35KV開關柜內(nèi)濕度分布監(jiān)測及規(guī)律研究

嚴浩軍，吳英俊，王 磊，姜炯挺，劉 鵬，馬麗軍

（國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江寧波，315016）

35KV開關柜內(nèi)濕度分布監(jiān)測及規(guī)律研究

嚴浩軍，吳英俊，王 磊，姜炯挺，劉 鵬，馬麗軍

（國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江寧波，315016）

35KV高壓開關柜是電力系統(tǒng)非常重要的電氣設備，因為其柜體密閉，常常造成柜內(nèi)濕度富集和凝露，導致絕緣擊穿甚至短路燃燒。本文針對下雨前、下雨天、雨后天晴接連三天的天氣變化，采集并分析了實驗數(shù)據(jù)，獲得了三種天氣條件下開關柜內(nèi)濕度分布的規(guī)律。

開關柜；濕度分布；天氣

0 引言

35KV高壓開關柜是電力系統(tǒng)非常重要的電氣設備，封閉式高壓開關柜以其安全可靠、結構緊湊、占地省、操作方便等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應用于供電系統(tǒng)中。但是由于開關柜內(nèi)部大量采用有機絕緣材料及過于緊湊的布置、高度的密閉性， 當開關柜內(nèi)的空氣濕度很高時，水汽會與開關柜內(nèi)部的金屬和絕緣材料等相對氣溫較低的物體發(fā)生接觸，會以凝結出水珠覆蓋在絕緣材料表面，產(chǎn)生凝露，使電氣絕緣性能下降，引發(fā)設備絕緣閃絡和腐蝕零件，從而給開關柜的安全運行帶來隱患。因此開關柜內(nèi)濕度分布對開關柜的電氣安全性能有著非常大的影響，尤其在梅雨季節(jié)，常常發(fā)生柜內(nèi)濕度拍不出去，造成設備放電故障。[1-3]

1 溫濕度監(jiān)測方案

溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示，在開關柜內(nèi)部布置多路溫濕度探頭AM23505，通過多路數(shù)據(jù)采集獲得溫濕度數(shù)據(jù)，然后通過GSM模塊由GSM移動網(wǎng)絡傳輸給接收端的GSM模塊，最后在PC端進行數(shù)據(jù)顯示、存儲和分析。

圖1 溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)框架

開關柜內(nèi)溫濕度探頭布置位置如圖2所示，尺寸標注單位為mm。總共有18個溫濕度探頭，其中線纜倉（后柜）探頭編號為1-15#，開關倉（前柜）探頭編號為16-17#，電纜地溝探頭編號為18#，柜外空氣中探頭編號為19#。這樣基本上在整個開關柜的內(nèi)部空間縱向高度和橫向方向上布滿了探頭，便于測量和分析柜內(nèi)各個關鍵位置的溫濕度分布狀況。

2 實驗數(shù)據(jù)及分析

實驗過程中開關柜底部耐火泥密封嚴實。系統(tǒng)安裝完后，因為17#探頭出現(xiàn)故障，帶電的開關柜中又不便于維修，因此17#探頭數(shù)據(jù)舍棄。選取6月份的某三天數(shù)據(jù)進行分析，正好這三天天氣狀況是第一天多云，第二天下雨，第三天雨后天晴。取每天15時時間點的數(shù)據(jù)，得到的數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 三天中18個探頭的濕度值

圖3 中可以獲得以下幾個結論：

（1）線纜倉腰線以下溫濕度探頭1-8#，測得的濕度顯示，下雨前、下雨天、雨后天晴三種天氣條件下，8個探頭測試點的相對濕度幾乎處于同一個水平，也就是三種天氣條件下，線纜倉腰線以下的濕度幾乎是一樣的，他們構成了一個濕度分布空間。

圖2 溫濕度探頭空間布局

（2）線纜倉腰線位置上的三個探頭9#，10#，11#，其中10#和11#探頭安裝在靠近線纜倉底部加熱器這一側，9#探頭位于背離加熱器一側，可能是加熱器產(chǎn)生的熱對流通道對10#，11#位置有一定的烘烤作用，而9#位置因為絕緣擋板的影響，烘烤不到，造成10#，11#位置比9#位置濕度要低一些。

（3）靠近線纜倉內(nèi)部靠近頂部百葉窗的13#位置，在三種天氣條件下相對濕度將近比外部大氣低10%左右，說明百葉窗雖然透氣，但有一定的水汽阻擋作用。

（4）線纜倉上部12#，14#，15#位置基本跟13#位置濕度一個水平，而且普遍比腰線以下位置的濕度高4%-12%，說明線纜倉頂部1/3位置的敞開空間屬于另一個濕度分布空間。

（5）下雨前線纜倉頂部1/3空間濕度比腰線以下位置低12%，下雨中和雨后天晴線纜倉頂部1/3空間濕度比腰線以下位置低4%，說明下雨前腰線以下位置濕度跟頂部空間來不及濕度擴散，濕度先從百葉窗進來，然后在下雨天和雨后會慢慢跟腰部空間對流混合和擴散；也說明濕度是從百葉窗進來的。

（6）地溝19#位置，濕度一直維持在85%以上，下雨天濕度最大，這跟地溝結構有關，地溝地勢較低，下雨天的水汽在地溝里長期堆積排不出。

（7）小車開關倉位置空氣濕度一直維持在38%-40%左右，說明小車空間濕度不容易受外界大氣濕度影響，這可能跟小車空間沒有百葉窗，密閉效果比線纜倉佳有關。

（8）下雨前濕度較低，說明濕度還來不及從百葉窗進到線纜倉；下雨時各監(jiān)測點濕度普遍增大；雨過天晴開關柜內(nèi)部濕度又降了下來，濕度從百葉窗散發(fā)出去。

表1 各探頭相對濕度值

3 結論

通過安裝自開關柜線纜倉和小車開關艙關鍵位置上的溫濕度傳感器，可以得到以下重要結論。

（1）濕度是從百葉窗進來的，濕度散發(fā)時，也是從百葉窗出去的。

（2）無論那種天氣，線纜倉頂部1/3開放空間濕度為一個濕度水平體系，腰線以下位置為另一個濕度水平體系；且腰線以下濕度普遍比頂部空間低5%左右，若是下雨前則低12%。

（3）加熱器對靠近本側的腰線位置濕度具有一定的濕度驅(qū)除作用。 （4）無論哪種天氣，百葉窗外面大氣濕度比百葉窗下線纜倉內(nèi)部的濕度高10%左右，說明百葉窗仍具有一定的水汽阻擋作用。

[1]吳英俊,馬麗軍,鄭悠,吳禮剛.基于在線采集技術的開關柜濕度數(shù)據(jù)研究[J].電子技術與軟件工程,2016(6):230-231.

[2]王陽.戶外環(huán)網(wǎng)柜凝露現(xiàn)象分析及解決方案[J].中國新技術新產(chǎn)品,2014(15):34-35.

[3]韓金尅.開關柜絕緣局部放電的原因及處理措施[J].電工技術,2015(12):61-62.

Monitoring and regulation of humidity distribution in 35KV switchgear

Yan Haojun，Wu Yingjun，Wang Lei，Jiang Jiongting，Liu Peng，Ma Lijun
（Ningbo Power Supply Company, State Grid Zhejiang Electric Power Corporation，Ningbo Zhejiang,315016）

35KV high voltage switchgear is a very important electrical equipment for electric power system,because its cabinet is sealed, it often causes the humidity in the cabinet to be enriched and condensate,resulting in insulation breakdown and even short circuit combustion. In this paper, the distribution of humidity was collected and analyzed based on three different kinds of weather, namely, before rain, rainy day, and after rain. And the law of humidity distribution was obtained in different weather

switch cabinet; Humidity distribution; weather

寧波市重大（重點）科技攻關項目（2014B92001）；寧波市自然科學基金（2014A610088）。

嚴浩軍（1963.5-），男，漢族，浙江余姚人，研究生，教授級高級工程師，從事輸變電設備技術管理工作。