6~35kV高压金属铠装开关柜内部潮湿如何治理？

        一、概况： 近几年，高压金属铠装开关柜由于其具有防护等级高、运行可靠、断路器手车互换性好、便于检修和维护等特点，被广泛用于6~35kV电压等级的电力系统中。但是又因其内部结构紧凑，易出现潮湿、凝露和放电等现象，给设备以及电网的安全稳定运行造成了一定的负面影响。如果高压金属铠装开关柜内部长期潮湿将会加速导电部分表面材质氧化，在绝缘件表面形成凝露并造成放电，放电使开关柜内各绝缘件的绝缘性能降低，甚至造成绝缘击穿，从而造成接地或相间短路的事故停电，严重时还会造成开关柜爆炸的重大事故。接下来，电气环境治理厂家陕西赛普瑞就高压金属铠装开关柜潮湿的原因进行分析，并找出解决的办法，这将对预防事故具有积极的意义。

        二、高压金属铠装开关柜内部潮湿造成的故障及事故

       故障现象一：2018年5月，在检修某站6kV开关时，发现多台开关柜内腐蚀生锈

        故障现象二：2018年7月，某站检修35KV开关时，发现开关柜顶部凝露现象严重，导致开关柜内绝缘件绝缘性能降低，造成击穿现象。

        故障现象三：2018年7月，南方某供电公司发生绝缘子烧毁，经过调查发现烧毁原因与开关柜潮湿有关。

        三、高压金属铠装开关柜内部潮湿原因分析

       经过陕西赛普瑞多年的开关柜潮湿治理经验，总结了以下几个原因：

       1、通风散热效果差

        6~35kV高压金属铠装开关柜采用全封闭式结构，顶部和前后柜面没有透气孔。内部的手车室、电缆室、仪表室和母线室也是相互独立的，设计制造时未充分考虑合理有效的自然通风问题。

        2、6~35kV高压金属铠装开关柜电缆室底部密封不严

        由于高压开关柜采用全封闭式结构，且出线全是电缆出线，电缆沟上来的潮气很容易从电缆洞和底部接缝处进入柜内，进入后又无法顺利排出，使其积聚在柜内。

        3、外部环境潮湿、温差变化大

      在夏、秋两个温度相对较高、温差较大且又潮湿的季节。当白天环境温度升高时，由于柜内温度还没有升高，但柜外温度已经很快升高了，这时柜内的空气由于温差的缘故就会形成潮气，当潮气达到一定程度（饱和时）将凝结成水珠，凝结在母线、套管、触头罩、电缆头以及相间绝缘隔板等固体表面。（描写这一原理在生活中的现象就是：夏天从冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面马上就会结露。而从高于环境温度的保温箱中取出一杯热水时，杯子表面是不可能结露的。）

        4、驱潮加热器和传感器不能够满足需要，达不到驱潮的效果

       目前大多数高压金属铠装开关柜生产厂家为了节约成本多是采用加装加热板及温湿度传感器进行除湿。实际上加热板只是提高了柜内水汽的凝结点，空气中的湿气依然存在，一旦温差加剧，就会瞬间凝露给电力运行带来安全隐患，而且温湿度传感器是被动型动的，当柜内湿度达到60%或50%时启动，柜内湿度达到40%时停止，这个过程很缓慢。因为绝大部分开关柜只在电缆室和手车室安装了一块300W的铝合金加热器，且加热器没有贴服在开关柜内表面。所以加热器从开始加热到柜内湿度降到40%时至少需要三个小时的时间，这时柜内的凝露已经形成了，当凝露形成后要想再使其消除就很难了，所以此种方法不能从根本上解决潮湿问题。周而复始，柜内设备的绝缘性能就会大大降低，继而引发电力安全事故。

       5、高压室内湿度过大

       由于6~35kV高压室内的风机没有严格的启停标准和要求，其风机的启停都是通过运行值班人员随意的手动启停。有时运行值班人员没有定时启停风机，就会造成室内潮气积聚，致使高压室内湿度过大。

       四、高压金属铠装开关柜采取的除湿方法

       在掌握了高压金属铠装开关柜潮湿的原因后，赛普瑞认为除湿的方法就迎刃而解了，下面以35kV变电站开关柜为例，赛普瑞主要采取了以下方法：

      （1）对每一面高压开关柜底缝隙及电缆孔洞用密封胶和胶垫进行密封。

      （2）每一面高压开关柜母线室的顶部加装SEPRI-CS-DZ独立式顶置除湿单元，SEPRI-CS-DZ独立式顶置除湿单元是针对电气设备除湿并预防凝露现象而专门研制的产品。本装置安装在电气设备顶部，将柜内空气置换出，通过局部制造凝露条件使潮湿空气凝结成水并隔离雾化排出柜外，干燥后的空气回注柜内，同时在柜内形成微正压，降低柜内空气湿度并抑制外界潮湿空气进入。对因潮湿、凝露导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件锈蚀等问题的预防具有显著的作用。

       产品特点：

       □无运动部件、无制冷剂的热电制冷除湿。

       □无需敷设水管，凝结水雾化隔离挥发出。

       □带温湿度显示，全自动运行。

       □高湿预警功能，及时监测柜内湿度情况。

       □低温除湿功能，降低低温湿度及化霜。

      （3）将柜内大功率的铝合金加热器更换为60W的SPR-CN-S1智能除湿器，SPR-CN-S1型智能除湿器是针对电气柜除湿并预防凝露现象而专门研制的高科技产品。本装置安装在电气控制柜内部，通过局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，可快速有效地降低电气柜内空气湿度并抑制凝露现象的产生。对因潮湿、凝露导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件锈蚀等问题的预防具有显著的作用。

        本装置使用于电力设备如户外端子箱、高低压控制柜、高低压开关柜、环网柜、箱式变电站、仪表箱等需要自动除潮湿、防凝露的场合。

      功能特点：

       1、利用半导体制冷片将空气中的湿气冷凝成水排出柜外；

       2、纯铜散热，除湿能力更强；

       3、高功效，低能耗。   

       4、湿度阀值可以自行设置；

       5、具有手动强制除湿功能；

      6、具有故障告警功能，同时显示故障代码；

      7、适合空间不是太狭窄、能够提供电源的场合使用；

      8、迅速降低电器柜控制柜内湿度，将水份直接排除柜外；

      9、纵向设计，便于安装；

     10、一体化结构，电源内置；

     11、可配选加热器控制功能和数据通讯功能【RS485通讯接口】；

     12、运行状态实时显示，全自动运行；

     13、组网通讯地址可调。

     （4）在开关室内安装大型工业除湿机，SEPRI-CS-L工业除湿机由制冷循环、空气循环两部分组成，主要应用于科研、医疗卫生商品储藏、电气机房、地下工程、档案馆、仓库等高湿度场所环境除湿，可防止仪器、仪表、电讯器材、药品、资料受潮、腐蚀、霉烂而造成的损失。

     （5）如果电缆沟内积水潮湿严重，可在电缆沟内安装赛普瑞电缆沟除湿系统，该系统是针对室内电缆半层/地沟潮湿、积水等问题而专门研制系统化自控除湿产品，可实时对室内电缆半层、地沟内水位、环境温湿度的集中监测和管理。该装置由智能控制单元、系统供电单元、送风单元、除湿单元、排水单元、温湿度采集单元、数据记录单元、可视观察单元及故障告警单元组成，其温湿度传感器多点布置，水位传感器实时监测，并采用串行采集数据和数据记录，经标准RS485通信接口将数据传远程监测平台。

      通过以上方法后，该站的湿度降至安全湿度内，且放电现象消除。

       五、预防内部潮湿的几点建议

       1、提高运行人员的责任意识、安全意识和技术水平，使其了解高压开关柜各隔室的性能、放电产生的原因和危害，了解并掌握如何检查高压开关柜和风机启停的重要性。

       2、将变电站高压室风机的人工启停改为由温湿度控制和烟感控制的自动启停。

       3、在高压室内安装除湿机，降低高压室内的湿度。

       4、加强设备验收和运行前的验收工作，避免有隐患的设备投入使用。如：高压开关柜底部和电缆孔应做好密封，防止潮气从底部进入。

       5、购买设备时，在技术条件书中明确除湿要求。

       六、总结

      目前 6~35kV高压开关柜是一种很重要的电力设备，其安全运行是电力系统供电可靠的重要保证。通过对其内部潮湿原因的分析，以及实际应用中采取除湿方法，可以为以后的设备运行管理提供重要依据，也有利于防范因“潮湿”而造成停电事故的再次发生。