洪国东
东莞莞能绿色能源服务有限公司 广东 东莞 523001
摘要：经济的发展推动了电力行业的飞速发展，更新电气产品的速度也逐渐加快，虽然人们优化和改进了高低压开关柜结构，但是凝露导致的故障也日益凸显。基于此，本文将从当前高低压开关柜的概况出发，对凝露导致高低压开关柜发生故障的原因与处理策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，
关键词：故障处理；开关柜；凝露
引言：一般来说，空气的组成部分包括尘埃、水汽和空气。在特定温度与压力条件下单位空气包含的水汽质量称作绝对湿度，包含的水汽最大质量称作饱和湿度。当温度逐渐升高时，空气就能包含更多的水汽，并增加饱和湿度。并且，绝对湿度和饱和湿度二者比值称作相对湿度。在湿度不变且温度低到一定程度时，水蒸气分压力等于当前温度饱和压力，这时空气包含的水汽会处于饱和状态。若温度继续降低，空气中的水汽便会经过冷凝而产生露滴，这一现象就叫做凝露。从这里我们不难发现，形成凝露的重要因素中包含湿度变化与温度变化。
一、当前高低压开关柜的概况
所谓高低压开关柜，指的是连接低压电缆或是高压电缆的一个设备，通常变电所与供电局使用的是高压柜，利用变压器进行降压处理后变为低压，通过低压柜向不同配电箱传输。整体来看，高低压开关柜将开关断路器等多种保护器件加以组装并形成电气一体化设备。外线首先进入高低压开关柜的主控开关，随后是分控开关，不同分路都需要根据具体需求进行设置，如交流接触器、磁力开关、自控、仪表等。现阶段，由于城市美化、线路走廊、占地等多种原因，变电站、小区配电室、开闭所等使用了大量电缆，为了缓解通道问题，将电缆沟修建在城市的主干道侧面，而水汽有时会进入到电缆沟中，使得高低压开关柜产生凝露。
二、凝露导致高低压开关柜发生故障的原因与处理策略
（一）机构锈蚀与相间短路故障
1.凝露导致机构锈蚀与相间短路故障的原因
在高低压开关柜所处位置附近有较大土壤潮气时，若柜体的底部没有做好密封、封堵的工作，就会因凝露而导致相间短路故障[1]。例如，一个小区的户外电缆断路器桩头出现相间短路的拉弧故障。工作人员经过一系列的调查，发现电缆分支箱未得到严密的封堵，使得土壤水气在蒸发后从底部进入到分支箱中，气体的凝露转变为雨滴被开关吸附。由于该设备的电压等级不高，使得元器件、开关、铜排基本暴露于空气中，久而久之，开关桩头所吸附的雨滴逐渐将A相间、B相间、C相间三者的爬电距离缩短，后来出现相间短路的故障，爆炸使开关被破坏，最终导致了停电故障。与此同时，高低压开关柜还容易出现机构锈蚀的故障，尤其是户外型开关柜，当水滴滴在机构上时会有水产生，长此以往便会锈蚀并卡死机构，使其不能操作。
2.处理凝露导致机构锈蚀与相间短路故障的策略
在处理凝露导致机构锈蚀与相间短路的过程中，应从两方面入手。一方面，应做好箱底的封堵和密闭工作，避免附近的土壤水气从箱底进入到箱体而生成凝露，导致高低压开关柜发生故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一方面，应在箱体的防雨顶部与侧面的底部安装通风窗，设计通风窗时，其面积应高于外壳体的百分之五，为了避免小动物钻进箱体，应将小于一毫米的钢丝网安装在箱体的内侧，这样一来，箱体便能够从上面出风、由下面进风，达到通风、对流的效果，让高低压开关柜里的凝露有效减少。需要注意的是，对于户外的高低压开关柜，由于交流电源取电较难，因此不能通过安装凝露除湿设备的方式来减少生成的凝露。
（二）绝缘故障
1.凝露导致绝缘故障的原因
在城市中，有大量管网分布于地下，电缆沟往往难以实现封闭与独立，经常会因排水不畅、渗漏、雨雪等情况而聚集很多污水[2]。例如，一个10kv开闭所遇到了出线柜电缆头的绝缘故障。工作人员经过一系列的调查，发现电缆沟中存在深度为一米以上的积水，并且电缆入口未能严密的封闭，使得高低压开关柜有水气进入，并且内部有凝露产生，以水珠的形式负载相间绝缘板与电缆头伞裙上面，电缆伞裙和绝缘板出现长时间放电的情况，伴有“吱吱”声，降低了绝缘，最终被击穿并导致绝缘故障。
2.处理凝露导致绝缘故障的策略
在处理凝露导致绝缘故障的过程中，应从以下几点入手。第一，在配电房、开闭所的电缆沟进口部位，应全面做好密闭与封堵的各项措施，高低压开关柜的电缆进线应确保密闭性。第二，开闭所的建造过程中，安装室内高低压开关柜的基础平面需要比外部地面高出40厘米以上，设置一个通风管道，让电缆沟有外部空气流入，使沟内产生对流，从而让沟内的湿度大大减小。第三，应取消元器件之间的绝缘隔板。由于当前高低压开关柜空间、体积排列相对紧凑，使得柜中断路器触臂的对地距离、相间距离、和其他元器件的间距大大减少，若将隔板加装于元器件间，会让相间的安全距离缩短，而且部分绝缘板材料没有较强的抗脏能力，会吸入潮湿空气的水分并形成凝露，灰尘也容易被绝缘板的表面吸附，从而让爬电距离加剧，出现长时间放电的情况，让其绝缘性大大降低。第四，应将凝露除湿设备安装在高低压开关柜的内部，比如将凝露控制器安装在仪表室内，将传感器安装在电缆室、断路器室内，如有必要，还应将75W加热器分别安装到电缆时、断路器室内。借助控制器对凝露点温湿度进行调节，加热器能够自动的开启和关闭，从而让高低压开关柜里的凝露有效减少。
（三）击穿故障
1.凝露导致击穿故障的原因
高低压开关柜会因环境湿度而在柜内形成凝露。即使北方的空气整体较为干燥，也会有一些地下室、山谷等高湿的小流域环境，进入湿度高的季节以后，就会由于凝露而导致击穿故障[3]。例如，一个110kv的开闭所中，KYN开关柜的出线间隔为冷备用状态，且断路器未发生合闸，正常运行两年后内部突然被击穿，出现短路接地的故障，其它的高低压开关柜原件也被烧坏。工作人员经过一系列调查并拆解了有故障的柜体后发现，壳体主要由拼装组包括母线室、电缆室、断路器室、仪表室等多个部分，分隔不同部分时使用了金属覆铝锌板，每个独立功能室都有较严重的凝露情况，在分析后得出，这个变电站处在山区谷地，周围水气都会聚集与此并难以散去，长期以来都有较高的空气湿度，使得高低压开关柜里的凝露情况十分严重。
2.处理凝露导致击穿故障的策略
在处理凝露导致击穿故障的过程中，应从以下几点入手。首先，应强化高低压开关柜加工壳体的工艺与制造壳体的质量，在湿度较高的地区，应确保高低压开关柜具有IP44以上的防护等级，尽可能让进入箱体的湿气减少。其次，应将凝露控制装置安装于高低压开关柜里的仪表室，将75W加入器与传感器安装到电缆室与断路器室。最后，应按照电房具体面积进行空调、工业除湿机的设置，开展室内的除湿处理工作，让开闭所中的湿度尽可能减少，从而减少生成的凝露。
结语：总而言之，研究凝露导致高低压开关柜发生故障的原因与处理策略具有十分重要的意义。相关人员应对当前高低压开关柜概况有一个全面的了解，及时找出凝露导致机构锈蚀与相间短路、绝缘故障、击穿故障的原因，并针对相应故障采取有效的措施进行处理，从而使高低压开关柜能够平稳、安全地运行。
参考文献：
[1]唐锐,李登峰,刘洋洋.新型双电源多备用插拔式低压开关柜的研制[J].电工电气,2018(11):60-62.
[2]陈春.基于红外测温的低压开关柜一次接插件的温度监测研究[J].机电信息,2017(33):85-86.
[3]周林,曹天怡.电弧光保护作为母线主保护在中低压开关柜的应用和讨论[J].供用电,2016,33(12):47-53+57.
论文作者:洪国东
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：故障论文; 高低压开关柜论文; 电缆论文; 湿度论文; 电缆沟论文; 断路器论文; 锈蚀论文; 《科技新时代》2019年2期论文;