变电站热风式防潮装置的研制

戚汇鑫，关灿强，梁浩泉

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529300）

1 实施背景

目前行业中多次出现变电站因设备机构箱、端子箱内继电器或二次端子受潮，引起断路器分合闸线圈锈蚀、控制回路转接头短路等现象，极易造成开关拒动、控制回路开路、三相不一致继电器误动等故障，严重可威胁设备安全稳定运行。

变电站户外机构箱、端子箱箱体设计为关闭时保持防水密封，上部保留通气孔，箱体内部电气布线密集，为控制箱体内湿度，一般加装加热式或抽湿式两类防潮装置。加热式防潮装置通过安装发热电阻加热箱体内空气实现防潮功能，但是发热电阻温度高，有烧毁箱体内线路的风险，箱体内部能设置部位少，这样往往造成箱体加热不均，出现局部温度过高而箱体另外部分出现凝露现象，箱体整体除湿效果差。

而抽湿式防潮装置通过在箱体内部安装小型抽湿机将湿气排出箱体，但是变电站户外机构箱、端子箱上部均设计有通气孔，箱体被湿度降低后，潮气经过气孔渗入，小型抽湿机功率有限，抽湿速度恒定，在回南天等高湿度天气下，抽湿式除湿效果不明显。变电站端子箱防潮，常规的方法有：①用电加热器。②用驱潮剂。③用风机。④用胶泥封堵。以上这些办法均能短时间内解决对柜内湿气、凝露等问题。

变电站户外机构箱、端子箱需一种能符合箱体设计现状，除湿效果显著并能持续运行的防潮装置。对于现有的加热装置进行详细的分析，发现其中两种加热器钟存在的主要与次要的技术问题如下。

1.1 主要问题

加热式防潮装置存在主要问题有：①发热电阻温度高，直接裸露在箱体内有烧毁箱体内线路的风险。②发热电阻分布不均，箱体加热不均，造成局部温度过高而箱体另外部分出现凝露现象，箱体整体除湿效果不理想。

抽湿式防潮装置存在主要问题有：箱内被抽湿后，箱外潮气经过通气孔渗入，小型抽湿机功率有限，抽湿速度恒定，在回南天等高湿度天气下，抽湿式除湿效果不理想。

1.2 次要问题

加热式防潮装置存在次要问题有：发热电阻长时间加热加速了箱体内线路和元器件老化，容易造成电气故障。

抽湿式防潮装置存在次要问题有：抽湿式防潮装置元件多，安装要求高，长时间运行元件容易损坏，运维成本高。

2 主要原理

加热型除湿器主要是通过提高电柜内的温度实现的。由于较高温度的空气能包含更多的水分，从而防止水汽直接在箱内电气设备、端子排等上面凝露，预防闪络、短路等事故。但由于较高温度空气中包含的水分一直停留在空气中，当环境温度急剧下降时，空气中无法继续容纳大量水分，析出的空气水分将凝露在电气设备表面上。所以运行检修人员经常发现安装有加热型除湿器的配电柜、端子排的箱壁上仍然有严重凝露现象，危害电力设备安全运行。

本项目设计一款新型多探头热风式防潮装置，装置由控制部分和驱动部分两大模块组成，控制部分采用单片机微电脑控制开关组成的成套式电子电路，连接多个温湿度传感器，并带有液晶面板显示，具有控制稳定，操作方便的优点。驱动部分由加热丝和电风扇组成，加热回路与风扇回路各自独立运行、互不干扰，具备手动和自动控制两种模式，能根据实际情况选择不同控制模式。

装置整体采用一体化设计，内部电路模块化，外壳用阻燃材料制成，安装简单，维修方便。结合变电站户外机构箱、端子箱箱体机构特点，利用热空气上升原理，热风式防潮装置安装在箱体底部，多个湿度传感器安装在箱体各个部位。当任一传感器感知湿度高于设定值，则自动启动热风式防潮装置，产生50℃的热风，在箱体内形成热循环气流，对箱内设备进行立体式均匀加热，并通过箱体通气孔散热，快速将湿气排出箱外，有效阻止了潮气渗入箱内，确保箱体内部保持干燥。当各探头传感器感应湿度降低到设定值，热风式防潮装置将自动关闭，防止设备长时间加热，同时热风式防潮装置配置有过热保护，当防潮装置遇到异物卡阻或温度超过95℃时将切断电源回路，保护箱体内设备安全。其设计原理如图1 所示。

图1 设计原理

其中设计出来的热风式防潮装置中的微电脑控制器的工作模式有以下3 种。

（1）温湿度达到整定值，启动加热器和风机进行防潮工作，温湿度下降到返回值，停止工作。

（2）温湿度达到整定值，启动加热器和风机进行防潮工作，温湿度下降到返回值，延时加热和吹风。达到延时值后，停止工作[1]。

（3）温湿度达到整定值，启动加热器和风机进行防潮工作，此时工作有一定时间（自行整定工作时间）后，停止工作（停止工作时间可自行整定），在停止工作内不受温湿度控制；如果停止工作时间到达后温湿度达到整定值继续上述工作，直到温湿度下降到返回值。

作者团队根据要得到的工作效果设计了本热风式防潮装置的原型机，如图2 所示。

图2 热风式防潮装置原型机

3 试验结果

在设计本热风式防潮装置原型机后在温湿度变化较为明显的天气下进行试验，将其放置在相应的端子箱与机构箱内进行了持续的实际数据测量，并与传统加热型除湿器进行对照比较。采用原加热装置的箱体内温湿度变化如图3 所示。

图3 采用原加热装置的箱体内温湿度变化

采用传统加热型除湿器，箱体内温度变化随一天内天气温度的变化而明显变化，湿度随箱体温度变化，湿度在30～95%RH 波动，波动幅度较大，温湿度受箱外天气变化的影响较为严重，除湿器除湿效果不理想。采用热风式加热装置的箱体内温湿度变化如图4 所示。

图4 采用热风式加热装置的箱体内温湿度变化

由图3、图4 可知，采用热风式加热装置后，箱体内的湿度保持在33%RH 左右，温度保持在35～42℃，能明显保持箱内温湿度的稳定，热风式防潮装置的温湿度控制效果明显，能保持箱内温湿度在设定的运行范围，而免于受天气变化的影响。

4 结语

本热风式防潮装置针对变电站户外机构箱、端子箱箱体机构特点设计，克服原有防潮装置固有问题，具有以下优点。

（1）热风式防潮装置能感应箱体内部各处温湿度，并底部产生的热风，在箱体内形成热循环气流，对箱内设备进行立体式均匀加热，并利用箱体通气孔散热，快速将湿气排出箱外，实现了箱体内部无死角除湿，防潮效果显著。

（2）热风式防潮装置具有自启动和手动两种方式，能根据箱内环境自动启停，防止长时间运行对箱内设备持续加热造成不良影响，控制箱内湿度在设定范围内。

（3）根据变电站机构箱、端子箱箱体机构特点设计，热风式防潮装置采用一体化设计，安装简单，布线容易，适用范围广。

（4）热风式防潮装置采用单片机微电脑控制，内部电路模块化，抗干扰能力强，在交变电场较大的变电站内不受影响，功能可靠。

（5）热风式防潮装置使用阻燃材料制成，发热电阻丝在成套装置内部，同时配置有过热保护，消除了因发热电阻过热导致烧毁箱内设备的风险。