除濕技術在變電設備運行中的應用

楊宗煒

變電站中的內部設備對濕度的控制要求較為嚴格，若設備運行過程中設備箱柜濕度過高時，將影響關鍵組件的絕緣性能，對變電站的安全運行帶來極大的隱患，因此，變電站中的除濕技術成為了眾多科學工作研究的重點對象，本文研究了濕度對變電設備的危害、傳統除濕技術以及新型除濕技術，敘述了新型技術在變電設備的應用。

除濕技術、變電設備、應用

變電站作為電力系統運輸的關鍵站點，開關柜，機構箱等箱柜設備的內部元件對濕度的要求是較為嚴格的，若受到運行環境中的濕度過高，則各設備的絕緣能力降低，直接影響設備運行的安全系數，且濕度過高時，將對變電站設備產生腐蝕作用，從而各元件的性能指標下降且運行壽命縮短，而傳統的除濕技術不能很好的解決現有問題，因此，研究新型除濕技術成為電力行業科學工作者的研究熱點。

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空氣環境過于潮濕，對整個箱柜設備的絕緣性能有著比較大的影響，當變電設備表面產生霜霧或者潮氣之后，很多設備的絕緣能力將直線下降，嚴重的將發生電氣擊穿等現象，此時，將導致變電設備短路以及運行過程的不正常。

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建筑等金屬材料受到大量的濕氣后易被腐蝕，而且會產生大量的霉菌，變電箱柜霉菌腐蝕現象對變電設備中各元件的性能指標下降且運行壽命縮短的影響較大，同時電力設備中包含的金屬材料元器件如果較長時間處于濕度過高的環境，易導致元器件生銹，進而引起設備故障。又由于變電設備運行過程會產生大量的熱量，這些熱量如果散發不及時，加上空氣濕度過高，導致整個設備都運行在較高溫的水平，當熱量持續增加，嚴重時容易引起變電設備的損壞。

潮濕是滋生霉菌的主要條件，據科學研究指出，霉菌滋生的環境溫度為25至30攝氏度，而空氣中的濕度在75至90左右，此時霉菌繁殖迅速，且霉菌的新陳代謝產物多數為酸性，這樣加快了對設備中金屬材料的腐蝕，若讓霉菌肆無忌憚的繁殖下去，同樣會產生電氣擊穿的現象

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自然通風方式的做法是在變電箱柜的表面開設多個孔眼，使得空氣流動性加大，在空氣濕度一般的情況下，隨著自然風的通流，可以起到一定的降濕效果，但是如果空氣本身的濕度較大，就算進行通風，設備表面的水分也不會被吹干，如此進行空氣流通也無法有效地解決變電設備的潮濕問題。

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變電設備中如端子箱更多則是采用電加熱的方式對空氣濕度進行控制，這種技術主要包括兩個單元，一個是濕度檢測元件，一個是電加熱器件，如圖 1、圖 2所示。

此加熱器的基本思想是將端子箱等設備周邊環境中的濕度進行加熱蒸發，以此達到除濕的目的，但是在蒸發過程存在一個漏洞，即水分蒸發往上傳輸，熱氣遇冷將凝結成露珠附著于其他元器件的表面，其實空氣中的水分并沒有及時排出，只是換了一種形式存在于箱柜內，無法從根本上解決空氣潮濕的問題，而且還加速了水分的擴散，引起其他元器件的故障，進而降低了設備運行的安全系數。如果加熱器產生的熱量沒有做好散熱措施的話，那么還將引起設備材料的快速老化甚至火災等現象的發生。

加熱器的種類一般可以分為熱風循環加熱與靜態加熱兩種，熱風循環的方式主要由濕度檢測傳感器、鋁制加熱片、熱循環系統組成，如圖 3所示，當濕度檢測器檢測到濕度超標時，加熱器產生熱量，利用熱風循環系統，使得熱量在設備箱柜內部流通，但是無法根本解決潮濕，主要是水分沒有順利排出，只是隨著熱風改變的存在的形態，在箱柜中隨著熱風流轉。另一種靜態加熱方式主要由濕度檢測傳感器、鋁制加熱片系統組成，不帶熱風循環系統，結構如圖 4所示，這種加熱方式只能加熱設備邊緣的潮濕空氣，同時還使得箱柜空氣條件變得不僅潮濕而且悶熱，加快了變電設備元器件的腐蝕，加大了設備正常運行的安全風險。

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無論是采用何種加熱除濕技術，變電箱柜內部都存在與外界空氣的連通，這樣受環境的影響較為嚴重，濕度低的時候加熱系統還可以有效運行，但是當濕度變高時，加熱系統不僅無法做到有效的除濕，還將外界的濕度帶入箱柜內部，加重了設備箱柜的潮濕情況。而且，加熱系統并沒有真實的除去箱柜內的水分，只是加熱蒸發，水分遇冷便會凝成露珠附著在元器件的表面，更利于霉菌的滋生，導致霉變，這些都是傳統除濕技術的不足。

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在傳統除濕技術的基礎上進行完善，新型除濕技術的基本原理為，利用半導體除濕器將箱柜內潮濕的空氣抽出，并且為了防止水分氣化的傳播，進行了空氣與水分的分離，同時加大箱柜內空氣對流，并將當前空氣濕度值顯示在液晶顯示屏，解決了傳統除濕技術在水分蒸發后處理的不足，達到了除濕的目的。

首先由濕度檢測傳感器判斷當前箱柜內的空氣濕度，若檢測出當前濕度超標時，將接通制冷系統與風扇對箱柜內進行降溫，潮濕的空氣在風力的作用下進入氣水分流室，水蒸氣降溫凝結成露珠，并且保證空氣的順利排出，經過氣水分流室的空氣具備較低的溫度，將此溫度較低的空氣輸送至系統的加熱面，不僅可以加快整個系統的散熱，還可以保證氣水分流室前后的溫差，從而加強了箱柜內空氣的流動，進而增強除濕效果。

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由于變電設備如端子箱覆蓋面積較為廣泛，采用新型的除濕技術最佳的方式為自動模式，即先為系統設置好閾值，直到空氣濕度達到一定標準時啟動除濕系統，對設備進行自動除濕操作。

顧名思義，此模式只為除濕系統設置單一的閾值，當空氣的中的濕度到達指定閾值時，除濕器開始工作，運行期間，若空氣的濕度回到了正常標準，則系統停止工作，這種模式的弊端在于若空氣濕度在閾值附近上下波動時，系統將時常反復啟動，這點不利于硬件設備的使用壽命。

考慮到單閾值控制模式存在的問題，除濕設備系統可以選擇雙閾值控制模式，即設定濕度的上限與下限，在下限至上限的范圍內，除濕系統將不工作，只有在此范圍外的濕值才能出發系統啟動，但因為雙閾值的原因，若當前環境空氣濕度較高時，設備可能需要長時間運行才能恢復至正常范圍，從而影響設備的壽命。

此模式下，當系統檢測當前空氣濕度超標時，自動啟動除濕服務，使之在規定時間內對箱柜內的濕度進行處理，處理時間到后自動停止一段時間，接著繼續對當前空氣濕度進行檢測，若濕度仍超標，則繼續定時對濕度進行處理，并重復以上工作，若濕度正常，則不啟動系統。

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此模式是針對室溫在18攝氏度以上時，將設備內的濕氣傳入氣水分離室，濕氣經過分離器處理凝結成水珠附著于分類器表面，加上空氣循環，不斷地對氣水進行分離，逐漸達到了除濕的效果。

當設備內的環境溫度低于18攝氏度時，濕氣傳入氣水分離器，由于本身環境溫度較低，濕氣在設備內將以固態的形式取代原先液態的形式，轉化為晶體，也就是我們所說的積霜。

溫度較低時都存在積霜現象，為了防止積霜對氣水分離器的正常使用的影響，我們必須采取化霜模式，即當有積霜產生時，每隔一段時間，我們將對設備進行化霜操作，將積霜的晶體轉化為液體排出。

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前文我們已經介紹過了，目前端子箱等主要箱柜設備大多數采用的時傳統的加熱除濕技術，我們首先在需要拆除原先的電加熱系統，在原先加熱系統電源處接入新型除濕設備，為其提供電能。不僅如此考慮各個箱柜的使用環境與基礎條件均不相同，同一設備需要進行定制化的設計與安裝，但是其遵循的生產與使用標準應保持一致，尤其是設備的關鍵指標，例如安全距離、爬電距離等。為了保證除濕器在箱柜內部有效地運行，安裝前后都應該進行密封性檢測，方式漏水漏氣的現象發生，維持設備系統的安全穩定運行。

做好變電設備的除濕工作，對整個電廠的工作效率與經濟效益都有顯著的提升，降低設備運行過程中的能源損耗，延長設備的使用壽命在整個電力產業具備重要的意義。本文通過分析對比傳統除濕與新型除濕技術，敘述了新型技術在變電設備中的應用，尤其在中國南部地區，有著廣闊的應用前景。

[1]韋海.試論除濕技術在變電設備運行中的應用[J].建材與裝飾，2016，（43）：202-203.

[2]何整杰.智能除濕裝置的研發[J].科技創新與應用，2015，（18）：30-31.