配电柜凝露危害及防凝露措施

如今城市与住宅小区为了美观,配电线路多采用电缆、环网柜、开闭所等电力设施,尤其在现代小区或大型商场等地,为了节省附属设施的占地面积,通常会修建地下开闭所。这类地方环境封闭阴暗,空气不易对流,容易汇聚潮气,在相对湿度大于一定程度后便会产生大量凝露,从而逐步对电力设备造成一系列严重危害,成为柜内设备故障的重要原因。因此,本文针对柜内电气设备受潮危害及防潮措施进行探讨。

柜内受潮原因及危害

(1)柜内受潮原因  

1)环境封闭。环网柜或开闭所本身是一个封闭的环境,由于通风条件差,易聚潮气而生成凝露,并且现今有许多大型楼体为了减少占用面积,将开闭所、配电室建设在地下室。由于室内环境及电缆沟封闭且阴暗,缺乏通风窗口,不利于空气对流,室内汇聚的潮气不易逸散,便会极大增加开闭所内相对湿度。

2)温差变化。随着柜内电力设备发热引起温度变化,再加上环境温度的变化,水汽遇上偏冷的柜体表面或墙面时将凝聚成凝露。  

3)空气湿度。恶劣的湿、热环境极易导致电气设备表面凝露甚至积水,绝缘性能严重下降,腐蚀损坏到严重故障的发生。相关研究表明一般的电气设备比较适宜在相对湿度在40%~60%[1-2]的环境下正常工作,相对湿度超过80%时,湿气将对电气设备产生不良影响。  

(2)电气设备受潮后的危害  

1)凝露的危害。凝露在绝缘材料表面,尤其是绝缘表面脏污后会降低绝缘表面爬距,介质表面的游离电子增加,从而引起绝缘电阻值降低,当阻值下降到一定程度时,在传导电流的作用下将引起局部放电。  

2)臭氧的危害。柜内水汽经局部放电作用,水分子将被电离成氢氧离子,氧离子与柜内氧气将结合形成臭氧,臭氧具有强氧化性,环氧树脂绝缘材料的双分子链结构将遭受臭氧破坏,电气设备的绝缘层也就被破坏了。  

3)电化学腐蚀的危害。每种金属都有一个临界相对湿度,其值约在50%—80%之间,当湿度达到临界相对湿度时,金属表面上将产生一层吸附的电解液膜,这层液膜的存在使金属从化学腐蚀转为电化学腐蚀。由于腐蚀性质发生了改变,腐蚀能力被大大增强。当大气中含有污染物,且湿度超过80%时,腐蚀速度会大大加快,这将严重损害设备元件。  

凝露、臭氧、电化学腐蚀往往通过相互结合作用加快绝缘性能下降并损坏设备元件。绝缘表面的放电现象不仅能产生热量与臭氧,还会导致绝缘材料憎水性能进一步下降。水珠会在静电力的作用下移动或变形,使得绝缘表面湿润区域扩大,从而扩大了放电区域,沿表面因局部放电而在绝缘表面形成呈树叶经络形状的放电痕迹,从而逐渐导致绝缘子闪络的发生。

柜内电气设备防潮措施

(1)抬高新建开闭所土建高度。新建开闭所或环网柜的地面土建应抬(垫)高约40cm以上。如此能有效地改善地下水形成的潮气对开闭所地面和电缆沟的影响,也能防止雨水的倒灌。这是保持开闭所具备干燥运行环境有效的措施之一。  

(2)严密封堵电缆孔洞。电缆孔洞需严密封堵,并且杜绝电缆沟内长期积水。这能防止柜体下部电缆沟的湿气进入开关柜内,防止潮气与污浊腐蚀性气体进入柜内。因电缆孔洞未封堵严实而导致柜内受潮的例子不胜枚举。电缆孔洞封堵不牢是柜内受潮的重要原因。  

(3)开关柜内配置加热器。使用加热器保持柜内空气干燥也是减少柜内空气湿度的常用方法。通常会在开关柜内配置能实现自动控制的加热器(或环境监测系统)。通过对设备环境进行检测,自动运行加熱装置,从而调节柜内空气湿度。另外,柜内空气被加热后,产生气体膨胀效果,因此也能防止柜外的潮湿、腐蚀性气体侵入柜内,使柜内设备处在良好的空气环境中运行。  

(4)保持有效通风。开闭所与环网柜在设计上都留有通风窗口,对于环境条件封闭的开闭所,设置换气扇是很有必要的,换气扇利于室内外的清新空气交换,能有效降低开闭所内浑浊气体浓度。在保持开闭所有效自然通风时应注意通风口应尽量远离开关柜,通常开闭所墙面上下都有开2个通风百叶窗,按照设计要求,每片百叶窗窗叶向下倾斜一定角度,面对窗口平视时,无法透视,如此可防止雨水、尘土的侵入。百叶窗还应加装防护铁丝网,防止小动物钻进开闭所内。  

(5)加装工业除湿机。在地下或处于封闭潮湿环境的开闭所宜加装一台3-5kW的工业除湿机,控制室内空气湿度到理想标准。室内相对湿度尽量控制在临界相对湿度以下,湿度可控制在50-75%。虽然使用除湿机的效果很好,但耗电是其显著的弊端。  

(6)柜内设备巡视。柜内受潮并非形成于几日之内,是长期柜内湿气积聚而成,另外也与当地气候特征有关(季节性潮湿等),柜内一时未现受潮征兆并不意味着某时不会受潮,曾出现过新建完毕多日后待投运的环网柜出现受潮迹象的情况。当柜内轻微受潮时,柜内壁会出现细微露珠,六氟化硫气室的气压指示仪表内部也容易见到受潮水汽。出现这些现象时,就表明柜内已处于将受潮的隐患条件下,参考以上事项做好防潮措施,防止柜内受潮进一步恶化。由此可见,做好环网柜及开闭所等室内电气设备的巡视工作也是很重要的。通过定期巡视、重点关注、及时整改等管理方式,保障柜内设备处于良好环境下可靠运行。

(6)柜内安装冷凝除湿装置。在容易产生凝露的地方安装冷凝除湿装置,通过外接排水管至屋外,且对空气交流的通道进行封堵可有效防止开关柜凝露。

智能防凝露除湿器
智能防凝露除湿器

柜内电气设备受潮是导致故障的重要原因,并且对电气设备的危害极大。建设施工的质量与预防措施关联紧密,因此一定要做好验收把关。此外,还要结合设备周期巡视工作,及时发现受潮问题,及时处理,减少受潮因素对电气元件更多的损害。

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