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[摘 要]10kV环网柜故障对供电企业的影响不容忽视。本文通过检测10kV户外环网柜相关数据，分析造成环网柜凝露污闪的原因，认为气候相对干燥时检修井内的水汽是造成环网柜湿度高的原因；而天气潮湿甚至下雨时，周围高湿度空气与检修井内的水汽共同作用导致环网柜凝露。为了降低环网柜湿度，本文提出采用10kV环网柜新型基础或安装改进式的除湿装置的方法。
[关键词]环网柜 故障 湿度 基础 除湿装置
中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0255-01
1 引言
配电网覆盖了城市和广大农村，与供电可靠性息息相关。随着我国社会经济发展与人民生活水平的提高，用户对供电可靠性的要求越来越严格，因此，降低设备故障率对于提高供电可靠性具有重要的意义。
深圳属于滨海盐碱地区，盐污凝露等引起户外环网柜污闪和金属构件锈蚀是长期困扰环网柜安全运行和设备寿命的问题。本文以深圳市宝安供电局松岗供电所为例，探究环网柜故障的原因，并提出相应的解决措施。
2 环网柜故障影响概述
2012年，深圳宝安松岗配网10kV设备共计抢修344次，其中户外环网柜（包含环网柜终端头）故障抢修9次，占比2.61%。松岗供电所2012年10kV设备抢修费用。2012年，松岗供电所10kV设备抢修363.11万元，其中，环网柜抢修费用135.24万元，占比37.24%；2012年，松岗供电所停电总时间64.02小时，环网柜故障导致停电时间11.68小时，占比18.24%。尽管环网柜故障率相对其他设备较低，但其故障所造成的经济损失却最严重，导致的停电时间也长。
3 户外环网柜故障原因
2013年1～6月，深圳宝安松岗发生4起环网柜故障事件，均是环网柜母线或电缆支持绝缘子堆积闪络放电所导致。究其原因，一方面，风自盐海水面吹起，含导电物质的水汽蒸发后在空气中留下电离物质；另一方面，深圳地势低洼，积水不易排出，导致地下水上泛，带来一定的盐类。电力设备在运行过程中会产生很高的静电效应，对空气中溶解于水汽中的盐分、粉尘产生极强的吸附作用，凝结在环网柜母线或电缆支持绝缘子，空气湿度较大时形成导电回路，造成设备污闪。
6月4日降雨时，环网柜周围空气与环网柜平均湿度均为84%，环网柜检修井内平均湿度为85%，三者湿度接近。环网柜湿度高的主要原因为，雨水天气导致空气湿度与检修井内湿度急剧增加，造成空气内水汽从环网柜通风口进入环网柜内，检修井内水汽则从环网柜底部渗入。如果继续降雨，当空气湿度大于检修井湿度时，环网柜内湿度则接近空气湿度。
4 降低户外环网柜湿度措施
4.1 采用新型10kV环网柜防潮底座
针对户外环网柜检修井内水汽进入环网柜导致环网柜湿度过高的问题，本文设计了一款新型10kV环网柜防潮底座来降低环网柜内湿度。该环网柜底座相当于在原电缆沟基础增加一隔绝面板，巧妙地将向上的开口进行了密封，形成一体式密封隔绝水汽上升通道，只留下电缆进出孔，进出孔直径比电缆直径略大，但在电缆敷设完成后，可利用隔绝材料封堵进出孔，完全隔绝蒸汽进入柜内；同时，为了便于降雨天气时底座与户外环网柜间因暴雨或其它原因产生的积水流出，并保证此底座隔绝水汽有目的，四侧边框设计为拱形，底座隔板固定在边框上后，也成拱形，隔板比户外环网柜底部尺寸略宽，此设计可以保证积水向四侧边框流出，同时隔绝高压柜与基础电缆沟间的水汽通道，并且可通风。
4.2 安装冷凝式除湿装置
针对雨天空气湿度过高，新型10kV环网柜防潮底座无法完全降低环网柜湿度的情况，可在环网柜内安装除湿装置，进行柜内空间的环境除湿。实际应用中的除湿装置以冷凝为主，由工作电源（AC/DC）、湿度采集控制主件、半导体冷疑器主件与凝水排水主件构成，为一体式设计，功率为20W～50W，湿度范围可达到20%～95%。
根据前文描述，环网柜故障主要为电缆支持绝缘子及母线桩头表面凝露积污放电，因此环网柜母线室与电缆室是降低湿度的主要空间，故除湿装置安装位置的选择十分关键。
如果将一体式设计的冷凝除湿装置安装于环网柜主体室外（外壳内），冷凝除湿装置功率较小，而电缆室与母线室相对封闭，检修井内水汽从环网柜底板进入电缆室，其相对湿度将会比主体室外的空气湿度高，无法完全达到设备运行要求。如果除湿装置安装于电缆室与母线室內，则除湿装置的安装数量增加，4单元环网柜至少需要安装5台除湿装置，不仅提高经济成本，运维人员也难以对除湿装置进行维护。
通过以上分析，安装冷凝除湿装置时可以采取以下措施：
⑴将湿度采集控制主件从主体中拆分，并与数据传送主件结合；主体则包含工作电源（AC/DC）、数据接收主件、半导体冷疑器主件与凝水排水主件，两者通过无线进行数据传送；
⑵安装方式上，每个电缆室均安装湿度采集控制主件，除湿装置主体则安装于环网柜主体室外（外壳内）。
以4单元环网柜为例，每个电缆室内的湿度采集主件将数据传送至的除湿装置主体，主体通过采集到的数据判断电缆室的最大湿度是否超过用户设置值，一旦超过则进入工作模式，否则处于休眠模式。即便环网柜其中一个电缆室内的湿度采集控制主件发生故障，仍有3台湿度采集控制主件工作，确保除湿装置主体能够处于正常工作模式下，保证电缆室内的湿度处于用户控制范围。图2表示改进后的除湿装置工作流程。
5 总结
气候相对干燥时，电缆沟内经常积水形成蒸汽透过环网柜非密封的底面渗入柜体内形成盐污或凝露，造成闪络放电或设备腐蚀；天气潮湿或降雨时，空气内水汽从环网柜通风口进入环网柜内，检修井内水汽则从环网柜底部渗入。
通过安装改进的除湿装置可有效降低环网柜湿度，然而，除湿装置需要通过环网柜PT单元供电，但部分环网柜并未配备单独的PT单元，因此，安装除湿装置需要对环网柜进行改造，难以满足经济性要求，建议物资采购时要求厂家安装相应的除湿装置。采用新型10kV环网柜防潮基础可完全隔绝环网柜检修井内水汽，经济上相对合理。
条件允许的情况下，安装除湿装置的同时可采用新型10kV环网柜防潮基础，避免检修井内水汽进入环网柜循环流动造成设备凝露积污。
参考文献
[1] 黄强，陈贵亮，张维静，聂小涛.变电站高压开关柜室防潮除湿方法及治理措施[J].安徽电力. 2012（03）
[2] 杨军.电缆沟常见问题分析[J].电力安全技术.2009（03）
[3] 陈皓东.浅谈10kV环网柜在城网改造中的应用[J].云南电力技术. 2009（06）
[关键词]环网柜 故障 湿度 基础 除湿装置
中图分类号：TU111.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0255-01
1 引言
配电网覆盖了城市和广大农村，与供电可靠性息息相关。随着我国社会经济发展与人民生活水平的提高，用户对供电可靠性的要求越来越严格，因此，降低设备故障率对于提高供电可靠性具有重要的意义。
深圳属于滨海盐碱地区，盐污凝露等引起户外环网柜污闪和金属构件锈蚀是长期困扰环网柜安全运行和设备寿命的问题。本文以深圳市宝安供电局松岗供电所为例，探究环网柜故障的原因，并提出相应的解决措施。
2 环网柜故障影响概述
2012年，深圳宝安松岗配网10kV设备共计抢修344次，其中户外环网柜（包含环网柜终端头）故障抢修9次，占比2.61%。松岗供电所2012年10kV设备抢修费用。2012年，松岗供电所10kV设备抢修363.11万元，其中，环网柜抢修费用135.24万元，占比37.24%；2012年，松岗供电所停电总时间64.02小时，环网柜故障导致停电时间11.68小时，占比18.24%。尽管环网柜故障率相对其他设备较低，但其故障所造成的经济损失却最严重，导致的停电时间也长。
3 户外环网柜故障原因
2013年1～6月，深圳宝安松岗发生4起环网柜故障事件，均是环网柜母线或电缆支持绝缘子堆积闪络放电所导致。究其原因，一方面，风自盐海水面吹起，含导电物质的水汽蒸发后在空气中留下电离物质；另一方面，深圳地势低洼，积水不易排出，导致地下水上泛，带来一定的盐类。电力设备在运行过程中会产生很高的静电效应，对空气中溶解于水汽中的盐分、粉尘产生极强的吸附作用，凝结在环网柜母线或电缆支持绝缘子，空气湿度较大时形成导电回路，造成设备污闪。
6月4日降雨时，环网柜周围空气与环网柜平均湿度均为84%，环网柜检修井内平均湿度为85%，三者湿度接近。环网柜湿度高的主要原因为，雨水天气导致空气湿度与检修井内湿度急剧增加，造成空气内水汽从环网柜通风口进入环网柜内，检修井内水汽则从环网柜底部渗入。如果继续降雨，当空气湿度大于检修井湿度时，环网柜内湿度则接近空气湿度。
4 降低户外环网柜湿度措施
4.1 采用新型10kV环网柜防潮底座
针对户外环网柜检修井内水汽进入环网柜导致环网柜湿度过高的问题，本文设计了一款新型10kV环网柜防潮底座来降低环网柜内湿度。该环网柜底座相当于在原电缆沟基础增加一隔绝面板，巧妙地将向上的开口进行了密封，形成一体式密封隔绝水汽上升通道，只留下电缆进出孔，进出孔直径比电缆直径略大，但在电缆敷设完成后，可利用隔绝材料封堵进出孔，完全隔绝蒸汽进入柜内；同时，为了便于降雨天气时底座与户外环网柜间因暴雨或其它原因产生的积水流出，并保证此底座隔绝水汽有目的，四侧边框设计为拱形，底座隔板固定在边框上后，也成拱形，隔板比户外环网柜底部尺寸略宽，此设计可以保证积水向四侧边框流出，同时隔绝高压柜与基础电缆沟间的水汽通道，并且可通风。
4.2 安装冷凝式除湿装置
针对雨天空气湿度过高，新型10kV环网柜防潮底座无法完全降低环网柜湿度的情况，可在环网柜内安装除湿装置，进行柜内空间的环境除湿。实际应用中的除湿装置以冷凝为主，由工作电源（AC/DC）、湿度采集控制主件、半导体冷疑器主件与凝水排水主件构成，为一体式设计，功率为20W～50W，湿度范围可达到20%～95%。
根据前文描述，环网柜故障主要为电缆支持绝缘子及母线桩头表面凝露积污放电，因此环网柜母线室与电缆室是降低湿度的主要空间，故除湿装置安装位置的选择十分关键。
如果将一体式设计的冷凝除湿装置安装于环网柜主体室外（外壳内），冷凝除湿装置功率较小，而电缆室与母线室相对封闭，检修井内水汽从环网柜底板进入电缆室，其相对湿度将会比主体室外的空气湿度高，无法完全达到设备运行要求。如果除湿装置安装于电缆室与母线室內，则除湿装置的安装数量增加，4单元环网柜至少需要安装5台除湿装置，不仅提高经济成本，运维人员也难以对除湿装置进行维护。
通过以上分析，安装冷凝除湿装置时可以采取以下措施：
⑴将湿度采集控制主件从主体中拆分，并与数据传送主件结合；主体则包含工作电源（AC/DC）、数据接收主件、半导体冷疑器主件与凝水排水主件，两者通过无线进行数据传送；
⑵安装方式上，每个电缆室均安装湿度采集控制主件，除湿装置主体则安装于环网柜主体室外（外壳内）。
以4单元环网柜为例，每个电缆室内的湿度采集主件将数据传送至的除湿装置主体，主体通过采集到的数据判断电缆室的最大湿度是否超过用户设置值，一旦超过则进入工作模式，否则处于休眠模式。即便环网柜其中一个电缆室内的湿度采集控制主件发生故障，仍有3台湿度采集控制主件工作，确保除湿装置主体能够处于正常工作模式下，保证电缆室内的湿度处于用户控制范围。图2表示改进后的除湿装置工作流程。
5 总结
气候相对干燥时，电缆沟内经常积水形成蒸汽透过环网柜非密封的底面渗入柜体内形成盐污或凝露，造成闪络放电或设备腐蚀；天气潮湿或降雨时，空气内水汽从环网柜通风口进入环网柜内，检修井内水汽则从环网柜底部渗入。
通过安装改进的除湿装置可有效降低环网柜湿度，然而，除湿装置需要通过环网柜PT单元供电，但部分环网柜并未配备单独的PT单元，因此，安装除湿装置需要对环网柜进行改造，难以满足经济性要求，建议物资采购时要求厂家安装相应的除湿装置。采用新型10kV环网柜防潮基础可完全隔绝环网柜检修井内水汽，经济上相对合理。
条件允许的情况下，安装除湿装置的同时可采用新型10kV环网柜防潮基础，避免检修井内水汽进入环网柜循环流动造成设备凝露积污。
参考文献
[1] 黄强，陈贵亮，张维静，聂小涛.变电站高压开关柜室防潮除湿方法及治理措施[J].安徽电力. 2012（03）
[2] 杨军.电缆沟常见问题分析[J].电力安全技术.2009（03）
[3] 陈皓东.浅谈10kV环网柜在城网改造中的应用[J].云南电力技术. 2009（06）