地鐵變電所內成套開關設備防潮除濕分析及措施

劉 理

（威勝電氣有限公司,湖南湘潭,411100）

地鐵變電所內成套開關設備防潮除濕分析及措施

劉 理

（威勝電氣有限公司,湖南湘潭,411100）

變電所一般不設置于地下室，但一些工程因本身即為地下建筑，如地鐵、地下商場、人防市政地下工程等，需要將變電所設置在地下室，但不宜設在建筑地下的最底層。故此對變電所及其內裝設的成套開關設備的設計提出了更高要求，需要考慮多維度綜合的防護措施。故有必要分析成套開關設備導致其內部潮濕的原因，介紹解決相應問題所使用的措施，避免成套開關設備因潮濕而出現(xiàn)危險狀況，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

地鐵；變電所；開關站；成套開關設備；防潮；除濕

0 引言

成套開關設備的內部線路布局密集，且空間一般較小，容易因為工作環(huán)境致使其內部潮濕，而地下環(huán)境因通風情況，地下水汽上升也會直接或間接導致設備內濕氣過大，很有可能導致絕緣能力的下降，甚至引起內部的放電閃絡和擊穿絕緣的爆炸，嚴重破壞設備的穩(wěn)定運行，尤其是像地鐵場站是較為重要的公共交通設施，因人員眾多，對設備的安全要求也更高。

1 分析變電所內成套開關設備潮濕的原因

根據(jù)變電所出現(xiàn)問題進行分析即可尋找出開關柜出現(xiàn)問題的原因及規(guī)律，由于其中的裝置長時間沒有進行檢查，己經發(fā)生了生銹或受損等問題，從而影響裝置的絕緣能力。臭氧、弱酸性腐蝕氣體以及凝露水珠對絕緣材料的長時間侵蝕是導致成套開關設備中電氣元件絕緣性能下降的主要原因。當空氣相對濕度大于80%時，電氣產品中的有機和無機材料構件由于受潮將增加重量、膨脹、變形，金屬結構件腐蝕也會加速。對受損零件的受損情況進行分析，得知開關柜線路出現(xiàn)問題主要是由于柜中潮濕而形成水珠，這些水珠導致線路及電器元件故障而出現(xiàn)問題。電器元件和電路的絕緣保護能力有限，所以柜內的環(huán)境若一直是潮濕的狀態(tài)，則絕緣保護能力就會大打折扣，逐漸削弱直至失效，這樣線路就會發(fā)生漏電或短路等事故。成套開關設備中出現(xiàn)潮濕問題的原因有許多，下面對造成事故的主要原因進行介紹。

(1)變電所所處地區(qū)不同則所處的氣候環(huán)境也大不相同

一年四季中的環(huán)境也會有較大差異，我國大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶季風氣候，夏季一般都是高溫多雨，配電房中為了排除熱量，多會通過排風機來進行通風散熱，但這樣也會使潮濕的空氣進入開關柜中。又由于溫差的作用，空氣中的水蒸氣就會附著在裝置上液化成水珠，使絕緣件受潮，降低絕緣能力。

(2)環(huán)境濕度的影響

環(huán)境濕度也是造成開關柜內凝露的主要原因之一。而且在北方由環(huán)境濕潮造成封閉式開關拒故也較多。我國北方總的來說，空氣比較千燥，但也存在小流域高濕環(huán)境，如地下室、山谷等。在濕度相對較高的季節(jié)也易發(fā)生由于凝露造成的開關柜故障。

某變電所投運不久便發(fā)生了一起開關柜絕緣擊穿故障。其柜體為敷鋁鋅板彎制后用蜾栓組裝裝成。按功能特征可分為儀表室、斷路器室、電纜室和母線室四部分，各部分以接地的金屬板分隔。故障后停運并對所有的柜體進行拆解檢査，發(fā)現(xiàn)各獨立功能室均凝露嚴重，手車觸頭出現(xiàn)大量銅銹，柜體的觸頭盒（環(huán)氧樹脂材料）內表面發(fā)現(xiàn)大量樹枝狀放電痕跡，但開關柜底部電纜入口密封嚴密。后經調査研究發(fā)現(xiàn)：該配電房因位于地下室，四周水汽向此聚集不宜散去，空氣濕度一直很高，由此導致開關柜內凝露現(xiàn)象嚴重。

變電所中電纜溝因為一些施工技術和材料質量等原因，會由于老化出現(xiàn)脫落和損壞等現(xiàn)象，從而使地下水滲入造成溝內積水等問題，如排水不暢則電纜溝內蒸發(fā)的水汽就會進入柜中，導致其內部環(huán)境潮濕。

(3)成套開關設備設計的緊湊結構使其密封性能較好，柜體上沒有通風通道，在避免水汽進入的同時，也使柜中的潮濕空氣難以排除。潮濕的空氣就逐漸聚集到了開關柜的中上部位，而開關柜中的線路也主要集中于此，其遇冷即可能會凝結成水珠，從而導致絕緣能力降低。

(4)儲存期間對成套開關設備的影響

成套開關設備已經完成并交付地鐵施工現(xiàn)場而因為工程施工進度原因，變電所仍不具備就位并接入用電系統(tǒng)的條件，故只能采取臨時存放的方式且時間較長，有時此存放時間長達半年以上。如果短時間（不超過一個月）存放則影響不大，如果儲存較長時間或存儲條件較為惡劣則需要考慮成套開關設備的防潮除濕問題，而此階段的問題常常被忽略，導致成套開關設備內已經出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，更有甚者其內部已經出現(xiàn)生銹或已經受損，而就位后不做再次檢查即接入用電系統(tǒng)，造成較為嚴重的后果。

圖1 儲存時柜內潮濕形成水珠

2 變電所防潮除濕的方法

（1）變電所的設計施工時即需考慮防水問題，采用多種防水防潮，如為了避免發(fā)生天花板滴水，在基建時可以設計為一定的角度（如人字型），使凝結的水流向設定的方向流動，而不是垂直滴落在開關柜上。而且，屋頂如果沒有裝設天花板則不宜使用石灰粉刷，防止因潮氣引起的石灰層脫落，如以混凝土自防水配合架空層和夾壁墻相結合的構造防水設置。參照地鐵行業(yè)標準《GB 50157-2013 地鐵設計規(guī)范》第12章即對工程防水做了較為詳盡的說明。

（2）為保證地下環(huán)境內溫度一般需采取通風、空調與供暖措施，但必須同時注意保持相對濕度在合理范圍，如下表摘自《GB 50157-2013 地鐵設計規(guī)范》表13.2.40 地下車站內設備與管理用房空氣計算溫度、相對濕度與換氣次數(shù)。

表1 《GB 50157-2013 地鐵設計規(guī)范》表節(jié)選

（3）對電纜溝進行及時的清理，保持其水路通暢，防止溝道中的水汽進入開關柜內。

（4）木炭除濕：是室內去潮濕一種很有效的方法，現(xiàn)在有很多售賣的除濕盒，大多都是木碳的，這是一種很好的除濕方法，這種除濕盒能夠有效的吸除濕氣，并且還能夠有效的去除異味，對于小空間的除潮濕效果更佳。

（5）石灰除濕：石灰具有很強的吸濕效果。如果配電室內潮濕的面積很大，可以買包石灰將其灑在潮濕的地方，過些時間再將其掃除，能很有效的去除潮濕地方的濕氣，再將剩余的石灰用小袋子裝好，置于角落也能去除房間的濕氣。

（6）變電所的除濕設備

當前變電所中多采用的防潮除濕設備主要包括工業(yè)除濕機和空調兩種，空調的功能在于比較方便的控制冷熱溫度的變化，一些有特殊功能的空調也有些除濕的功能，它利用的是冷卻降溫原理，室內空氣經過蒸發(fā)器，其溫度會下降到零度以下，空氣中的水汽將會轉化為晶 體形式析出，進而起到除濕作用。而工業(yè)除濕機則是利用風扇吸入與空氣過濾進而在蒸發(fā)器上實現(xiàn)的降溫除濕，該除濕機主要由壓縮機、風扇、控制器等構成，首先由風扇將室內空氣進行吸入，然后經過過濾網對空氣進行過濾，并在蒸發(fā)器上實現(xiàn)降溫，進而達到除濕的目的。空氣中的水將會以結晶的形式析出，降低空氣的相對濕度。通常，水在冷凝過程中會消耗大量的熱量，周圍空氣的溫度也會受到影響有所降低，除此之外，工業(yè)除濕機還能夠對通過冷凝器的空氣進行適當加熱，使空氣的溫度得到提升，除濕機的除濕效果更加明顯。

3 成套開關設備防潮除濕的方法

（1）在成套開關設備內裝設溫濕度控制器。溫濕度控制器的傳感器時刻在監(jiān)視成套開關設備內的濕度，當空氣濕度尚未達到其凝露點（85%RH）時，即啟動成套開關設備內的加熱器進行驅濕，以破壞空氣中產生凝露的條件，避免由于濕度過大而可能引發(fā)的電氣事故。在成套開關設備檢修期間，由于溫度過低會加速開關柜內一次設備絕緣的破壞和老化，裝設溫濕度控制器可以避免上述問題。除此之外，再給成套開關設備安裝通風扇及防塵裝置，保持其內部裝置所處環(huán)境的適宜且無塵。

（2）應對成套開關設備中電纜的入口采取合理的封堵，防止電纜溝內濕氣侵入到成套開關設備內。

（3）及時檢查與維修

變電所應安排人員檢查變電所內建筑面是否有凝露現(xiàn)象，滴水等現(xiàn)象，對成套開關設備內的線路運行情況進行檢查并記錄。檢查人員對柜內的環(huán)境進行觀察并記錄，檢查線路及裝置是否受損、是否存在水珠，絕緣裝置的性能是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問題應迅速解決，對受損零件進行更換，并記錄其受損情況及可能原因。

（4）儲存時處理方式

在儲存期間對成套開關設備也要采取防潮除濕的措施，因成套開關設備易受地下儲存環(huán)境影響，在正式通電運行前，建議定期開通臨時電源（外接AC220V臨時電源作為除濕除潮裝置工作電源）用于給柜內溫濕度控制器供電，可給成套開關設備做除濕之用，防止柜內各元器件及柜體零件受潮濕環(huán)境影響而導致的發(fā)霉及銹蝕等。

開關柜安裝好后整體采用防水防潮材料保護（除必要的留孔外），如套塑料袋及有吸濕功能的包裝，將成套開關設備整體遮蓋，并進行有效綁扎處理，成套開關設備內還可放置木炭包或除濕盒驅濕。

對比較容易受潮的元器件如繼電器等，采取出廠前將此元件拆除并采用防潮的塑料袋等包裝，待成套開關設備投入運行前再將此元器件裝于柜內原預留位置上。

4 結語

變電所內成套開關設備的運行對環(huán)境有著較高的要求，只有在清潔、干燥的環(huán)境條件下，才能保障開關柜內電氣設備的安全、穩(wěn)定運行。而地鐵作為公共設施其對設備的安全和穩(wěn)定提出的要求更高，需要設備能保證長期穩(wěn)定的安全運行。尤其儲存期間的設備防潮問題長期被忽略，導致部分成套開關設備通電后即故障，或者運行一段時間就出現(xiàn)各種質量問題。因此，要加強對開關柜防潮除濕工作的重視，采取科學、有效的措施為開關柜提供一個良好的儲存和運行環(huán)境，保障其安全、高效運行。

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Analysis and measures for moisture proof and dehumidification of switchgear in Metro substation

Liu Li
(wasion Electric Co. Ltd., Xiangtan Hunan, 411100)

The substation is generally not set up in the basement, but some works for itself is the underground buildings, such as the subway, underground shopping malls, underground municipal civil air defense engineering, substation needs to be set in the basement, but the bottom of the building is located in the underground So put forward higher requirements for design of switchgear the substation and installed within the need to consider the protection measures of multi dimension So it is necessary to analyze the switchgear leads to the moisture inside reason, introduced to solve the corresponding problem by the use of measures to avoid switchgear due to damp and dangerous situation, to ensure the safe and stable operation of power system

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