成套开关柜凝露成因及防范措施浅析

蒋晓平　陶剑峰

（无锡供电公司江阴运维站，江苏 江阴 214400）

成套开关柜凝露成因及防范措施浅析

蒋晓平陶剑峰

（无锡供电公司江阴运维站，江苏 江阴 214400）

本文简要分析了成套开关柜在使用过程中柜体内部空气凝露引起设备腐蚀，绝缘件损坏，甚至出现故障的原因。通过分析一些凝露的成因，提出一些具体的改进措施，供成套开关柜使用单位在变电所设计、开关柜选型、改造过程中进行参考，对开关柜的凝露进行有效防范提供参考意见。

开关柜；凝露；防范措施

0.引言

多年来，成套开关柜因其配置的断路器体积小、重量轻，密封性好，检修和维护方便，许多单位在10kV、35kV系统广泛应用。由于成套开关柜会直接影响供电系统供电质量，但是由于其位置特殊，结构复杂，若安装不当或后期维护不到位极容易出现问题，影响供电质量。最显著的问题集中在一些开关柜在使用过程中，因电缆沟积水、本身通风不畅、温湿度控制装置工作不正常等原因，开关柜内壁空气凝露形成水珠，引起柜体锈蚀、带电设备腐蚀、绝缘件损坏的故障频发，以此导致供电系统故障，影响供电质量，不但造成了巨大的经济损失，还会给后期供电系统的正常运行埋下安全隐患，因此如何解决成套开关柜凝露问题始终是电气安装技术研究的重点。

1.何谓凝露

在阐述凝露现象时，我们首先要弄清楚空气的露点温度。它是指在一定温度的空气中，含有水蒸气的最大含量称为空气的饱和水蒸汽量，此时的空气称为饱和空气，当饱和空气的温度下降时，空气中的水蒸气将凝结成水珠，此时含有水蒸气的饱和温度就称为露点温度。所谓的凝露现象，就是指物体表面温度下降到空气露点温度以下时，在物体的表面发生水珠凝结现象。可见，结露是否发生主要决定于空气的温度、空气的相对湿度、物体表面温度及空气的露点温度。

2.开关柜凝露的主要因素

2.1温湿度控制器安装位置不合理，启控湿度不灵敏。现在大部分开关柜的温湿度控制器安装在开关柜的上门板上，温湿度传感器直接在控制器内，并不能真实反映柜内的温湿度，从而不能正确启控加热器。当开关柜内外的空气温差较大时，虽然柜内的空气相对湿度已经超过传感器的启控湿度，但是由于安装位置的不合理，温湿度控制器并不启动柜内的加热器，从而造成柜壁温度低于空气温度，造成柜内凝露。即开关柜的表面温度低于了空气的露点温度。

2.2开关柜本体气密性较好，空气流动不畅。成套开关柜装置因为要求防尘，防小动物，所以设计时密封性做的较好，没有空气的对流口。在另一方面带来的后果就是柜内的空气流通不畅，当水汽进入柜内后，室内空气湿度的下降后，柜内水汽不易排出，造成长期积聚在里面，当开关柜柜壁温度下降时，就形成凝露。即空气的相对湿度增大了。

2.3电缆沟设计不合理，容易积水，引起水汽积聚。现在室内开关柜都是电缆进出线，传统的开关室设计时为节约土建成本，电缆进出线的管沟大都产用地沟式，这种电缆沟相当于在开关柜的底部挖了一个地下的沉井。在运行过程中如果进出线封堵不良，极易进水，沉积在开关柜下面。遇到开关室内的温度升高，大量水分蒸发，水汽上升，容易引起大量的水汽积聚在开关柜内，使开关柜内的空气相对湿度长期处于高湿度状态。这种结构的变电所内的开关柜凝露严重，设备腐蚀情况不容忽视，也是事故频发的主要原因。

2.4开关室为封闭式结构，空气流动不畅。现在的开关室大部分为封闭结构，没有窗户，空气流动不畅，容易引起室内空气的湿度上升，当温度变化时容易在开关柜内引起凝露。

3.几点改进方法

在分析了凝露的机理及开关柜凝露成因的几点因素后，我们发现要想有效预防开关柜发生凝露现象，首先一点是要提高开关柜柜体的温度，使柜体的温度要始终大于环境温度，一般只要高个2℃～3℃就可以了。第二点就是要防止水分的入侵，主要目的就是要降低空气的相对湿度。第三，就是要加强空气的流通，及时排除开关室、开关柜内的潮湿空气。

3.1温湿度控制器安装在柜门板上后，不能真实反映柜内的空气温湿度。可以将温湿度控制器内的传感器通过引线，放置在开关柜的顶部，将信号接入控制器。以便真实反映开关柜内的温湿度，根据温湿度的变化启动加热器，达到加热柜壁及干燥柜内空气的目的。

3.2改进开关柜设计，加装空气通风对流的排气口或者风扇，以利于加强柜体内外的空气流通。在开关室内安装大功率的除湿装置，干燥开关室内空气，也可以达到一定的除湿目的。

3.3对于成套开关柜装置的开关室，建议采用半地下的电缆层结构。半地下电缆层结构便于电缆安装，相比较于预埋电缆管的方式，这种半地下电缆层操作空间大，便于工作人员操作，因而在目前的建筑电气安装领域得到了一致肯定。现在系统内有部分变电所就采用此种结构。这种电缆层结构的主要好处是开关室离地设计，可以有效地保证电缆层内不进水。同时可以设置排水泵，进入电缆层的水也可以及时排除，加之半地下结构，在地面上的墙体上设置通风窗，可以及时排除水汽，使之潮湿空气不进入开关柜内，从而有效防止柜内凝露的产生。

最为常见的半地下电缆层设计同上部结构相连，形成一个整体框架。而随着混凝土施工技术的发展，越来越多的半地下电缆层采用了箱型混凝土结构。

结论

在提出的几点改进意见中，对于变电所内成套开关柜装置的开关室，采用半地下的电缆层结构，是解决开关柜凝露的最有效的方法，结合运行经验来看，采用这种设计的变电所，开关室内清洁干燥，开关柜本体基本没有凝露现象，建议在变电所设计时优先采用。

同时在运行中对于开关柜的温湿度控制器的改进及加强开关柜空气流通的方法，要求生产厂家在开关柜的设计生产时就要采取措施。现在有些生产厂家在生产时供应到高湿度的地区的开关柜已经改进了设计，在开关柜的顶部采用了相互嵌入型的通风窗口，既能有效地起到防爆防尘效果，又能加强开关柜的通风空气流通，投入运行后取得了良好的效果。作为运行单位，我们在进行设备技术规范书编制的时候，就应该提出这方面的要求，也不失为一种有效手段。

[1]吴江，刘成鹏．高压开关柜常见故障及使用介绍[J]．大众科技，2004（9）：44-45．

[2]张平．高压开关柜的发展与现状分析[J]．中国科技信息，2007（24）：89，92．

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