關(guān)于一種變電站新型防凝露端子箱的研制分析

張建偉 王旭 朱小超 蘭宵

摘要：從長期的變電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)看，這樣的除濕、除凝露方式也存在一定的漏洞，尤其不能滿足氣候潮濕、降雨量較大的地區(qū)。本文對一些新型防凝露、除濕方式的性能及應(yīng)用方法進(jìn)行分析介紹，與傳統(tǒng)的除濕方式進(jìn)行對比。

關(guān)鍵詞：端子箱;除濕;防凝露

1傳統(tǒng)的端子箱除濕方式介紹

變電站傳統(tǒng)的戶外端子箱，主要通過加熱器、防火泥封堵來進(jìn)行除濕防凝露。從長期以來的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)際來看，傳統(tǒng)的除濕方法主要存在以下問題：①室外端子箱電纜入口處的防火泥容易干裂老化、脫落，致使電纜溝內(nèi)的濕氣從防火泥的裂縫進(jìn)入柜體內(nèi)，影響端子箱防潮效果;②端子箱內(nèi)缺乏有效的除濕設(shè)備，僅僅依靠加熱器遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了端子箱內(nèi)部的除濕需要，運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)加熱器一直處于運(yùn)行狀態(tài)但仍凝露遍布的情況。

從長期變電運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，端子箱柜體所采用的防潮方式主要是通過防火泥封堵底層電纜入口，然而防火泥容易干裂老化、脫落，電纜溝的濕氣從電纜之間的縫隙進(jìn)入柜體內(nèi)，進(jìn)而影響端子箱防潮效果。而防潮除濕效果的影響也會(huì)導(dǎo)致交、直流接地短路，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。

2防凝露原理

所謂凝露現(xiàn)象是指柜體內(nèi)壁表面溫度下降到露點(diǎn)溫度以下時(shí)，內(nèi)壁表面會(huì)發(fā)生水珠凝結(jié)現(xiàn)象。露點(diǎn)溫度是指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時(shí)的溫度。結(jié)露是否發(fā)生，取決于環(huán)境溫度、柜內(nèi)溫度、相對濕度以及露點(diǎn)溫度。水蒸氣的最大含量稱為飽和水蒸汽量，此時(shí)的空氣稱為飽和空氣，飽和空氣溫度下降時(shí)，空氣中的水蒸汽將凝結(jié)成水珠。

通過試驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)凝露與溫度、相對濕度、柜內(nèi)外溫差不是單一的對應(yīng)關(guān)系。通過查閱科技文獻(xiàn)得到環(huán)境溫度、凝露溫度、相對濕度對照圖表。可以看出：①不管空氣中的溫度如何，形成凝露的露點(diǎn)溫度始終是低于環(huán)境溫度;②在一定的溫度條件下，空氣中的相對濕度越高，結(jié)露的溫度越是接近環(huán)境溫度，如相對濕度是90%RH時(shí)，環(huán)境溫度為29℃，凝露溫度為27.2℃，溫差為1.8℃。③通過實(shí)際試驗(yàn)驗(yàn)證，測量不同溫度、濕度及溫差條件下柜體內(nèi)壁的溫度發(fā)現(xiàn)，只有在露點(diǎn)溫度高于柜體內(nèi)壁溫度時(shí)在柜體內(nèi)壁上產(chǎn)生凝露。

3幾種防凝露措施介紹分析

3.1采用新型封堵材料

新型氣密封堵材料性能：

外觀：雪花灰均勻泡沫體;擊穿電壓：2.4kV/mm;不透水性：7d，0.1MPa水壓;流動(dòng)密封性：在現(xiàn)場混合均勻后，澆注至模具框架內(nèi)，充分流平，沉浸在電纜及管道間，并隨后漲發(fā)，填滿整個(gè)不規(guī)則表面，固化成型后起到密封防潮作用。阻燃性：不低于GB 8624-2012所規(guī)定的B1級阻燃性能;耐久性：在25℃-93℃連續(xù)值，常見酸堿環(huán)境中使用，20年可保持良好的物理化學(xué)性能，且小動(dòng)物不啃食。

封堵效果：新型氣密封堵材料澆注3cm厚的樣塊進(jìn)行水壓試驗(yàn)，經(jīng)過連續(xù)7天，維持水壓0.1MPa，未見該樣塊有透水痕跡。在箱體內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，維持環(huán)境濕度為90%RH，通過更換密封條加強(qiáng)箱門縫隙密封及新型封堵材料對電纜縫隙封堵，經(jīng)驗(yàn)證，延續(xù)48h，箱體內(nèi)濕度由52%RH上升至55%RH。

3.2增加加熱循環(huán)風(fēng)模塊

柜內(nèi)增加加熱循環(huán)風(fēng)模塊，設(shè)計(jì)加熱功率為100W的硅橡膠柔性加熱器匹配風(fēng)量為900L/min的風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)任何一個(gè)部位風(fēng)速大于零的微循環(huán)，破壞凝露條件。該組合模塊采用AC220V電源，功率約150W。

注：半導(dǎo)體冷凝除濕機(jī)和加熱循環(huán)風(fēng)模塊可根據(jù)不同柜體的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境及柜體的特性進(jìn)行選擇，此兩項(xiàng)措施的功率可根據(jù)不同柜體的負(fù)載情況做相應(yīng)調(diào)整。

3.3增加防凝露隔板

在柜體內(nèi)壁上貼附防凝露隔板，該產(chǎn)品由棉狀物質(zhì)基材接枝高效親水高分子鏈段構(gòu)成。產(chǎn)品具有良好的吸水性、鎖水性、耐潮性、耐久性及保溫隔熱性能，在濕度大時(shí)吸收柜體內(nèi)潮氣，當(dāng)其達(dá)到100%濕度時(shí)，仍然不會(huì)在材料表面形成明水凝結(jié)。當(dāng)柜體內(nèi)濕度降低時(shí)內(nèi)部的水汽揮發(fā)。將其貼附在柜體內(nèi)壁上，防止產(chǎn)生凝露。

4施工方案介紹

4.1加熱循環(huán)風(fēng)模塊

首先對原有加熱器進(jìn)行檢驗(yàn)，測量加熱器電源輸入是否正常。在柜體內(nèi)安裝加熱循環(huán)風(fēng)模塊，加熱風(fēng)機(jī)模塊電源與端子箱加熱電源共用電源端子。

4.2防凝露隔板

將柜體內(nèi)壁清理干凈，用棉紗、無毛紙將表面水漬、灰塵等清理干凈。根據(jù)柜體側(cè)壁形狀，將隔露棉裁剪成適合尺寸，在隔露棉上貼附3M膠帶待用。柜體側(cè)壁清理完畢后，將防凝露隔板粘貼上，在邊緣用永磁鐵加固。

4.3氣密封堵材料

根據(jù)氣密封堵材料特性，對需要封堵位置統(tǒng)一清理，將電纜進(jìn)線處雜物清理干凈。待柜內(nèi)其他元器件安裝好后最后進(jìn)行統(tǒng)一封堵。將A/B組分封堵材料混合均勻，然后將混合好封堵材料均勻澆筑到封堵位置，澆筑厚度1cm左右，然后靜置待其流平漲發(fā)至3cm干透。