降低高压开关柜湿度的新方法

降低高压开关柜湿度的新方法

赖海莉

（国网泉州供电公司福建省泉州市362000）

摘要：本文首先介绍了高压开关柜湿度高的危害，降低高压开关柜湿度的传统方法，并从运行情况得出高压开关柜内湿度高的根源——电缆沟湿度高，并设计电缆沟除湿装置从根本上解决高压开关柜湿度高的问题，以实际运行证实安装使用电缆沟除湿装置，可以有效的提高开关柜的安全稳定运行，保证电网的安全。

关键词：开关柜；电缆沟；温度；除温；安全

1前言

运维人员巡视高压室时经常发现高压开关柜存在放电声，这种现象频繁出现，特别是地处山区和低洼地带的变电站更为严重。近年来，更是发生了多起因为局部放电而造成高压开关柜烧毁、爆炸的事件。这些事故并不是偶然，反应出开关柜内局部放电现象严重的问题。电气设备的局部放电主要和绝缘介质自身的特性，电场的强度和分布，缺陷的位置与形状以及空气的湿度等因素有关[1]。

对于处在正常运行状态中的电气设备而言，电气设备周围的空气湿度将直接影响其局部放电情况及绝缘的安全情况。高压开关柜由于其内部结构紧凑，柜内的空气和高压室的空气无法经常交换，导致水蒸气在柜内聚集，使开关柜内设备受潮，引起严重的局部放电现象，从而造成绝缘劣化，加速绝缘损坏过程，最终导致爬电现象和间歇性接地等故障的发生，严重时甚至会导致开关柜烧毁、爆炸[2]。如何整治高压开关柜的局部放电现象，着眼于如何降低高压开关柜柜内的空气湿度，这对于提高设备的绝缘水平和使用寿命，保障人身，电网和设备的安全，具有很强的现实意义。

以泉州市德化县110kV乐陶变35kV高压室为例。该变电站地处山区，且附近有溪流流过，室外空气湿度较高。2012年9月10日，乐陶变2号主变35kV侧302开关湿度高产生爬电，引起差动保护动作跳闸。2012年9月13日，由于乐陶变35kV陶南线323开关柜内潮湿引起陶南线323开关及母线仓烧毁，主变后备保护动作跳闸。2014年10月11日，由于乐陶变35kVⅠ段母线PT柜内潮湿引起35kVⅠ段母线PT三相短路，主变差动保护动作跳闸，主变绕组变形。几起事件均是开关柜内湿度高引起，后果均十分严重。

2案例分析

目前，降低开关柜内湿度高的问题主要从设计、验收、日常维护等多个方面着手：

在雨天等湿度大的情况下应开启空调的除湿功能，有条件的可以增设大型的除湿机，确保高压室的运行环境。

基建新投运的变电站，在设计时应考虑在开关柜内装设足够的加热除湿装置，并合理布局；

在验收时应对开关柜内的孔洞进行全面的封堵，可以有效防止潮气进入开关柜；

在日常的巡视维护中，应注意温控器的工作情况，及时消除温控器的缺陷，确保除湿加热装置正常投入运行。对于开关柜内的部分加热板可以采用红外热成像仪来检测是否在工作。

以110kV乐陶变35kV开关柜运行情况为例，从室内及柜内的湿度着手分析：1、35kV高压室内安装有一台除湿机，功率为4.9kW，除湿机装置能正常工作，除湿机的启动值设置为52%。而高压室内的空气相对湿度为52%；2、开关柜上安装的温湿度控制器、加热器正常工作，测得备用开关柜内的空气相对湿度为84%；3、现场测量电缆沟空气的相对湿度为84%。

以上的测量结果表明：

乐陶变35kV开关柜内的空气相对湿度远高于规定的75%，造成乐陶变35kV开关柜放电现象和近年来发生的次故障跳闸和开关柜烧毁事故；

电缆沟和开关柜之间存在缝隙，水蒸气会从电缆沟跑到开关柜内；

而高压室的除湿机和开关柜的加热器并不能满足开关柜的除湿要求，这和电缆沟湿度高有着很大的关系。

对于已经投运的开关柜，无论是在开关柜内增加加热除湿装置或安装小型除湿机，以及增加电缆沟和开关柜之间的封堵隔离措施，均需要停电才能实现，并不能一次性根本解决问题。而设法降低电缆沟内的空气湿度是降低开关柜内空气湿度的最好办法。

3解决方法

3.1设计思路

电缆沟除湿装置的设计必须考虑既不影响目前设备运行状况，又能使长期潮湿的电缆沟处以干燥的状态。通过分析，决定采用一种管道抽风机及智能湿度监控器配合形成自动抽湿功能的除湿装置。

经过设计[3][4]，该设备通过外接结露传感器，对周围被测环境相对湿度进行检测，并把获取到的有关参数传送至后续电路处理，当有结露产生的湿度达到设定湿度时，便驱动下一级执行电路，通过管道风机强制对电缆沟进行抽风，直到结露不再产生时系统重新处于监控状态。

电缆沟除湿装置在高压室安装后，为了检验电缆沟除湿装置的效果，对相关的湿度数据进行了记录。测试前记录高压室、电缆沟和开关柜内的空气相对湿度，随后将电缆沟除湿装置投入运行，运行一星期后记录高压室、电缆沟和开关柜内的空气相对湿度。切断除湿装置的电源，停止除湿装置的工作，一个星期后待电缆沟和开关柜内的湿度重新恢复时再重复相同的测试。每次测试湿度控制器的启动除湿值和停止除湿值进行改变。

经过测试结果表明，电缆沟除湿装置能够显著降低电缆沟的空气湿度，进而降低开关柜内空气湿度。三次试验结果表明，采用电缆沟除湿装置后，开关柜内的空气相对湿度均达到了70%以下。

此电缆沟除湿装置确实起到了降低电缆沟和开关柜内湿度的情况，但通风管道需排出高压室外，存在室内和室外空气的换气情况，导致除湿效果不能进一步提升，也较不美观，施工量大。

3.2改进措施

为了进一步提高装置的除湿效率，在原有的基础上进行改进，采用与大型工业除湿机配合，形成空气在高压室内自主循环，不与室外湿气强迫交换，可根据现场实际需要装设多个温湿度探头，适时启动除湿装置，进一步提升除湿装置的效率和效果。根据改进方案研制出的电缆沟除湿装置投入运行后，更有效地降低了电缆沟的空气湿度，进而降低了开关柜内的空气湿度，测得电缆沟湿度始终保持在60%以下，开关柜内的湿度在63%左右。

3.3实施效果

测试结果表明改进后的电缆沟除湿装置不仅安装方便、成本低廉、维护简单，还能有效的阻止潮湿的水蒸气进入高压开关柜形成凝露，效果明显。

4结论

经过现场验证，电缆沟除湿装置有助于改善开关柜的运行环境，降低了开关柜内的空气湿度，减缓电气设备的绝缘老化，防止局部放电现象。尤其对于地处山区、环境较为潮湿的变电站，安装使用电缆沟除湿装置，可以有效的提高开关柜的安全稳定运行，保证电网的安全。

参考文献

[1]马文静，封闭式高压开关柜运行环境模糊监控系统的探讨，可编程控制器与工厂自动化，2006（10）：101-103

[2]汤继东，中低压开关柜结构及柜型的选择，电气工程应用，2013（3）：2-17

[3]祁黎、李务平，电工电子产品自然环境条件温度和湿度，科技部，GB/T4797.1-2005

[4]张璧光、赵忠信，我国除湿干燥机的发展概况，内蒙古林业科技，19966（5）：6-8