凝露造成高低壓開關柜的故障分析

仲文錦

（江蘇鎮安電力設備有限公司，江蘇鎮江212028）

凝露造成高低壓開關柜的故障分析

仲文錦

（江蘇鎮安電力設備有限公司，江蘇鎮江212028）

隨著城市配電網應用的不斷增加，凝露問題也隨之凸顯。敘述了凝露對配電設備造成的4種常見危害：凝露造成絕緣故障及相間短路故障；氣象凝露造成機構銹蝕故障；環境濕度凝露造成擊穿故障。并通過總結實際工作經驗，針對凝露造成的故障進行分析，找到處理的方法和措施，效果顯著。

凝露；開關柜；絕緣；故障

隨著現代城市的發展，人們的生活越來越依賴于電，開關柜設備不斷地更新換代，由原來的開放式更新成封閉式。因其安全、可靠、結構緊湊、占地面積少、操作方便、美觀、保護性能好等優點，在開閉所，配電室、變電站內被廣泛使用。由于結構布置緊湊、大量使用有機絕緣材料，及密閉性好，防護等級高，通風性能降低，使得凝露導致的故障問題突顯。為了減少因凝露產生電力設備故障造成的損失，及給人們造成的損失，以下簡要分析了凝露造成高低壓開關設備的原因、故障分析及解決措施。

1 封閉式開關柜凝露造成故障的原因

目前，由于占地、線路走廊、城市美化等原因，使得電纜在開閉所、小區配電室、變電站廣泛使用，采用城市主干道兩側修建電纜溝解決通道問題，由電纜溝串入的水汽是造成內部凝露的主要原因之一。

1.1 凝露造成絕緣故障

由于城市地下管網縱橫，電纜溝通常很難做到獨立和封閉，由于雨雪、滲漏、排水不暢等原因，這里往往聚集大量污水。例1：在某10 kV開閉所出線柜間隔電纜頭絕緣擊穿的故障。

原因分析：經調查發現，因電纜溝內部的積水已經達到1 m多深，由于電纜入口封閉不夠嚴密，電纜溝中產生的水氣進入開關柜內，在內部產生凝露，變化成水珠吸附在電纜頭傘裙及相間絕緣板上，絕緣板與電纜傘裙之間長時間運行放電，發出吱吱放電聲，造成絕緣降低，擊穿、最終產生故障。

1.2 凝露造成相間短路故障

高壓開關柜凝露會產生故障，同樣低壓開關柜放置的位置周邊土壤潮氣過大，柜體底部封堵不密封也會造成凝露造成故障，例2：某小區400 V戶外電纜分支箱斷路器上樁頭相間發生短路拉弧故障。

原因分析：分支箱底部封堵不密閉，土壤中水氣蒸發進入分支箱，由氣體凝露變化成雨滴，吸附在開關上，由于低壓產品電壓等級低，銅排、開關及其它元器件都是裸露在空氣中，時間長久后，吸附在開關樁頭上雨滴慢慢拉近A、B、C相間爬電距離，達到極點最終造成相間短路，爆炸損壞開關，造成停電故障。

1.3 氣象凝露造成機構銹蝕故障

根據調查，目前高低壓開關柜發生故障的頻率較高，但特別是戶外型的開關柜發生故障頻率更高，戶外環網柜就是其中一種。例3：某小區公變戶外環網柜安裝完成并送電運行一年左右，操作倒電時，機構卡死，電動操作卡死導致電機燒壞，手動操作無法轉動，打開面板查看，內部操作機構嚴重銹蝕無法動作。

原因分析：設備運行時內部發熱產生溫度，到晚上外部溫度驟降，而且環網柜殼體是金屬殼體即導熱又散熱，造成柜內溫度與柜外溫度冷熱溫差產生凝露，水珠吸附在柜頂，滴到機構上或機構上直接凝露產生水，長時間銹蝕，機構卡死，無法操作。

1.4 環境濕度凝露造成擊穿故障

環境濕度也是造成開關柜內部凝露的主要原因之一，我國北方總的來說，空氣比較干燥，但也存在小流域高濕環境，如山谷、地下室等。在濕度相對較高的季節，也易發生凝露造成的凝露故障。例4：110 kV開閉所，KYN61-40.5開關柜，其中一臺出線間隔一直處于冷備用狀態，斷路器沒有合閘，在運行一年多時間后某一天突然內部擊穿，發生短路接地故障，柜內其它原件全部燒壞。

原因分析：對故障柜體進行拆解檢查，整個殼體拼裝組成，分為四部分：儀表室、斷路器室、電纜室、母線室，各部分分別金屬敷鋁鋅板分隔，各獨立的功能室均凝露嚴重，手車觸頭出現大量銅銹，柜體的觸頭盒（環氧樹脂材料）和內表面出現大量的樹枝放電痕跡，但開關柜底部電纜入口密封嚴密，后經調查研究發現：該變電站位于山區內的谷地，四周水氣向此聚集，不易散去，空氣濕度一直很高，由此導致開關柜內部凝露現象嚴重。

2 封閉式開關柜凝露的處理方案及措施

空氣的成分可以看作由于空氣、水汽、塵埃三部分組成。絕對濕度為單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水汽的質量。飽和濕度為單位空氣在該條件下所能包含的最大水汽質量。溫度越高，空氣中所能包含的水汽越多，飽和濕度越大。絕對濕度與飽和濕度的比值為相對濕度。如果濕度不變，當溫度低至一定值后，水蒸氣的分壓力達到所對應溫度的飽和壓力，空氣中的水汽就達到飽和。如果溫度進一步降低，水汽就會從空氣中冷凝析出形成露滴，此現象即為“凝露”[2]。因此，溫度和濕度的變化是凝露產生的重要因素。

2.1 解決凝露造成絕緣故障措施

解決凝露造成絕緣故障措施如下：

（1）建造開閉所時，室內開關柜安裝基礎平面應高于外部地面400 mm以上，留有通風管道，使得外部空氣能導入電纜溝，使電纜溝內形成對流，減小電纜溝內濕度[4]。

（2）開閉所或配電房電纜溝進口處，做封堵密閉措施；開關柜底板電纜進線密閉封堵。

（3）開關柜內部安裝一套溫濕度凝露除濕裝置，即儀表室安裝凝露控制器，在斷路器室和電纜室各安裝一只傳感器，同時在斷路器室和電纜室各安裝兩只功率為75 W的加熱器[1]（注：傳感器與加熱器分開安裝）。控制器可調節溫濕度凝露點，自動啟閉加熱器，減小柜內凝露[3]。

（4）元器件相間取消絕緣隔板，因為現在開關柜體積及空間都比較緊湊，減小了裝于柜內的斷路器觸臂相間距離、對地距離，以及其它元器件之間距離，如果相間加裝隔板，間接的縮短了相間安全距離，有的絕緣板材料抗臟能力不強，吸濕空氣中的水分產生凝露，以及絕緣板表面容易吸附灰塵，加劇爬電距離的產生，從而長時間放電，降低了絕緣。見表1、2所示。

表1 各項導體相間與相地之間的空氣凈距離

表2 戶內開關柜爬電比距

2.2 解決凝露造成相間短路及機構銹蝕故障措施

解決凝露造成相間短路及機構銹蝕故障措施如下：

（1）箱底部做密閉封堵，防止底部及周邊土壤水氣進入箱體產生凝露。

（2）箱體四面的底部及防雨頂部制作通風窗，通風窗的面積不小于外殼體的20分之一，并在內側安裝小于1 mm不銹鋼鋼絲網防止小動物進入，達到箱體內下面進風上面出風的對流通風效果，減低箱內凝露。

因戶外開關柜內部交流電源取電不方便，故不適宜采用溫濕度凝露除濕器方法減少凝露。

2.3 解決環境濕度凝露造成擊穿故障措施

解決環境濕度凝露造成擊穿故障措施如下：

（1）加強開關柜殼體制造質量及加工工藝，對高濕度環境地區的開關柜防護等級達到IP44以上，盡量減少濕氣進入。

（2）開關柜內部安裝一套溫濕度凝露除濕裝置，即儀表室安裝凝露控制器，在斷路器室和電纜室各安裝一只傳感器，同時在斷路器室和電纜室分別安裝功率為75 W的加熱器各兩只（注：傳感器與加熱器分開安裝）。控制器可調節溫濕度凝露點，自動啟閉加熱器，減小柜內濕氣凝露。

（3）根據電房面積配置相應的工業除濕機或空調，對室內進行除濕處理，盡量減小開閉所內濕度，避免凝露發生。

3 結束語

隨著電氣產品的更新換代，高低壓開關柜柜型結構不斷改進，操作也越來越安全、方便、可靠，但是凝露造成的危害也越來越明顯，越平凡，故障頻率越來越高，所以，怎樣治理凝露給開關柜帶來的危害是一個即嚴峻、又急需解決的，新的課題。

[1]岳新峰.12KV中置柜加熱除濕裝置方式探討[J].高壓電器，2002（3）：2-57.

[2]劉廣清.對SM6系列開關凝露問題的分析[J].自動化博覽，2006（03）：74-75.

[3]周豐群，張義明，何超.電氣設備用溫度凝露控制器的研制[J].電力自動化設備，2002，22（03）：18.

[4]周軍，周文越.開關柜防凝露控制技術淺談[J].工業技術科技創新導報，2010（01）：57-57.

Malfunction Analysis of Switch Cabinet Caused by Condensation

ZHONG Wen-jin
（Jiangsu Zhen’an Power Equipment Co.，Ltd.，Zhenjiang Jiangsu 212028，China）

With the increasing application of city distribution network,also highlights the problem of condensation. Describes the 4 common hazards of power distribution equipment caused by condensation:condensation caused by insulation fault and fault phase;condensation mechanism caused by meteorological corrosion failure，breakdown caused by environmental humidity.Through summarizing the practical experience，analyzes the fault caused by condensation，find the methods and measures of treatment，significant effect.

condensation；switch cabinet；insulation；malfunction

TM591

：A

：1672-545X（2017）01-0186-02

2016-10-01

仲文錦（1976-），男，江蘇鎮江人，工程師，技師，專科，長期從事電氣設計與管理工作。