開閉所智能防凝露裝置的研制與應用

陶為明，宋克東，黃云龍，閔小奎，陳志文

(1.安徽電氣工程職業技術學院，安徽 合肥 230051；2.國網安徽省電力有限公司合肥供電公司，安徽 合肥 230022；3.合肥聚馬工程技術有限公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

開閉所是配電網底層最基本的單元，是電力由高壓向低壓輸送的關鍵環節之一。隨著經濟的發展，城區土地可謂寸土寸金，能提供給供電設備使用的空間往往是小區的地下室，使得地下開閉所數量逐年增加。地下開閉所空間狹小，空氣無法形成對流；同時地下室電纜溝中很容易出現滲水或積水現象，加上電纜管、溝封堵不嚴實，造成地下開閉所及開關柜內潮氣重、濕度大。當開關柜壁的溫度低于濕空氣的露點溫度時，就會形成凝露。

當前，大部分開閉所都是無人值守，凝露使電氣設備產生的放電現象通常不會被及時發現和處理，對供電安全造成威脅。經研究發現，控制電纜溝內的濕度是解決開關柜凝露問題的重中之重。為此設計出一套濕度測量裝置來監測開閉所內電纜溝的濕度；當濕度超出設定值時，啟動開閉所內的濕度控制設備，將電纜溝內的濕度控制在合理范圍內，實現開閉所濕度的自動控制。

1 電纜溝通風系統

電纜溝作為電纜的通道，因其所處位置不同會出現不同程度的濕氣。當電纜發熱時，加熱溝內的濕空氣，濕熱空氣因煙囪效應沿著電纜向上擴散到電氣柜內，遇到冷的電氣柜壁便會產生凝露。在特別潮濕的情況下，電氣柜內裸露的金屬接頭甚至會產生放電現象。

為了從根源上解決凝露問題，可以在電纜溝內構建風道，風道的構建在比對了圖1所示的3種方案的實驗數據后，選擇了溝內向溝外排風的最佳方案(見圖1(c))。在地排風裝置的設計上，采用如圖2所示結構。該地排風裝置下設LED照明，可利用裝置上的觀察窗查看電纜溝內的積水情況；地排風裝置裝設功率190 W、風量4 800 m3/h的矮桶式軸流風機。電纜溝通風系統結構如圖3所示。

電纜溝通風系統構成風道后會在電氣柜組下方形成一定的負壓，不僅能抑制電纜溝內的濕熱空氣上行，還可將開關柜內的空氣導入電纜溝，防止凝露的產生。同時，由地排風裝置將電纜溝內的濕空氣鼓入到開閉所內，可通過開閉所的除濕裝置將環境濕度降低到安全范圍以內。

2 監控系統

監控系統采集點的選擇非常關鍵。在電氣柜組接近電纜過線口附近設置溫濕度的采集點(見圖3)，可以有效監控此處空氣流的溫濕度狀況。

結合濕度觸發控制和定時控制2種不同的形式，設計智能防凝露監控系統。下位機采用西門子S7-200 PLC結合模擬量擴展模塊，上位機采用北京昆侖通態自動化軟件科技有限公司的MCGS觸摸屏進行監控。

監控畫面中可以設置排濕和除濕的閾值、每次排濕和除濕的時間等參數；同時結合現場的需要，可以進行手動控制。閾值的選擇和時間的設定可結合現場的實際經驗來確定。

圖1 電纜溝風道構建方案

圖2 電纜溝地排風裝置

圖3 電纜溝通風系統示意

3 應用效果

為了驗證裝置的應用效果，選取5個開閉所進行改造并做了驗證性實驗，實驗數據如表1所示。

由表1中測得數據顯示，智能防凝露裝置有效抑制了凝露的產生。

表1 產品應用效果對比

4 結束語

開閉所智能防凝露裝置的應用提高了開閉所的運行管理水平和質量，為供電安全提供了保障，具有非常廣泛的實用價值和意義。本論文所述裝置及系統已獲國家專利。