摘要：凝露造成高压负荷开关柜绝缘特性下降、箱体内元器件锈蚀，必须加以解决。因此，文章分析了开关柜凝露形成的原因，并提出了解决措施。
关键词：开关柜；凝露；原因；措施
某供电分局所运维的部分厂家环网柜一直存在柜内受潮凝露、柜门变形等问题，为防止环网柜受潮造成内部绝缘下降引发故障，分局先后通过大修技改项目受潮环网柜进行了柜门校正及加装彩钢瓦。但进入汛期后环网柜受潮问题非但未解决，且越发严重，主要表现为柜体内侧凝结水珠、操作机构表面及链条锈蚀严重、继电器接点线圈锈蚀严重无法正常工作、继电器安装底座锈蚀严重、行程开关等电器元件因受潮锈蚀。2015年3月在操作某环网柜#5负荷开关时，操作机构链条断裂，同时柜内继电器接点线圈及行程因严重锈蚀无法正常工作的情况。某厂家于2015年3月将相关解决方案提交至分局并承诺依据方案整治后不会再出现受潮及凝露严重的问题，依据某厂家提出的解决方案及方案上相关承诺，分局研究讨论后立即上报了生产计划进行专项整治，工作的主要内容为柜内间隔安装加热板、间隔锈蚀部位除锈、间隔内锈蚀的操作机构链条更换、继电器及行程开关更换、严重锈蚀的电气元件安装底座更换。后期分局在运维过程中发现，环网柜受潮凝露问题仍然未解决，柜门内侧及柜内框架上仍有大量水珠，柜内电气元件仍处于受潮状态，整治工作仍未能达到理想效果。
一、凝露的形成
空气可以看作是由绝对干空气、水气、少量的尘埃组成。温度越高，空气中可以容纳的水汽越多。一定湿度的空气，使其发生凝露的最高温度，称为露点温度。如果温度较高且湿度较大的空气遇到温度较低的表面，其表面温度低于该空气的露点温度，则凝露会发生，在温度较低的表面上产生液体水。凝露而成的液态水，形成导电通道，使原先不导电的区域变成了导电区域。高压负荷开关柜长期临水布置在室外，箱体经过白天太阳的暴晒以及内部电器的发热，深夜时箱体壳壁温度迅速下降，箱体内潮湿、相对较热的空气碰到冰冷的壳体内壁铝锌钢板，就形成了凝露。虽然现在的电气开关柜都装有加热除湿控制器，但在某些特定地区应用中也出现了一些问题，例如在南方的梅雨季节，临水水汽蒸发扩散较快的区域，就会出现加热除湿器消除凝露的速率赶不上凝露形成的速率，长此以往凝露不断累积形成水珠，滞留在电气柜箱体壳壁的铝锌钢板上，致使钢板发生锈蚀，破坏了箱体整体电气绝缘特性。
该供电局环网柜凝露事件发生的根本原因是环网柜受潮凝露主要是因为基础底座密封不严水汽流动引起，因受城市道路地势限制及排水基础设施不完善，部分环网柜基础下方电缆井内形成积水，并且无法引流排出，即使抽排后再次降雨又降形成积水，持续降雨的季节中，抽排水的方式不现实，同时随着气候气温变化，基础下方电缆井内的积水经过蒸发成为水蒸气通过环网柜基础密封不严处上升至柜体内，同柜体内金属部位接触后形成水蒸气凝结，从而形成凝露现象。经过分析可得出，凝露现象产生的主要原因，一是基础下方电缆井内积水；二是基础下方电缆井与柜体底部电缆进线及柜体接触面处密封不严给了水蒸气蒸发上升的通道；三是柜体内部空气流通不顺畅。
二、凝露对开关柜的影响分析
（一）对空气绝缘的影响
研究表明，当温度保持不变，球间隙放电电压在80%RH以下低湿条件下，随着相对湿度的增加逐渐增加；在80%RH以上高湿条件下，随着相对湿度的增加逐渐减小，高湿并不会造成放电电压严重降低。因此，空气相对湿度小于95%RH时对开关柜的空气绝缘没有显著的影响，但有凝露时，球间隙放电电压几乎降为正常值的一半。
（二）对导体的影响
大量的开关柜内绝缘故障分析发现，故障开关柜有大量断路器手车触头及母排氧化现象，是潮湿空气腐蚀作用的结果。断路器手车的动静触头氧化后，一方面会有粉状氧化物落在触头盒内，降低爬电距离；另一方面加大动静触头之间的接触电阻，易发生热故障，发热后绝缘材料受热分解，绝缘性能下降。
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（三）对绝缘材料的影响
开关柜的绝缘件有绝缘支柱、母线套管和触头盒3种，通常采用环氧树脂压铸而成。在潮湿环境下，由于材料内部结构基团极性及吸水性，容易与水分子结合形成氢键，使导电性增加，表面电阻率和体积电阻率降低。
凝露会在绝缘材料表面形成结晶水，当空气中粉尘溶解于结晶水后，由于局部电子的快速运动和结合，会在绝缘材料表面形成小电弧燃烧，破坏绝缘材料的表面绝缘。随着不断分解效应和闪络效应的累积，绝缘表面会形成灰白色的粉末印痕彻底破坏绝缘性能，并最终导致设备相间或对地短路。
三、措施
根据凝露产生的主要原因，从减少水分进入、防止温差产生这两个方面，有效阻止电缆沟内凝露的产生。
（一）常规措施
（1）开关总柜下边的电缆沟出入口严密封闭，防止进水，尤其是放置铁皮的盖板处，采取良好的密封措施，防止潮气产生。（2）所有进、出线孔封堵完好，不留间隙，防止潮气进入配电柜。（3）密闭开关柜出线室底板。（4）经常观察检查配电柜凝露状况，及时采取停电、清擦等措施。在清擦凝露后，认真做好电气绝缘测试，再试送电。（5）做好配电柜防雨措施。
（二）应用防水防凝露材料
根据该供电局环网柜凝露的实际情况，采取常规措施显然不能杜绝凝露的出现，因此，必须依据现有条件及考虑经济效益，找准最关键的步骤就是密封和阻断柜体与基础下方电缆井之间的空间连接，防止基础下方电缆井内的积水蒸发后水汽上升至柜体内部。找准了方向，开始研究如何才能有效的达到密封和阻断效果，普通的密封及封堵在密封和阻断率上不满足，普通工艺及材料肯定仍会存在一些极小的普通手段密封不到的缝隙，密封效果仅为表面性无法达到立体型，还是会留有水汽上升的通道，是达不到密封要求的，需要一种具有高强度和全覆盖的立体密封技术以及相应材料才能达到理想效果。经局局设备部组织研究并向各厂家多方咨询，最终目光停留在一种新型高分子复合材料上及其密封技术上，该材料呈液体状具有快速流动性及发涨固化性，在实施密封时可以利用液体的流动性，使得密封材料沉浸到各个缝隙和孔洞之中，而后发涨、凝胶，利用其膨胀过程中产生的挤压力，在纵向形成密封体系，从而达到立体密封的效果。
2016年6月经局设备部研究后，最终决定选取凝露现象严重的环网柜1台使用该项技术及其BBS防水防凝露组料进行试点实施，主要施工方法为：（1）清除建筑结构基础面以及电缆和支架上的灰尘杂物及水渍并保持干燥；（2）根据电缆和支架的分布及BBS材料用量，划分区域，逐一密封，使用BBS-P板制作相应模具，模具制作考虑电缆贯穿的位置，预留孔洞。在建筑结构基础面固定角钢，作为水平固定和支撑，安装模板。将模板四周缝隙用防火材料填充密实，模具底面缝隙使用地毯胶带或铝箔带粘贴密封严实平整，模板保持水平；（3）按照规定比例配料，将BBS防凝露组料A、B混合均匀后充分搅拌后倒入模具内，使涂料均匀分布，自然胀发；（4）在密封表面及电缆上涂刷防火涂料，完成整体密封。经过施工后，分局分别在2016年三季度的持续降雨日或阴冷天气后对该环网柜防凝露情况进行了验证，柜体内干燥无凝露，防凝露效果明显，达到期望的效果。该项技术通过立体密封，有效防止了水及水蒸气透过、阻断了凝露产生的潮气源头。
（三）应用效果
试点成功后，分局通过大修项目进行了防凝露项目申报，对辖区内受潮凝露严重的共计18台环网柜进行了新型防凝露材料涂刷。并于2017年7月前实施完毕，经过2017年汛期及部分低温转晴天气后的观察，确实起到了应有的效果。
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[3]程新杨，张盛，林志刚.变频柜防凝露方法分析[J].变频器世界，2019（10）
论文作者:王秋雯,钟开成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：开关柜论文; 锈蚀论文; 电缆论文; 柜内论文; 环网柜论文; 空气论文; 箱体论文; 《电力设备》2019年第19期论文;