基于帕耳帖效应解决户外环网开关站及环网柜凝露问题的技术研究

谭文兵 钱建苗 朱振洪

摘 要：环网柜以紧凑性、灵活性在电力系统配电网建设中占据着越来越重要的地位。随着城市配电网中环网柜应用的不断增加，突出的问题也随之出现。本文对户外环网开关站及环网柜的凝露问题进行了分析，并改善解决凝露问题的方案，围绕一种新型智能除湿机展开讨论。

关键词：凝露；自动化；除湿机

随着城市配电的不断发展，具有紧凑性、灵活性的户外环网开关站及环网柜越发显得重要。但是，随着户外环网开关站及环网柜的大量的投入以及使用，越来越多的问题也逐渐的呈现出来。其中，操作机构锈蚀，绝缘程度下降的原因之一就是户外环网开关站及环网柜内部的凝露造成的。我国江浙地区氣候比较适宜，但是由于空气湿度大，使得部分户外环网开关站以及环网柜周边环境潮湿，空气中的水分极容易在封闭的柜内形成凝露，而部分的环网柜箱体由于设计的不够合理，使得通风比较困难，柜内含有大量水分的空气容易凝聚成凝露造成隐患。户外环网开关站及环网柜的凝露对操作机构造成锈蚀，绝缘程度下降，凝露长期的存在柜内还可能造成局部放电的后果，严重的影响了电力设备的正常安全运行。近年来，由于凝露的问题而引起的电力设备故障已经成为配电网线路跳闸的主要原因之一。因此，在配电网建设中有效的解决凝露问题是十万火急的。

1 分析产生凝露的原因

空气的成分可以看作由空气、水汽、以及尘埃组成。在白天高温的条件下，空气中所包含的水汽越多，饱和湿度越大。夜晚时分，由于户外环网开关站及环网柜周围环境问题有所下降，而柜内空间比较狭小，与柜外空气对流效果差，无法快速的与周围环境进行热量的交换，柜内的空气此时相对于外界温度是一个高温的状态，而柜体又是金属材质构成的，与外界环境温度基本相当，当柜内的水汽遇到柜体上的金属柜壁时就容易形成凝露的现象。

高湿度原因的分析：高湿度的产生是因为户外环网开关站及环网柜中局部的空气含水量比较高。对此，基于长期的观察与分析，得出高湿度的产生有两个方面的原因：

a.柜内空气中水汽的蒸发量比较大；

b.柜内由于空间比较狭隘难以与外界空气充分的对流。

2 户外环网开关站及环网柜运行现状

户外环网开关站及环网柜由于其的紧凑性，灵活性等优点成为了城市配网中比较重要的组成部分，比较多的分布在市内的道路边上、小区内的绿化带中、公共场合比较隐蔽的地方等。但是由于城市的土地资源比较的珍贵，配电网的建设中正在大量的投入和使用户外环网开关站及环网柜。这就对电力设备安全运行的可靠性要求也就更加的高了。

基于相关的参考资料上的介绍，对近些年发生的户外环网开关站及环网柜设备故障的统计和分析，发现有80%以上的户外环网开关站及环网柜出现的故障与设备凝露相关。并且，有些设备在长期的凝露状态下，出现了明显的锈蚀情况。经过相关的调查与数据统计，发现存在明显凝露现象的户外环网开关站及环网柜高达70%以上。

3 解决方案

基于多个现场的调查与分析，通过冷凝方式降低户外开关站及环网柜内的空气中的含水量是解决柜内凝露问题的可靠方法。由于电网供电运行的可靠性要求比较高，非特殊情况下无法停电来处理柜内凝结的水珠，所以需要在电网不停电的状态下来解决掉柜内凝结水珠问题。通过对户外环网开关站及环网柜的箱体结构及基础结构的相关分析，可制定有效的相关措施来缓解柜内凝露的现象。

常见改善方案：通过冷凝方式降低空气中的含水量，由被动防凝露转变为主动引导凝露的方式是一个较为有效的措施。目前，市场上常见的解决柜内凝露问题的方案有三种：

a.在箱体外壳上进行打孔。在户外环网开关站及环网柜的箱体外壳上多开一些用于通风的小孔，使得柜内空气与外界空气充分的对流，能够有效的降低柜内的空气湿度。

b.在基础平台上开一些通风的小孔。对基础平台的开孔能有效的将电缆井中产生的水汽及时的排出，防止水汽进入到柜内。

c.在电缆井安装通气管。根据现场的实际情况安装数量不等的电缆井通气管能够有效的将外界空气导入进来，使得电缆井内部的空气与外界空气也是充分的流动交换。

这三种常见的方法简易，方便。在一定程度上可以减缓柜内凝露问题。但是，不能够从根本上解决柜内凝露问题。

为了能够从根本上使得柜内凝露问题得以有效的解决，安装一个新型的智能化除湿机也是一个必不可少的条件。

4 除湿机的介绍

新型智能化除湿机能够自动运行与手动除湿功能切换、温度启动值、除温启动值和温度断开值可调。具备传感器故障保护、冷凝片防结冰保护、风机故障保护、输出定时保护，确保装置可靠稳定运行的功能。可时时刻刻的检测柜内温湿度，启动排风扇来使柜内的空气与外界空气充分的对流，在不同的环境下进行加热和降温从而有效的进行柜内除湿。

新型智能化除湿机具有体积小、重量轻、功耗低、安装方便等人性化的设计，比较容易适应多数的安装环境，这就使得新型智能化除湿机的应用变得更加的方便快捷。

新型智能化除湿机具备遥测遥控的功能，可以远程控制以及故障上报环境参数和运行状况，具备无线传输2000米的功能。让户外环网开关站及环网柜内的数据参数可以实时的传送给工作人员。

5 除湿机试用效果

经过一段时间的数据采集，以及现场的调查分析。在装有新型智能化除湿机的条件下，多个不同场合的户外开关站及环网柜内的凝露问题得到有效的改善。箱体内壁没有凝结水珠，操作结构的锈蚀程度得到有效的缓解，大大的提高了户外环网开关站及环网柜运行的可靠性，保证了人身、设备的安全。将新型智能化除湿机在户外环网开关站及环网柜上使用，将会在不影响电网运行的状态下有效的解决柜内凝露的问题，使得电力设备的寿命得以延长，取得一个好的经济效果。

6 结语

目前，大部分的配电网的建设设备解决凝露的措施还是采取通自然风来降低柜内的湿度，虽然可以较好的缓解柜内凝露问题，但是并不能从根本上解决柜内凝露这一问题。新型的智能化除湿机可自动调温、除湿，实时检测柜内温湿度，使得柜内凝露问题从根本上得到有效的缓解。随着户外环网开关站及环网柜的大量投入及应用，柜内凝结水珠的问题仍是一个严重影响电力设备安全的问题，解决柜内凝结水珠的问题，提高电网运行安全的可靠性将是十分重要的。