高压配电室防潮除湿方法及治理措施

温洪曾

（广东电网公司珠海香洲供电局，广东 珠海 519070）

1 压开关柜绝缘性能下降的原因分析

1.1 高压开关柜绝缘性能下降的过程

臭氧、弱酸性腐蚀气体以及结晶水对绝缘材料的长时间侵蚀是导致高压开关柜中电气设备绝缘性能下降的主要原因。当水汽进入到高压开关柜中，就会被开关柜中的强电磁场，特别是被电缆以及铜排连接处的尖端放电过程电解为氢离子和氧离子，其中氧离子一旦与空气中的氧气分子结合，就生成了臭氧，臭氧的不稳定性极易对环氧树脂等绝缘材料的分子结构造成破坏。此外，水汽还会在绝缘材料的表面凝结成结晶水，造成绝缘材料表面的绝缘能力大幅降低，如果有空气中的粉尘溶解在结晶水中，还会在绝缘材料的表面点燃小电弧，进一步对绝缘材料的表面绝缘造成破坏，长期以往就会彻底破坏绝缘材料的绝缘性能，并最终导致高压开关柜中的电气设备发生相间或对地短路事故。因此，必须尽可能地减少水汽进入到高压开关柜中，避免开关柜的绝缘性能遭受破坏。高压开关柜绝缘性能下降过程的示意图见图1所示。

1.2 高压开关柜绝缘性能下降的原因

对于电气设备的绝缘性能，最大的两个影响因素就是湿度和温度。试验证明，电气设备长时间暴露在大气中，最容易造成设备绝缘劣化的就是湿、热环境。一般对于电气设备而言，保持30%～60%的相对湿度最为适宜，一旦超过了60%，就将会对电气设备造成不利影响。在湿度过大的环境中，高压开关柜内部极易出现凝露甚至淌水，将严重破坏开关柜的绝缘性能，并进而引发触电、电弧、设备起火甚至爆炸等严重事故。当温度低于“露点”时，就会发生凝露，开关柜的凝露见图2所示。高压开关柜所处环境的温度有较大波动以及一些吸湿性尘埃都会引起水汽冷凝。特别是在电力负荷的不断变化的条件下，高压开关柜内部将会有较大幅度的温差变化，如果开关柜所处环境的相对湿度过大，就很容易在开关柜内部的电气设备表面形成水膜，而金属在水膜作用下的腐蚀速度将会大大加快。此外，配电房、电缆沟等外部环境同样会对高压开关柜的正常运行造成很大影响。例如，电缆沟封盖不严出现了长期积水，就会产生大量湿气，一旦湿气进入了配电房，就将大大增加配电房的相对湿度，进而影响到高压开关柜的正常运行。

2 高压配电室防潮除湿及治理

2.1 加装开关柜加热器

图1 高压开关设备绝缘性能劣化过程示意图

图2 高压开关柜中凝露现象严重

图3 电缆沟设计封堵示意图

高压开关柜防潮除湿一个非常有效的手段就是在开关柜中装设加热器。要想防止高压开关柜中产生凝露，就要使开关柜内部的温度始终高于开关柜外部的环境温度，并尽可能地降低开关柜内部的相对湿度，这样可以有效地防止凝露产生。以某一高压开关柜防凝露控制系统为例，为了保证开关柜内部的温度始终比开关柜外部温度高，同时还要兼顾到省电和节能，该系统采用多个温度传感器对开关柜外壁温度、开关柜内壁温度以及开关柜内部各设备隔间的温度分别进行测量，并通过智能化控制芯片来对加热器的投退进行控制，以调节开关柜内部温度始终比开关柜外部温度要至少高2～3℃，从而消除开关柜内部产生凝露的条件，达到防止凝露的目的。当开关柜内外的温差大于2～3℃时，加热器就停止工作，温差小于2～3℃就启动加热器。同时，为了进一步加强开关柜防潮和防凝露的可靠性，还在开关柜内部安装了线性测量的相对湿度传感器，实现了在系统测量环境温度与温差的同时，还可对开关柜内部的相对湿度进行测量，一旦相对湿度超过预先设定的值，就启动加热器，进一步提高防潮和防凝露能力。该控制系统的创新在于将传统被动式的防凝露方式转变为主动防凝露方式，可以控制加热器在开关柜工作环境温度超限，凝露即将要产生时工作，不仅有效增加了防潮和防凝露的可靠性，还大大节约了电能，达到了节能环保的目的。此外，该控制系统可以根据现场的实际情况进行自动调节和控制，不需要人为调整，能够保证高压开关柜在无人值守的情况下安全可靠的运行。

表1 除湿机选用参考

2.2 在配电房中加装防潮除湿设备

配电房中常用的防潮除湿设备一般有空调和工业除湿机两种。其中空调既能制冷又能制热，有一些带独立除湿功能的空调同样可以进行除湿，其工作原理是当室内空气流过室内蒸发器时，在蒸发器的冷却降温作用下，空气温度会降至露点温度以下，使得空气中的水汽凝结成结晶水析出，从而达到了除湿的目的；工业除湿机则由压缩机、热交换器、风扇、盛水器以及控制器构成，其工作原理是室内空气由风扇吸入并经空气过滤网过滤后，在冷却的蒸发器上进行降温除湿，将空气中的水汽凝结为结晶水析出，从而降低空气的相对湿度。由于水的冷凝过程要带走一部分热量，会导致空气的温度随之降低，为了使空气的温度及湿度恢复到比较适宜的状态，工业除湿机还会对经过冷凝器的空气进行加热，从而提高空气温度，大大提升除湿机的除湿效果。

①空调与工业除湿机的区别在于：空调会除去室内空气中的显热，并尽可能地避免湿热的流失；而工业除湿机则会除去室内空气中的湿热，同时还会提高空气中的显热，能够为配电房提供一个更为有利的干燥环境。实际运行资料表明，空调所带的除湿功能，其除湿量仅为工业除湿机的30%左右。虽然空调除湿会使整个配电房的温度和湿度降低，但同时也可能导致在不能出现凝露的部位产生凝露。而工业除湿机则不会降低配电房的室内温度，只会在除湿机内部将空气中的水汽冷凝为结晶水。此外，空调的除湿量小，除湿过程耗时长，还会吹出冷风，进一步导致室内温度降低，不仅耗电量大，还会使压缩机受损，从而缩短空调的使用寿命，所以完全用空调来代替工业除湿机是不适宜的。与此同时，有研究表明在相同条件下，温度越高则吸附能力越低，从这点来说空调对室内空气的降温作用有利于除湿机的除湿效果。在配电房中基本都会安装空调设备，因此在实际运行中可以利用空调来降低除湿机入口处的空气温度，从而大大提高除湿机的除湿效果。实际运行经验表明，利用空调预冷将会明显改善除湿机的工作性能。

②一般是根据配电房的大小来对除湿机进行选择，其选用参考见表1。

③在注意对配电房中空调和除湿机设备的保养与维护，要做到至少2周清洗空气滤网1次。如果设备长时间不运行，则要把集水箱中的水全部倒掉，并清除空气过滤网上的灰尘。

④可以将空调与除湿机配合起来使用，能够有效地降低配电房空气中水汽的绝对值。此外，对于一个密闭的空间而言，在空气中总的含水量不变的条件下，空间的温度升高，则相对湿度就会降低。所以可以利用开关柜中的加热器，进一步提升开关柜内部的温度，从而有效降低开关柜内部的相对湿度。通过对配电房的大环境以及开关柜内部小环境的综合改善，将会取得十分理想的高压开关柜除潮防湿效果。

2.3 将新建配电房的地面基础抬（垫）高

对于新建配电房，要将其地面基础抬（垫）高约0.4m以上，这将有效改善地下水所形成的潮气对配电房的地面以及电缆沟造成的影响，对于保证配电房中高压开关柜处于干燥的运行环境极为有利。此外，将配电房基础抬高0.4m后，配电房的地面和电缆沟将比较干燥，空气湿度的降低也会减少臭氧的产生。

2.4 对电缆沟进行有效封堵

要在配电房墙体内外对电缆沟进行有效封堵，杜绝电缆沟由于封闭不严出现严重的长期积水情况，这能直接减少配电房以及高压开关柜内部的相对空气湿度，进而减少包括臭氧在内的各种腐蚀性气体的产生。对于配电房的电缆沟，建议按照图3所示在设计时将外部电缆沟设计低于配电房内部的电缆沟，这样可以有效地防止电缆沟中出现长期积水情况。

2.5 配电房内部的电缆沟盖板不要密封

可以说电缆沟在整个配电房中是最阴暗潮湿，同时也是臭氧等腐蚀性气体最容易和浓度最高的地方。因此，需要在高压开关柜两侧或背后通道位置留出电缆沟通气孔，这样可以使电缆沟中产生的有害气体有排放的途径，有效降低其浓度。而排放到配电房中的有害气体能够经由配电房以及外部的自然通风条件向外排放。经过上述自然循环过程，可以很好地处理电缆沟中产生的有害气体，从而避免高压开关柜中的电气设备受到损害。

2.6 配电房墙体四周留有足够的维护通道

在配电房中要沿四周墙体留出足够的维护通道，一般约1.5m。这样既有利于运行维护人员对高压开关柜进行巡检，还有利于墙体在太阳光和自然风的作用下将墙体外表面所凝结的结晶水向外自然挥发，同时利用墙体的吸附作用不断地将配电房内部的水汽向外部排放，从而很好地降低了配电房内部的空气湿度，相反则会造成配电房墙体常年阴冷潮湿。

结语

为高压开关柜提供一个清洁而干燥的良好运行环境是保证开关柜中电气设备长期安全、稳定、可靠运行的基本保障条件，同时也是确保电力系统长期安全运行的重要环节。因此，要采取多种手段来做好高压开关柜的防潮除湿工作，如加装加热器、在配电房中安装空调和除湿机等。此外，还要严把配电房的验收关，保证配电房在投运前必须符合各项设计标准，满足高压开关柜各项运行要求的需要。同时在实际运行过程中还要加强对高压开关柜运行环境的维护，以保证高压开关柜的安全稳定运行。

[1]孙亚芬.高压电路设备防凝露控制的研究[J].自动化技术与应用，2009（04）:100-102.

[2]孙伟，胡小红，董继明.10kV开闭所的全方位防潮[J].浙江电力，2012（03）:25-27.

[3]黄强，陈贵亮，张维静，等.变电站高压开关柜室防潮除湿方法及治理措施[J].安徽电力，2012（03）:37-39.

[4]刘曙光，孙兴丽.成套开关设备防凝露用温度传感器的设计[J].控制工程，2009（07）:176-177.

[5]陈瑶，陈廉曹，束剑文，等.浅谈开关设备的防凝露措施[J].福建建设科技，2013（02）:91.

[6]罗林开，周杨.10kV电缆分支箱防凝露治理措施[J].电工技术，2012（06）:58.