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    金屬鎧裝高壓開(kāi)關(guān)柜（以下簡(jiǎn)稱開(kāi)關(guān)柜）的內(nèi)部空間十分緊湊，在目前和將來(lái)受到地塊制約下，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此，安全可靠運(yùn)行更顯重要。
    運(yùn)行中發(fā)生閃絡(luò)放電是對(duì)開(kāi)關(guān)柜安全運(yùn)行的主要危害。閃絡(luò)放電主要指相間和對(duì)地的放電，空氣距離在設(shè)計(jì)過(guò)程中已充分考慮了空氣中的濕度的影響，并且是相對(duì)不變的；而絕緣件的沿邊的絕緣在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到環(huán)境的各種破壞后，會(huì)發(fā)生沿邊閃絡(luò)放電。沿邊的絕緣受到的破壞主要來(lái)自空氣中的落灰受潮后的破壞，當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行，終會(huì)有一定來(lái)自空氣中的落灰在絕緣件的表面形成，當(dāng)空氣中的濕度變化或溫差變化，即會(huì)在有落灰絕緣件的表面形成凝露而發(fā)生絕緣沿邊閃絡(luò)放電。因此，對(duì)開(kāi)關(guān)柜的防凝露提出了更高的要求。
    首先，我們從幾例開(kāi)關(guān)柜發(fā)生閃絡(luò)放電的事例來(lái)分析：
    例一、110kV某變電站的20 kV高壓開(kāi)關(guān)柜為底層布置，分別于2007年3月28日和2008年7月2日均在某開(kāi)關(guān)柜發(fā)生閃絡(luò)放電故障，當(dāng)時(shí)氣溫在23℃左右，環(huán)境空氣濕度為80%左右，驅(qū)潮控制器為溫度和凝露控制，由于傳感器安裝位置未凝露而未啟動(dòng)加熱器。從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，在該開(kāi)關(guān)柜的C相母線側(cè)靜觸頭有放電痕跡，發(fā)現(xiàn)該相靜觸頭盒內(nèi)外有潮濕跡象和導(dǎo)體上有明顯可見(jiàn)銅綠現(xiàn)象，同時(shí)B相靜觸頭有輕微銅綠現(xiàn)象。也就是說(shuō)當(dāng)時(shí)該開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣件的表面形成凝露而發(fā)生絕緣沿邊閃絡(luò)放電。但其它開(kāi)關(guān)柜靜觸頭盒內(nèi)無(wú)明顯凝露現(xiàn)象。事后分析發(fā)現(xiàn)，該開(kāi)關(guān)柜后有一臺(tái)空調(diào)對(duì)準(zhǔn)出風(fēng)，距離開(kāi)關(guān)柜不足2米，調(diào)正出風(fēng)口后，在悶熱潮濕天氣將驅(qū)潮控制器設(shè)置在手動(dòng)強(qiáng)制啟動(dòng)位置，至今無(wú)該類(lèi)故障發(fā)生。
    例二、220kV某變電站35kV開(kāi)關(guān)柜為底層布置，2007年7月10日和2007年9月1日分別在某線路柜和母線設(shè)備柜絕緣件表面發(fā)生沿邊對(duì)地放電，當(dāng)時(shí)氣溫在25℃左右，環(huán)境空氣濕度為75%左右，驅(qū)潮控制器為溫度和凝露控制，由于傳感器安裝位置未凝露而未啟動(dòng)加熱器。從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，兩起故障分別發(fā)生在靜觸頭盒和母線套管與固定金屬的沿邊有對(duì)地放電痕跡，也就是說(shuō)當(dāng)時(shí)該開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣件的表面形成凝露而發(fā)生絕緣沿邊放電。事后分析發(fā)現(xiàn)，該開(kāi)關(guān)室內(nèi)電纜溝積水約30公分，抽干水后，在悶熱潮濕天氣將驅(qū)潮控制器設(shè)置在手動(dòng)強(qiáng)制啟動(dòng)位置，至今無(wú)該類(lèi)故障發(fā)生。
    例三、220kV某變電站35kV開(kāi)關(guān)柜為底層布置，2008年7月10日某開(kāi)關(guān)柜觸頭盒表面發(fā)生沿邊對(duì)地放電，當(dāng)時(shí)氣溫在25℃左右，環(huán)境空氣濕度為75%左右，驅(qū)潮控制器為溫度和凝露控制，由于傳感器安裝位置未凝露而未啟動(dòng)加熱器。從現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，在靜觸頭盒內(nèi)梅花觸頭外側(cè)和靜觸頭盒的內(nèi)沿邊有對(duì)地放電痕跡，也就是說(shuō)當(dāng)時(shí)該開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣件的表面形成凝露或由于溫度較大引起空氣絕緣降低而發(fā)生絕緣放電。事后分析發(fā)現(xiàn)，該開(kāi)關(guān)柜正對(duì)著開(kāi)關(guān)室大門(mén)，而開(kāi)關(guān)室大門(mén)有一較大面積的百頁(yè)窗，潮濕空氣的進(jìn)入而引發(fā)故障，在悶熱潮濕天氣將驅(qū)潮控制器設(shè)置在手動(dòng)強(qiáng)制啟動(dòng)位置，至今無(wú)該類(lèi)故障發(fā)生。
    從以上三例絕緣件沿邊閃絡(luò)放電的故障來(lái)分析，故障的原因和措施為：
    三例故障的設(shè)備均為底層布置，且均發(fā)生在悶熱潮濕天氣時(shí)間段，底層設(shè)備相對(duì)容易發(fā)生入凝露現(xiàn)象，驅(qū)潮控制器的控制選定值得我們進(jìn)一步深入研究。另，據(jù)本單位和兄弟單位的信息來(lái)看，該類(lèi)故障無(wú)一例外發(fā)生在底層布置的設(shè)備上。
    正因?yàn)殚_(kāi)關(guān)柜設(shè)備是底層布置，如果開(kāi)關(guān)室內(nèi)電纜溝有積水，上層的開(kāi)關(guān)柜設(shè)備均為發(fā)熱設(shè)備，加速底部的水汽上升至開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，則開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度相對(duì)于環(huán)境濕度高，更易發(fā)生凝露，而引起絕緣件的表面發(fā)生絕緣沿邊放電。因此，開(kāi)關(guān)柜設(shè)備是底層布置，開(kāi)關(guān)室內(nèi)電纜溝一定要做好防積水措施，并且，定期對(duì)其進(jìn)行巡檢，防止閃絡(luò)放電故障的發(fā)生。
    高壓開(kāi)關(guān)室的空調(diào)布置一定要合理。如果空調(diào)的出風(fēng)口直對(duì)開(kāi)關(guān)柜，而開(kāi)關(guān)柜設(shè)備為發(fā)熱設(shè)備，兩者溫度相差較大，交融在開(kāi)關(guān)柜壁上，必在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)壁上產(chǎn)生凝露，而引起絕緣件的表面發(fā)生絕緣沿邊放電。因此，高壓開(kāi)關(guān)室的空調(diào)布置必須合理，尤其出風(fēng)口必須避開(kāi)直對(duì)開(kāi)關(guān)柜，以防開(kāi)關(guān)柜內(nèi)壁上產(chǎn)生凝露而發(fā)生閃絡(luò)放電故障。
    綜上分析開(kāi)關(guān)設(shè)備內(nèi)部發(fā)生凝露引起閃絡(luò)放電事故一般有幾種情況：①地區(qū)濕度高，氣候溫度變化大；②有的開(kāi)關(guān)柜在地下室，濕度高，柜體內(nèi)溫度特別是接近地面的溫度低于環(huán)境溫度；③有的設(shè)備處于停運(yùn)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)小環(huán)境溫度就更比周?chē)�環(huán)境低，在表面極易形成結(jié)露的情況。一旦切入驅(qū)潮器投運(yùn)，事故就隨之發(fā)生。
    但如果開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)常時(shí)投入驅(qū)潮器，當(dāng)電流值這到一定時(shí)，手動(dòng)切除加熱器。這也不科學(xué)，一是，由于回路電阻的大小影響，電流的大小不代表可發(fā)熱的多少：二是，對(duì)于底層布置的開(kāi)關(guān)柜，由于某些柜體電流大，電纜溝相對(duì)濕度也較大，反而將電纜溝內(nèi)的水汽蒸發(fā)上來(lái)，使柜內(nèi)形成凝露，如果電纜溝有水的話，凝露將更嚴(yán)重；三是，某些柜體電流值不大，加熱器將長(zhǎng)期投入，能源浪費(fèi)相當(dāng)驚人；四是，不利于變電站無(wú)人值班的要求；五是，加熱器的長(zhǎng)期投入，加速老化安裝在開(kāi)關(guān)柜上的保護(hù)裝置和二次元件。
    因此，我們?cè)賮?lái)分析驅(qū)潮控制器的控制選定，目前，柜體廠家防凝露手段普遍采取依靠凝露傳感器控制加熱器的方法來(lái)防止凝露的發(fā)生。即在儀表室裝一只防凝露控制器，控制器監(jiān)測(cè)到傳感器發(fā)來(lái)的凝露信號(hào)時(shí)，立即啟動(dòng)加熱器加熱。凝露消除后，控制器則關(guān)閉加熱器。從原理上來(lái)說(shuō)，這是一種防凝露的有效措施。但其一，現(xiàn)有的凝露傳感器都是被動(dòng)型動(dòng)作，有時(shí)空氣中濕度很大，但由于凝露傳感器還沒(méi)形成凝露，因此，加熱器不會(huì)啟動(dòng)，一定是在凝露發(fā)生時(shí)，即有一定的遲后量。從防凝露作為開(kāi)關(guān)柜反事故重要措施來(lái)說(shuō)，接近凝露的邊緣再啟動(dòng)加熱來(lái)消除凝露缺少一個(gè)預(yù)防過(guò)程：其二，凝露傳感器固有的特性缺陷，對(duì)相對(duì)濕度變化不敏感，：其三，由于凝露傳感器受空氣灰塵或水份中的化學(xué)物質(zhì)侵蝕后會(huì)改變靈敏度，導(dǎo)致防凝露的控制點(diǎn)出現(xiàn)偏差，這時(shí)會(huì)降低防凝露可靠性，也降低了開(kāi)關(guān)柜的安全可靠性。因此，不能直接采用凝露傳感器來(lái)控制驅(qū)潮控制器的起動(dòng)。
    在這里我們?cè)賮?lái)分析說(shuō)明有關(guān)凝露方面的幾個(gè)基本概念：①什么是結(jié)露？所謂結(jié)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。這個(gè)現(xiàn)象稱之為結(jié)露。以及露點(diǎn)溫度。②露點(diǎn)溫度是指在一定溫度的空氣中，水蒸汽的最大含量稱為[飽和水蒸汽量]，此時(shí)的空氣成為[飽和空氣]，飽和空氣溫度下降時(shí)，空氣中的水蒸氣將凝結(jié)成水珠。含有水蒸氣的空氣的飽和溫度，稱為露點(diǎn)溫度。請(qǐng)參考如下的溫度、濕度、和露點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)表：
    從表格中空氣溫度20度、相對(duì)濕度60%時(shí)，結(jié)露的溫度為12度。并可以看出溫度、濕度和露點(diǎn)溫度三者關(guān)系中可以看出：①空氣中的相對(duì)濕度越高，在一定的溫度條件下，結(jié)露的溫度越是接近環(huán)境空氣溫度，也就是說(shuō)，露點(diǎn)溫度與環(huán)境溫度越接近，凝露越是容易發(fā)生。②無(wú)論空氣中的溫度如何，形成結(jié)露的露點(diǎn)溫度始終是低于環(huán)境溫度。
    從溫度、濕度和露蘭溫度三者關(guān)系中和凝露發(fā)生的機(jī)理，我們可以得出結(jié)論：①要想防止：凝露的發(fā)生，必須使不允許發(fā)生凝露部位的表面溫度始終高于其周邊一定的環(huán)境溫度：②對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備而言，為防止開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生凝露，只要保持開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)部的溫度始終高于一定的外部環(huán)境溫度即可，但過(guò)于高于環(huán)境溫度反而使內(nèi)部壁表面形成凝露（除非內(nèi)壁表面采取一定的措施）。描述這一原理在生活中的現(xiàn)象就是：從冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面馬上就會(huì)結(jié)露。而從高于一定的環(huán)境溫度的保溫箱中拿出一杯熱水時(shí)，杯子表面是不可能結(jié)露的，但在冬天汽車(chē)內(nèi)的溫度由于人體的溫度影響而與車(chē)外溫度高出許多，就會(huì)在車(chē)玻璃內(nèi)表面形成凝露，當(dāng)采用暖風(fēng)吹玻璃干燥才能驅(qū)除凝露。
    通過(guò)以上的分析，根據(jù)凝露發(fā)生的機(jī)理和物理現(xiàn)象，凝露的發(fā)生取決于開(kāi)關(guān)室內(nèi)和開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的溫度、濕度。因此，我們?cè)谠��?jīng)發(fā)生過(guò)兩次閃絡(luò)故障的llOkV某變電站20 kV高壓開(kāi)關(guān)柜上采用溫度差方式來(lái)控制開(kāi)關(guān)柜凝露的發(fā)生，具體實(shí)施方案如下。
    試想使開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)部的溫度始終保持高于開(kāi)關(guān)柜外部一定的環(huán)境溫度，凝露現(xiàn)象就完全可以預(yù)防。由于溫度傳感是密封半導(dǎo)體材料結(jié)構(gòu)，就目前的技術(shù)水平，其壽命達(dá)幾十年之久。因此，利用兩個(gè)溫度傳感器，一個(gè)測(cè)柜體內(nèi)溫度，一個(gè)測(cè)柜體外溫度（控制器面板上），同時(shí)利用加熱器來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度。由CPU智能控制的控制器，讓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的溫度始終比開(kāi)關(guān)柜外環(huán)境高2℃~4℃（基于節(jié)能方面的考慮而設(shè)定最高溫差為4℃），使之不產(chǎn)生凝露發(fā)生的條件，起到預(yù)防凝露的作用。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜外環(huán)境高2℃~4℃溫度時(shí)就停止加熱。由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)環(huán)境容積小，達(dá)到這個(gè)溫差所需的加熱功率較小，此外，運(yùn)行中的開(kāi)關(guān)設(shè)備本身有熱量產(chǎn)生，也可以作為加熱功率的一部分。這樣，不僅能有效地防止開(kāi)關(guān)柜體內(nèi)部發(fā)生凝露，而且可以大大地節(jié)約能源。為了提高防潮、防凝露的可靠性，另一措施是在每臺(tái)裝置中加入線性測(cè)量開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的相對(duì)濕度傳感器，控制器表在監(jiān)測(cè)、顯示溫度、溫差的同時(shí)，CPU還測(cè)量顯示柜內(nèi)的相對(duì)濕度，根據(jù)溫度、溫差和相對(duì)濕度參數(shù)來(lái)判別開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部的受潮程度，啟動(dòng)加熱器，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度，進(jìn)一步提高了驅(qū)潮和防凝露能力。該方案還在控制器上設(shè)有數(shù)據(jù)接口，將柜內(nèi)外溫度、溫差和柜內(nèi)的相對(duì)濕度遠(yuǎn)傳計(jì)算機(jī)上，進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，以便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和設(shè)定值的調(diào)整。通過(guò)該方案的實(shí)施，該llOkV某變電站20 kV高壓開(kāi)關(guān)柜驅(qū)潮和防凝露效果良好。
    另外，控制器設(shè)有手動(dòng)／自動(dòng)切換和報(bào)警功能。如按下手動(dòng)／自動(dòng)按鈕，二路驅(qū)潮指示燈同時(shí)點(diǎn)亮，二路驅(qū)潮器無(wú)條件開(kāi)始工作，直到釋放按鈕，驅(qū)潮指示燈熄滅，驅(qū)潮器停止工作；當(dāng)任一負(fù)載或傳感器損毀或斷開(kāi)，控制器都會(huì)點(diǎn)亮面板上的故障燈報(bào)警，同時(shí)接通公用報(bào)警觸點(diǎn)，從供后臺(tái)監(jiān)視。
    控制器的傳感器位置很重要，由于加熱器附近的相對(duì)濕度相對(duì)較小，不得安裝在驅(qū)潮器附近，因與之保持一定的距離，最好是對(duì)角布置為佳。
    加熱器的選用和按裝方法、位置同樣也很重要。目前加熱器型式散熱片式和硅橡膠貼片式。散熱片式由于依靠空氣傳遞其加熱速度慢，加熱器功率較大，能耗也大，它是鋁合金散熱片夾裝電熱絲，往往易氧化，壽命不長(zhǎng)；硅橡膠貼片式由于貼在柜壁按裝，它依靠柜壁延伸散熱和硅橡膠面空氣散熱，加熱速度較快，因此，加熱器功率只有散熱片式的lt2—2t3左右，能耗也小，由于是硅橡膠封閉電熱器結(jié)構(gòu)，其壽命可達(dá)15—20年，大大高于有散熱片式，而且還起到防燙功能。安裝方法、位置合理，對(duì)加熱的效果與其它設(shè)備的影響非常重要。如果是散熱片式，則安裝在開(kāi)關(guān)柜需驅(qū)潮的小室底部為宜；如果是硅橡膠貼片式，則安裝在開(kāi)關(guān)柜需驅(qū)潮的小室中部偏下為宜。
    如果方案得以實(shí)施，在節(jié)省大量的電力能源的同時(shí)，將從被動(dòng)檢測(cè)和消除凝露改進(jìn)到主動(dòng)預(yù)防凝露，無(wú)疑增加了電柜防凝露的可靠性。從傳感器壽命來(lái)說(shuō)，溫度傳感器的使用壽  命是凝露傳感器壽命的數(shù)}倍，控制器的可靠工作壽命將大大增加。但該方案需要對(duì)溫差值經(jīng)過(guò)進(jìn)一步為試驗(yàn)論證。
    通過(guò)以上的分析，無(wú)論采取以上兩種方案中的一種的實(shí)施改進(jìn)，節(jié)約電力能源的同時(shí)，防凝露控制的效果也將得以保證，設(shè)備的安全運(yùn)行也將得到保證。
    針對(duì)該類(lèi)故障的出現(xiàn)，生產(chǎn)部門(mén)應(yīng)制定了相應(yīng)的規(guī)范，以杜絕類(lèi)似故障和擴(kuò)大故障的發(fā)生，確保設(shè)備和人員的安全。
    三門(mén)峽富通新能源可以根據(jù)用戶的需求訂做各種類(lèi)型的高低壓配電柜開(kāi)關(guān)柜。