试分析高压开关设备控制柜的防结露方式_王勇.pdf

/2023.05试分析高压开关设备控制柜的防结露方式王勇(山东省调水工程运行维护中心寿光管理站)摘要:高压开关设备安全可靠的运行，是电力系统安全的重要保证。控制设备作为高压开关设备的重要组成部分，对其运行要求极高。DL/T 720 电力系统继电保护柜、屏通用技术条件规定了控制柜正常工作条件的相对湿度为 5%95%，并且要求内部应无凝露，也不应结冰。作为控制设备承载平台的控制柜，如果出现结露现象，可能由结露引起爬电、闪络事故，甚至引起断路器误跳闸，给高压开关设备的安全运行带来了极大的隐患。因此避免控制柜的凝露是提高开关可靠运行的重要保证。关键词:高压开关设备;控制柜;防结露0引言高压开关设备控制柜是用于高压电力系统的关键设备，是保证高压系统安全运行的重要组成部分。其主要功能是对高压线路的电能进行分配、变换、调节以及控制等。在开关设备控制柜运行过程中，若发生严重的结露现象，会引发短路，甚至引发重大电力事故，造成严重损失。因此，研究高压开关设备控制柜的防结露问题具有重要意义。1空调除湿1.1高效空气过滤器对于高压开关设备控制柜而言，空调除湿所应用的高效空气过滤器主要包括三种类型:一种是全铜材质的空气过滤器;另一种是铝镁合金材质的空气过滤器;第三种为不锈钢材质的空气过滤器。对于全铜材质的空气过滤器，由于其表面分布着大量铜片，能够有效降低阻力，从而实现对柜内空气湿度的控制。但该装置存在一个严重缺点，即其运行过程中需要消耗大量电能，这就使其成为一种高能耗产品。另外，由于该装置较为笨重，因此通常很难安装在开关柜上。铝镁合金材质的空气过滤器具有重量轻、体积小等优点，因此其不仅可以应用于高压开关设备控制柜中，也可以用于低压开关设备控制柜中。不锈钢材质的空气过滤器具有耐腐蚀、运行稳定性高等特点，因此在高压开关设备控制柜中应用较为广泛。但由于不锈钢材质的空气过滤器不能有效调节柜内湿度，因此当柜内湿度较大时该装置会自动开启，但湿度较小时该装置则无法正常运行。此外，由于该装置无法安装在开关柜上，因此其出现故障时难以进行维修。因此，这种高效空气过滤器在高压开关设备控制柜中的应用受到了极大限制。1.2除湿装置目前，在高压开关设备控制柜中应用除湿装置的方法主要有以下两种:第一种是通过在柜内设置一台冷气机，利用冷气机将柜内空气中的水分冷凝成水滴，然后收集起来进行处理，但由于该方法需要在柜内加装专用设备，同时冷气机具备较高的能源消耗率，因此在实际应用中存在一定问题，并且冷气机的噪声也较大;第二种是通过在柜外加装除湿机装置，该装置可以利用压缩机将柜内空气中的水分进行吸收并冷凝成水滴后收集起来，但由于除湿机在应用时需要将室外空气引入到柜内，因此成本较高。此外，目前还存在一种“干式除湿装置”也可以应用于高压开关设备控制柜中，该方式通过将除湿装置设置于柜内，并利用空调压缩机将柜内空气中的水分进行冷凝并收集起来进行处理。该方法具有除湿效果好、成本低的优点。但与传统空调除湿方式一样存在一定问题:首先，除湿过程中无法避免外界空气中水分进入到柜内;其次，在空气湿度较高时容易造成空调压缩机过载;最后，在潮湿环境下湿度过大时除湿效率会有所下降。2热风烘干2.1控制柜内温湿度控制要求高压开关设备控制柜内的温湿度控制，首先要满足 电力设备预防性试验规程的要求，其次还要满足以下条件:一是控制柜内温度和湿度变化，一般应根据温度和湿度的要求，保持柜内温度恒定在一定431电气技术与经济/产品与解决方案2023.05/范围之内;二是防止控制柜内的金属部件受到腐蚀，通常可采用加热型金属保护剂(如氧化锌)或防腐蚀涂料(如环氧富锌漆)等措施;三是保证电气连接的可靠性，应减少空气中水分和有害气体对设备的侵蚀。其中，控制柜内温湿度变化主要取决于:一是高压开关设备的发热量。目前，我国电力系统所采用的开关设备在设计过程中多以金属外壳为主，而金属外壳并不能有效隔绝外界温度变化对内部电路元件产生影响;二是高压开关设备的绝缘性能。如果高压开关设备没有采取必要的绝缘措施，很容易发生绝缘故障，从而引发安全事故。其次，还应考虑控制柜内温湿度变化与控制柜其他电气元件的影响。当控制柜内温湿度变化与其他电气元件有密切关系时，应采取相应措施予以处理。例如:当环境湿度发生较大变化时，应适当调整相关电气元件中的温度保护装置和湿度传感器等;当环境湿度发生较大变化时，应适当调整相关控制装置或湿度传感器中的温湿度控制元件等。2.2控制柜结露原因分析(1)环境湿度大。空气中的水分含量若超出安全范围，容易导致控制柜内出现结露现象。空气湿度与空气中的水蒸气含量、湿度大小、温度等因素均存在直接关系。(2)控制柜内安装材料不合格。如控制柜绝缘层采用塑料制品，而塑料制品容易因吸潮而导致出现老化现象，从而降低其使用寿命，这将增加控制柜发生故障的几率;又如绝缘材料选用不当，会导致控制柜在使用过程中出现发热现象，从而影响其使用寿命。如排潮装置布置在柜内中央部位，但因其本身的重量较重，故无法对柜内空间起到有效利用。此外，当控制柜内部的环境湿度过大时，排潮装置将无法发挥作用，从而使其使用寿命受到影响。(3)控制柜散热条件差。如前所述，当环境湿度较大时，为降低湿度对控制柜的影响，可以将风机安装在柜内下部位置，但这种方法会增加成本并降低效率。同时，由于温度较低、热量损失较大且需增加风机功率等原因，容易造成柜内温度过低。此外，若设备处于运转状态下时进行通风散热时将无法保证柜内环境湿度达标，从而为控制柜结露现象的出现创造条件。(4)工作人员的操作不当。当控制柜处于运转状态时进行通风散热很可能会引发设备故障、事故等问题。在工作人员对柜内空气进行排潮时容易造成柜外的部分空气进入到柜内中并发生冷凝，从而引发结露现象。3加湿处理当环境湿度过大时，不利于水蒸气的凝结，也就不会形成小水滴附着在设备表面上，从而防止结露现象的发生1。因此，针对高压开关设备控制柜的加湿处理工作主要有以下几种方式:(1)利用空调系统对其进行加湿。如果控制柜内温度在设定值以上，且相对湿度大于 80%时，可以关闭空调系统，避免水蒸气凝结在设备表面上;如果控制柜内温度低于设定值时，则可以打开空调系统对其进行加湿处理。(2)在控制柜内放置加湿器。对于湿度要求较高的场合，可以采用此方法对控制柜进行加湿处理。当空气湿度较大时，则可以直接打开加湿器对其进行加湿处理;当空气湿度较低时，可以先关闭加湿器再打开空调系统对其进行加湿处理。(3)在控制柜外部安装加湿装置。这种方法是应用较为广泛的一种加湿方法，当空气相对湿度较大时，将其放置在柜外可以有效防止结露现象的发生。但需要注意的是，在空气湿度过大时，加湿装置应能将柜内产生的湿气及时排出，否则可能会影响空气质量。此外，在控制柜运行过程中应定时对其进行检查和维护，以保证设备的正常运行。4抽湿器抽湿器是一种利用空气循环原理的除湿设备，通过将室内空气进行抽湿处理，可使其相对湿度降低至设定值以下。但抽湿器在工作过程中可能会造成室内环境的温度与相对湿度出现变化，并对设备造成一定影响。综上所述，要想保证高压开关设备控制柜的防结露效果，就必须保证控制柜内的温湿度达标，并及时消除结露现象。但是在实际操作过程中，由于温湿度控制不当可能会导致高压开关设备控制柜内部出现结露现象。因此，必须采取有效措施对高压开关设备控制柜的防结露情况进行分析和总结，并采取针对性措施对其进行处理和改善。首先，在选择防结露装置时，必须综合考虑温湿度的变化情况和室内空气质量等多个因素。在不影响系统正常运行的前提下，尽量选择一些成本低廉、实用性强且除湿效果明显的防结露装置。其次，在对高压开关设备控制柜进行除湿处理时，应结合室内温湿度变化情况合理选择除湿装置的运行模式及运行时间。此外，应注意设备内部温湿度变化情况。如果温湿度发生明显变化或温湿度过高531电气技术与经济/产品与解决方案/2023.05时，应及时对其进行处理和维护。最后，在对高压开关设备控制柜进行防结露处理时，应根据实际情况选择不同的方法与技术措施。在实际操作过程中可以采用强制排风法、强制降温法以及除湿法等多种方法相结合的方式来对其进行处理和改善。本文通过对高压开关设备控制柜的防结露方式进行研究分析和总结，为高压开关设备控制柜的防结露提供了相应参考和借鉴。5防结露除湿机防结露除湿机是一种能够有效降低空气湿度，防止柜内结露的设备。它能够通过调节设备中的冷凝水，使室内空气中的湿度与周围环境中的湿度相平衡，从而防止柜内产生结露现象2。一般情况下，防结露除湿机具有如下优点:(1)可调节性强。防结露除湿机是根据湿度和温度变化情况，对其进行自动调节的，通过湿度和温度的控制，可以有效降低柜内空气的湿度;防结露除湿机一般是一种固定安装在柜内空间的设备，其可灵活移动，对于一些体积较大、无法移动的设备，则可以直接将其安装在柜内。(2)可快速降低柜内空气湿度。由于防结露除湿机采用的制冷方式能够快速降低室内空气湿度。对于一些无法直接从外部环境中抽湿的设备，如高压开关柜、电容器室等场所来说，防结露除湿机具有快速降低柜内空气湿度的特点。(3)操作简单。防结露除湿机在工作过程中可采用手动或自动方式进行操作，无需专门人员值守，具有较高的使用价值。(4)节约电能。由于防结露除湿机运行时能够不断循环吸收柜内空气中的水分以及降低柜内空气湿度，从而减少了空调的运行能耗和功率消耗。(5)安全性高。由于防结露除湿机利用制冷方式对柜内环境进行除湿处理，在保证安全的前提下缩短了除湿时间，而且操作简单。(6)适用范围广。防结露除湿机可应用于不同场所中各类高压开关设备控制柜中，可有效满足不同空间环境湿度要求。此外，其还具有使用寿命长、维护成本低等优点。6结束语综上所述，高压开关设备控制柜的防结露方式包括热风烘干法和送风法。其中，热风烘干法主要是利用电加热元件对室内的空气进行加热，从而降低空气的温度水平，从而实现防结露。该方法虽然操作简单、经济实用，但在实际应用过程中也存在一些问题。例如，当热风温度过高时，容易引发控制柜内的电子元件烧坏;当温度较低时，则容易产生热量散失、降低其热稳定性;另外，热风循环烘干装置还存在结构复杂、散热效果差的缺点。此外，相比于热风烘干法，送风法可以对柜内的温湿度水平进行有效控制和调节。因此，该方法更适用于用于室体内空间较小、室内温湿度相对较为稳定的环境中。因此，在高压开关设备控制柜中的应用效果较好。参考文献 1李锋，刘慧 高压开关设备控制柜的常用防结露方式研究 J 电气时代，2019(10):70-71，78 2姜鹏 高海拔高寒地区调相机封闭母线防结露装置设计与分析 J 机电信息，2019(23):129-130(收稿日期:2023-03-29)631电气技术与经济/产品与解决方案