開關(guān)柜除濕及快速消除凝露研究

趙開文

（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司）

開關(guān)柜除濕及快速消除凝露研究

趙開文

（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司）

開關(guān)柜是一種常見的電氣設(shè)備，柜內(nèi)的濕度和凝露是影響開關(guān)柜正常工作的一種重要環(huán)境因素。本文提出了一種既能除濕又能消除凝露的方法，利用半導(dǎo)體冷凝原理將柜內(nèi)的濕熱空氣通過半導(dǎo)體冷端進(jìn)行冷凝成水排出柜內(nèi)，降低柜內(nèi)水汽含量，從而起到降低濕度的作用，濕度降低了，柜內(nèi)干燥了，柜壁的凝露會(huì)加快蒸發(fā)，這對(duì)消除凝露有一定的幫助，但是實(shí)踐證明這種方式不是消除凝露的最好方法。通過加熱片加熱，同時(shí)用風(fēng)扇使熱空氣在柜內(nèi)循環(huán)起來，這種原理就接近電熱吹風(fēng)原理，很快能消除凝露。經(jīng)過試驗(yàn)確認(rèn)，取得了良好的使用效果，確認(rèn)了方法的可行性。

開關(guān)柜；除濕；半導(dǎo)體；凝露；加熱；空氣循環(huán)

0　引言

高壓開關(guān)柜是一種重要及普遍存在的電氣設(shè)備，環(huán)境濕度和凝露是影響電氣設(shè)備正常工作的一個(gè)重要因素?？諝鉂穸冗^大設(shè)備表面凝聚水分，引起霉菌滋生加快，使電氣絕緣強(qiáng)度降低，金屬腐蝕加快導(dǎo)致接觸面氧化，接觸電阻增大，給開關(guān)設(shè)備的安全帶來威脅。降低開關(guān)柜內(nèi)的濕度，消除凝露，保證開關(guān)柜設(shè)備高效、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)就顯得尤為重要。目前國內(nèi)也有很多方法對(duì)開關(guān)柜進(jìn)行除濕，如加熱除濕法、半導(dǎo)體冷凝除濕法、自然通風(fēng)法等，這些方法都會(huì)有大的弊端，很難做到既能除濕又能快速消除凝露（有些方法甚至?xí)黾幽兜漠a(chǎn)生），同時(shí)又不改變其他的環(huán)境因素。

1　原理分析

1.1濕度和凝露的概念

相對(duì)濕度，指濕空氣中水蒸氣分壓力與相同溫度下水的飽和壓力之比。

露點(diǎn)溫度，指在固定氣壓之下，空氣中所含的氣態(tài)水達(dá)到飽和而凝結(jié)成液態(tài)水所需要降至的溫度。

1.2凝露的形成及危害

由于開關(guān)柜是一個(gè)相對(duì)封閉的空間，但是和電纜溝連接的部分及柜門部位多少還是存在一些空隙，外界的濕氣可以通過這些縫隙進(jìn)入到開關(guān)柜內(nèi)部，增加柜內(nèi)本身的濕度。一般開關(guān)柜內(nèi)部都會(huì)有很多電氣元件，電氣元件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些熱量，使柜內(nèi)基本能維持一個(gè)比外界溫度高的狀態(tài)，當(dāng)柜內(nèi)外溫差較大時(shí)，柜內(nèi)的熱空氣會(huì)在柜內(nèi)壁和頂部遇冷產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。而此時(shí)柜內(nèi)的濕度會(huì)有所降低，這是傳統(tǒng)根據(jù)濕度來判斷是否要除濕的裝置無法做到快速消除這些凝露。當(dāng)這些凝露越積越多時(shí)就會(huì)滴下來，凝露滴到用電設(shè)備上會(huì)影響電氣設(shè)備的電氣特性，主要是影響絕緣，產(chǎn)生爬電和局放現(xiàn)象，長期會(huì)腐蝕電氣接觸點(diǎn)，增加接觸電阻，引起接觸點(diǎn)發(fā)熱，從而會(huì)引起一些故障或者事故。

1.3除濕及快速消除凝露方法

由上面的理論知識(shí)可知，想防止凝露的形成就要降低柜內(nèi)的濕度，然而是否會(huì)形成凝露是外界氣候變化和濕度有個(gè)不確定的關(guān)系，因此如果外界氣候變化較大時(shí)，也不能完全避免凝露的產(chǎn)生，因此就要考慮在凝露產(chǎn)生后如何快速消除凝露，另外也要考慮如何減少凝露量。

由于氣候變化正常情況下是根據(jù)日出和日落來變化的。由此看來正常的凝露時(shí)間應(yīng)該是在晝夜交替的那段時(shí)間內(nèi)。那么在這段時(shí)間之前就將柜內(nèi)濕度降低到一定程度，會(huì)起到減少晝夜交替時(shí)產(chǎn)生的凝露量；在這段時(shí)間之后凝露都已經(jīng)產(chǎn)生，便開始慢慢地蒸發(fā)，此時(shí)就進(jìn)行快速消除凝露，這樣就起到了既能除濕又能快速消除凝露的作用，同時(shí)也能延長除濕設(shè)備的工作壽命。

1.4實(shí)施方法

根據(jù)上面的理論分析，提出一種半導(dǎo)體冷凝除濕+熱空氣循環(huán)的除濕及消除凝露的方法。

半導(dǎo)體冷凝除濕：利用半導(dǎo)體能產(chǎn)生一端熱和一端冷的原理，冷端可以達(dá)到0°左右甚至零下，而熱端達(dá)到40°左右，同時(shí)這個(gè)半導(dǎo)體片具有超長的使用壽命。利用這一原理，用風(fēng)扇將濕熱空氣吸到設(shè)備內(nèi)經(jīng)過冷端進(jìn)行冷凝，然后將冷凝出來的水通過排水管排出柜外，降低柜內(nèi)的水汽含量，從而起到降低柜內(nèi)的濕度的作用。當(dāng)然這一方法可以給消除凝露帶來幫助，但是不會(huì)有很快的效果，如果日積月累，很難消除凝露。

熱空氣循環(huán)：在半導(dǎo)體制冷除濕的基礎(chǔ)上加入這個(gè)方法，可以大大改善預(yù)防和消除凝露。利用加熱片對(duì)空氣加熱，同時(shí)使用強(qiáng)勁的風(fēng)扇將熱空氣在柜內(nèi)循環(huán)，原理等同電熱吹風(fēng)原理，加快柜內(nèi)凝露蒸發(fā)，同時(shí)開啟冷凝除濕部分，從而起到快速消除凝露的方法。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

通過記錄相同水滴數(shù)（模擬開關(guān)柜內(nèi)的凝露）全部消失的時(shí)間，得出除濕機(jī)的除濕效果，測(cè)試環(huán)境為密閉性一般的鐵皮箱，空間大小為82cm×34cm×78cm。測(cè)試效果如下表所示。

表 模擬測(cè)試記錄表

從上面的模擬測(cè)試記錄可以看出，本方案的除濕和除凝露的效果都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他的除濕設(shè)備。

3　結(jié)束語

通過以上原理分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以看出，這種半導(dǎo)體冷凝除濕+熱空氣循環(huán)的方法在開關(guān)柜除濕和消除凝露方面有很顯著的效果，此方法具有成本低、安裝簡單、效果獨(dú)特等特點(diǎn)，是目前最適合開關(guān)柜除濕和消除凝露的方法。

［1］朱根良.淺議中壓開關(guān)柜事故調(diào)查中的故障分析［J］.高壓電器，2002，38（5）： 62-63.

［2］周軍，周文越.開關(guān)柜防凝露控制技術(shù)淺談［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（1）： 57.

（2016-02-10）