(bei)安(an)全(quan)。盡管一(yi)般(ban)的(de)開(kai)(kai)關(guan)柜(ju)(ju)內部(bu)都安(an)裝(zhuang)了簡易的(de)加熱(re)(re)器(qi)，但由(you)于加熱(re)(re)器(qi)經常(chang)使用而損壞，導(dao)(dao)致開(kai)(kai)關(guan)柜(ju)(ju)內濕(shi)(shi)氣較(jiao)大。而母線倉有(you)(you)(you)效空(kong)間較(jiao)小，一(yi)般(ban)不配置加熱(re)(re)器(qi)，氣溫變化(hua)更(geng)容(rong)易在母線倉發生(sheng)凝(ning)露現(xian)象，降低電(dian)氣設備(bei)的(de)絕(jue)緣性(xing)能(neng)。目前，常(chang)用的(de)防潮(chao)除(chu)濕(shi)(shi)設備(bei)一(yi)般(ban)有(you)(you)(you)空(kong)調和工業除(chu)濕(shi)(shi)機等(deng)，但這些設備(bei)結(jie)構較(jiao)復雜、耗電(dian)量大、成(cheng)本高(gao)、安(an)裝(zhuang)麻煩。采用化(hua)學干燥劑除(chu)濕(shi)(shi)，存在化(hua)學干燥劑需要及(ji)時更(geng)換、操作不便等(deng)問題(ti)。在箱體(ti)內加裝(zhuang)電(dian)加熱(re)(re)器(qi)進行除(chu)濕(shi)(shi)，電(dian)加熱(re)(re)器(qi)僅對周(zhou)圍局(ju)部(bu)的(de)潮(chao)濕(shi)(shi)空(kong)氣進行分解(jie)作用，當水分子受熱(re)(re)后上(shang)升，又會(hui)在電(dian)力(li)柜(ju)(ju)四周(zhou)或電(dian)力(li)設備(bei)上(shang)冷卻(que)，產生(sheng)凝(ning)露，水分依舊殘留在電(dian)力(li)柜(ju)(ju)內部(bu)，總之(zhi)效果(guo)不甚理想。而半導(dao)(dao)體(ti)制冷技術具有(you)(you)(you)結(jie)構簡單、體(ti)積小、無(wu)(wu)噪聲(sheng)、無(wu)(wu)磨損、壽命長(chang)、可(ke)靠性(xing)高(gao)、對環(huan)境無(wu)(wu)污染等(deng)優點，將凝(ning)水排出可(ke)以徹底解(jie)決(jue)開(kai)(kai)關(guan)柜(ju)(ju)潮(chao)濕(shi)(shi)問題(ti)，所以半導(dao)(dao)體(ti)除(chu)濕(shi)(shi)技術將是徹底解(jie)決(jue)開(kai)(kai)關(guan)柜(ju)(ju)凝(ning)露問題(ti)的(de)關(guan)鍵。