劉 理

（威勝電氣有限公司,湖南湘潭,411100）

地鐵變電所內(nèi)成套開關(guān)設(shè)備防潮除濕分析及措施

劉 理

（威勝電氣有限公司,湖南湘潭,411100）

變電所一般不設(shè)置于地下室，但一些工程因本身即為地下建筑，如地鐵、地下商場(chǎng)、人防市政地下工程等，需要將變電所設(shè)置在地下室，但不宜設(shè)在建筑地下的最底層。故此對(duì)變電所及其內(nèi)裝設(shè)的成套開關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)提出了更高要求，需要考慮多維度綜合的防護(hù)措施。故有必要分析成套開關(guān)設(shè)備導(dǎo)致其內(nèi)部潮濕的原因，介紹解決相應(yīng)問(wèn)題所使用的措施，避免成套開關(guān)設(shè)備因潮濕而出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

地鐵；變電所；開關(guān)站；成套開關(guān)設(shè)備；防潮；除濕

0 引言

成套開關(guān)設(shè)備的內(nèi)部線路布局密集，且空間一般較小，容易因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境致使其內(nèi)部潮濕，而地下環(huán)境因通風(fēng)情況，地下水汽上升也會(huì)直接或間接導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)濕氣過(guò)大，很有可能導(dǎo)致絕緣能力的下降，甚至引起內(nèi)部的放電閃絡(luò)和擊穿絕緣的爆炸，嚴(yán)重破壞設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是像地鐵場(chǎng)站是較為重要的公共交通設(shè)施，因人員眾多，對(duì)設(shè)備的安全要求也更高。

1 分析變電所內(nèi)成套開關(guān)設(shè)備潮濕的原因

根據(jù)變電所出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析即可尋找出開關(guān)柜出現(xiàn)問(wèn)題的原因及規(guī)律，由于其中的裝置長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有進(jìn)行檢查，己經(jīng)發(fā)生了生銹或受損等問(wèn)題，從而影響裝置的絕緣能力。臭氧、弱酸性腐蝕氣體以及凝露水珠對(duì)絕緣材料的長(zhǎng)時(shí)間侵蝕是導(dǎo)致成套開關(guān)設(shè)備中電氣元件絕緣性能下降的主要原因。當(dāng)空氣相對(duì)濕度大于80%時(shí)，電氣產(chǎn)品中的有機(jī)和無(wú)機(jī)材料構(gòu)件由于受潮將增加重量、膨脹、變形，金屬結(jié)構(gòu)件腐蝕也會(huì)加速。對(duì)受損零件的受損情況進(jìn)行分析，得知開關(guān)柜線路出現(xiàn)問(wèn)題主要是由于柜中潮濕而形成水珠，這些水珠導(dǎo)致線路及電器元件故障而出現(xiàn)問(wèn)題。電器元件和電路的絕緣保護(hù)能力有限，所以柜內(nèi)的環(huán)境若一直是潮濕的狀態(tài)，則絕緣保護(hù)能力就會(huì)大打折扣，逐漸削弱直至失效，這樣線路就會(huì)發(fā)生漏電或短路等事故。成套開關(guān)設(shè)備中出現(xiàn)潮濕問(wèn)題的原因有許多，下面對(duì)造成事故的主要原因進(jìn)行介紹。

(1)變電所所處地區(qū)不同則所處的氣候環(huán)境也大不相同

一年四季中的環(huán)境也會(huì)有較大差異，我國(guó)大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶季風(fēng)氣候，夏季一般都是高溫多雨，配電房中為了排除熱量，多會(huì)通過(guò)排風(fēng)機(jī)來(lái)進(jìn)行通風(fēng)散熱，但這樣也會(huì)使潮濕的空氣進(jìn)入開關(guān)柜中。又由于溫差的作用，空氣中的水蒸氣就會(huì)附著在裝置上液化成水珠，使絕緣件受潮，降低絕緣能力。

(2)環(huán)境濕度的影響

環(huán)境濕度也是造成開關(guān)柜內(nèi)凝露的主要原因之一。而且在北方由環(huán)境濕潮造成封閉式開關(guān)拒故也較多。我國(guó)北方總的來(lái)說(shuō)，空氣比較千燥，但也存在小流域高濕環(huán)境，如地下室、山谷等。在濕度相對(duì)較高的季節(jié)也易發(fā)生由于凝露造成的開關(guān)柜故障。

某變電所投運(yùn)不久便發(fā)生了一起開關(guān)柜絕緣擊穿故障。其柜體為敷鋁鋅板彎制后用蜾栓組裝裝成。按功能特征可分為儀表室、斷路器室、電纜室和母線室四部分，各部分以接地的金屬板分隔。故障后停運(yùn)并對(duì)所有的柜體進(jìn)行拆解檢査，發(fā)現(xiàn)各獨(dú)立功能室均凝露嚴(yán)重，手車觸頭出現(xiàn)大量銅銹，柜體的觸頭盒（環(huán)氧樹脂材料）內(nèi)表面發(fā)現(xiàn)大量樹枝狀放電痕跡，但開關(guān)柜底部電纜入口密封嚴(yán)密。后經(jīng)調(diào)査研究發(fā)現(xiàn)：該配電房因位于地下室，四周水汽向此聚集不宜散去，空氣濕度一直很高，由此導(dǎo)致開關(guān)柜內(nèi)凝露現(xiàn)象嚴(yán)重。

變電所中電纜溝因?yàn)橐恍┦┕ぜ夹g(shù)和材料質(zhì)量等原因，會(huì)由于老化出現(xiàn)脫落和損壞等現(xiàn)象，從而使地下水滲入造成溝內(nèi)積水等問(wèn)題，如排水不暢則電纜溝內(nèi)蒸發(fā)的水汽就會(huì)進(jìn)入柜中，導(dǎo)致其內(nèi)部環(huán)境潮濕。

(3)成套開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)的緊湊結(jié)構(gòu)使其密封性能較好，柜體上沒(méi)有通風(fēng)通道，在避免水汽進(jìn)入的同時(shí)，也使柜中的潮濕空氣難以排除。潮濕的空氣就逐漸聚集到了開關(guān)柜的中上部位，而開關(guān)柜中的線路也主要集中于此，其遇冷即可能會(huì)凝結(jié)成水珠，從而導(dǎo)致絕緣能力降低。

(4)儲(chǔ)存期間對(duì)成套開關(guān)設(shè)備的影響

成套開關(guān)設(shè)備已經(jīng)完成并交付地鐵施工現(xiàn)場(chǎng)而因?yàn)楣こ淌┕みM(jìn)度原因，變電所仍不具備就位并接入用電系統(tǒng)的條件，故只能采取臨時(shí)存放的方式且時(shí)間較長(zhǎng)，有時(shí)此存放時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半年以上。如果短時(shí)間（不超過(guò)一個(gè)月）存放則影響不大，如果儲(chǔ)存較長(zhǎng)時(shí)間或存儲(chǔ)條件較為惡劣則需要考慮成套開關(guān)設(shè)備的防潮除濕問(wèn)題，而此階段的問(wèn)題常常被忽略，導(dǎo)致成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，更有甚者其內(nèi)部已經(jīng)出現(xiàn)生銹或已經(jīng)受損，而就位后不做再次檢查即接入用電系統(tǒng)，造成較為嚴(yán)重的后果。

圖1 儲(chǔ)存時(shí)柜內(nèi)潮濕形成水珠

2 變電所防潮除濕的方法

（1）變電所的設(shè)計(jì)施工時(shí)即需考慮防水問(wèn)題，采用多種防水防潮，如為了避免發(fā)生天花板滴水，在基建時(shí)可以設(shè)計(jì)為一定的角度（如人字型），使凝結(jié)的水流向設(shè)定的方向流動(dòng)，而不是垂直滴落在開關(guān)柜上。而且，屋頂如果沒(méi)有裝設(shè)天花板則不宜使用石灰粉刷，防止因潮氣引起的石灰層脫落，如以混凝土自防水配合架空層和夾壁墻相結(jié)合的構(gòu)造防水設(shè)置。參照地鐵行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第12章即對(duì)工程防水做了較為詳盡的說(shuō)明。

（2）為保證地下環(huán)境內(nèi)溫度一般需采取通風(fēng)、空調(diào)與供暖措施，但必須同時(shí)注意保持相對(duì)濕度在合理范圍，如下表摘自《GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》表13.2.40 地下車站內(nèi)設(shè)備與管理用房空氣計(jì)算溫度、相對(duì)濕度與換氣次數(shù)。

表1 《GB 50157-2013 地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》表節(jié)選

（3）對(duì)電纜溝進(jìn)行及時(shí)的清理，保持其水路通暢，防止溝道中的水汽進(jìn)入開關(guān)柜內(nèi)。

（4）木炭除濕：是室內(nèi)去潮濕一種很有效的方法，現(xiàn)在有很多售賣的除濕盒，大多都是木碳的，這是一種很好的除濕方法，這種除濕盒能夠有效的吸除濕氣，并且還能夠有效的去除異味，對(duì)于小空間的除潮濕效果更佳。

（5）石灰除濕：石灰具有很強(qiáng)的吸濕效果。如果配電室內(nèi)潮濕的面積很大，可以買包石灰將其灑在潮濕的地方，過(guò)些時(shí)間再將其掃除，能很有效的去除潮濕地方的濕氣，再將剩余的石灰用小袋子裝好，置于角落也能去除房間的濕氣。

（6）變電所的除濕設(shè)備

當(dāng)前變電所中多采用的防潮除濕設(shè)備主要包括工業(yè)除濕機(jī)和空調(diào)兩種，空調(diào)的功能在于比較方便的控制冷熱溫度的變化，一些有特殊功能的空調(diào)也有些除濕的功能，它利用的是冷卻降溫原理，室內(nèi)空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器，其溫度會(huì)下降到零度以下，空氣中的水汽將會(huì)轉(zhuǎn)化為晶 體形式析出，進(jìn)而起到除濕作用。而工業(yè)除濕機(jī)則是利用風(fēng)扇吸入與空氣過(guò)濾進(jìn)而在蒸發(fā)器上實(shí)現(xiàn)的降溫除濕，該除濕機(jī)主要由壓縮機(jī)、風(fēng)扇、控制器等構(gòu)成，首先由風(fēng)扇將室內(nèi)空氣進(jìn)行吸入，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾，并在蒸發(fā)器上實(shí)現(xiàn)降溫，進(jìn)而達(dá)到除濕的目的?？諝庵械乃畬?huì)以結(jié)晶的形式析出，降低空氣的相對(duì)濕度。通常，水在冷凝過(guò)程中會(huì)消耗大量的熱量，周圍空氣的溫度也會(huì)受到影響有所降低，除此之外，工業(yè)除濕機(jī)還能夠?qū)νㄟ^(guò)冷凝器的空氣進(jìn)行適當(dāng)加熱，使空氣的溫度得到提升，除濕機(jī)的除濕效果更加明顯。

3 成套開關(guān)設(shè)備防潮除濕的方法

（1）在成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)裝設(shè)溫濕度控制器。溫濕度控制器的傳感器時(shí)刻在監(jiān)視成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)的濕度，當(dāng)空氣濕度尚未達(dá)到其凝露點(diǎn)（85%RH）時(shí)，即啟動(dòng)成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)的加熱器進(jìn)行驅(qū)濕，以破壞空氣中產(chǎn)生凝露的條件，避免由于濕度過(guò)大而可能引發(fā)的電氣事故。在成套開關(guān)設(shè)備檢修期間，由于溫度過(guò)低會(huì)加速開關(guān)柜內(nèi)一次設(shè)備絕緣的破壞和老化，裝設(shè)溫濕度控制器可以避免上述問(wèn)題。除此之外，再給成套開關(guān)設(shè)備安裝通風(fēng)扇及防塵裝置，保持其內(nèi)部裝置所處環(huán)境的適宜且無(wú)塵。

（2）應(yīng)對(duì)成套開關(guān)設(shè)備中電纜的入口采取合理的封堵，防止電纜溝內(nèi)濕氣侵入到成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)。

（3）及時(shí)檢查與維修

變電所應(yīng)安排人員檢查變電所內(nèi)建筑面是否有凝露現(xiàn)象，滴水等現(xiàn)象，對(duì)成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)的線路運(yùn)行情況進(jìn)行檢查并記錄。檢查人員對(duì)柜內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行觀察并記錄，檢查線路及裝置是否受損、是否存在水珠，絕緣裝置的性能是否正常，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)迅速解決，對(duì)受損零件進(jìn)行更換，并記錄其受損情況及可能原因。

（4）儲(chǔ)存時(shí)處理方式

在儲(chǔ)存期間對(duì)成套開關(guān)設(shè)備也要采取防潮除濕的措施，因成套開關(guān)設(shè)備易受地下儲(chǔ)存環(huán)境影響，在正式通電運(yùn)行前，建議定期開通臨時(shí)電源（外接AC220V臨時(shí)電源作為除濕除潮裝置工作電源）用于給柜內(nèi)溫濕度控制器供電，可給成套開關(guān)設(shè)備做除濕之用，防止柜內(nèi)各元器件及柜體零件受潮濕環(huán)境影響而導(dǎo)致的發(fā)霉及銹蝕等。

開關(guān)柜安裝好后整體采用防水防潮材料保護(hù)（除必要的留孔外），如套塑料袋及有吸濕功能的包裝，將成套開關(guān)設(shè)備整體遮蓋，并進(jìn)行有效綁扎處理，成套開關(guān)設(shè)備內(nèi)還可放置木炭包或除濕盒驅(qū)濕。

對(duì)比較容易受潮的元器件如繼電器等，采取出廠前將此元件拆除并采用防潮的塑料袋等包裝，待成套開關(guān)設(shè)備投入運(yùn)行前再將此元器件裝于柜內(nèi)原預(yù)留位置上。

4 結(jié)語(yǔ)

變電所內(nèi)成套開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行對(duì)環(huán)境有著較高的要求，只有在清潔、干燥的環(huán)境條件下，才能保障開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。而地鐵作為公共設(shè)施其對(duì)設(shè)備的安全和穩(wěn)定提出的要求更高，需要設(shè)備能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定的安全運(yùn)行。尤其儲(chǔ)存期間的設(shè)備防潮問(wèn)題長(zhǎng)期被忽略，導(dǎo)致部分成套開關(guān)設(shè)備通電后即故障，或者運(yùn)行一段時(shí)間就出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題。因此，要加強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜防潮除濕工作的重視，采取科學(xué)、有效的措施為開關(guān)柜提供一個(gè)良好的儲(chǔ)存和運(yùn)行環(huán)境，保障其安全、高效運(yùn)行。

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Analysis and measures for moisture proof and dehumidification of switchgear in Metro substation

Liu Li
(wasion Electric Co. Ltd., Xiangtan Hunan, 411100)

The substation is generally not set up in the basement, but some works for itself is the underground buildings, such as the subway, underground shopping malls, underground municipal civil air defense engineering, substation needs to be set in the basement, but the bottom of the building is located in the underground So put forward higher requirements for design of switchgear the substation and installed within the need to consider the protection measures of multi dimension So it is necessary to analyze the switchgear leads to the moisture inside reason, introduced to solve the corresponding problem by the use of measures to avoid switchgear due to damp and dangerous situation, to ensure the safe and stable operation of power system

metro; substation; switch station; set of switchgear; moisture-proof; dehumidification