寧陜縣金雞河35 kV變電站高壓室環(huán)境濕度綜合治理探討

唐正文，王衛(wèi)平

（1.陜西省地方電力（集團）有限公司安康供電分公司，陜西 安康 725000；2.西安源創(chuàng)電氣技術有限公司，陜西 西安 710075）

1 系統(tǒng)概述

本裝置是一種室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)，能夠有效地解決現(xiàn)有電力開閉所、高壓配電室及庫房等場所因相對濕度超標而導致的電氣設備絕緣性能下降、設備放電、閃絡甚至毀壞等技術問題。

本系統(tǒng)提供的自動除濕裝置，通過對高壓室內(nèi)、外及電纜溝內(nèi)的溫濕度露點的采集，經(jīng)過精密運算，輸出相應的開關量控制電動窗的開啟與關閉、室內(nèi)除濕機和電纜溝除濕機的工作與停止，使高壓室內(nèi)的環(huán)境溫濕度始終保持在電氣設備規(guī)定的工作范圍，保證電氣設備安全可靠的運行[1]。

2 系統(tǒng)組成

室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 室內(nèi)智能除濕系統(tǒng)

3 高壓室開關柜內(nèi)潮氣產(chǎn)生的原因

3.1 電纜溝內(nèi)水氣竄入

變電站建設期間，未對電纜溝進行防水處理，加之電纜入口封閉不夠嚴密，電纜溝（隧）道內(nèi)產(chǎn)生的水氣竄入到開關柜內(nèi)，破壞柜內(nèi)絕緣元件的正常運行環(huán)境，造成開關柜故障的發(fā)生。

3.2 環(huán)境濕度的影響

寧陜縣金雞河35 kV變電站高壓室墻面裝有泄壓窗，通過紗窗和百葉窗直通室外，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導致室內(nèi)濕度過大。

金雞河變電站位于寧陜縣正北方向，屬北亞熱帶山地濕潤季風氣候區(qū)，垂直差異大。空氣中的水分在溫度較高的中午時候達到飽和狀態(tài)，而在溫度急劇下降的早上、下午及晚上處于過飽和狀態(tài)，在溫度發(fā)生急劇變化的過程中空氣中處于過飽和狀態(tài)的水分很容易形成凝露，從封閉不嚴的高壓室門縫、窗縫、高壓母線進線處及通風口等地方進入室內(nèi)，使高壓室內(nèi)濕度增大，形成凝露，造成電氣設備故障。此外，由于空氣流動大，地表水分蒸發(fā)到空氣中的速度塊，極易形成凝露。

3.3 環(huán)境溫度的影響

金雞河35 kV變電站鎮(zhèn)位于寧陜縣內(nèi)，寧陜縣屬北亞熱帶山地濕潤氣候，用焦金斯基的氣候大陸公式，寧陜氣候大陸度為50.2，受大陸性氣候影響。寧陜?nèi)諛O端最低氣溫為-13.1 ℃（1975年12月15日）。最冷月為1月，平均氣溫為0.5 ℃。日極端最高氣溫36.2 ℃（1976年7月31日）。最熱月為7月，平均氣溫23.3 ℃，有個別年份在8月。氣溫平均日較差9.2～12.0 ℃間，氣溫年較差22.8 ℃。寧陜縣平均年降水量921.2 mm。

環(huán)境溫度較高時變電站內(nèi)空氣中的水蒸氣未達到飽和，當溫度陡然降低會使空氣中的水蒸氣變?yōu)檫^飽和狀態(tài)，極易形成凝露。降低空氣中水蒸氣的濃度，使其在溫度較低時依然處于未飽和狀態(tài)[2]。

4 設計思想

本方案擬采用先進的數(shù)字溫濕度傳感器采集高壓室內(nèi)部不同地點的溫濕度數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)計和數(shù)學運算，確定空氣中水蒸氣的密度值與溫度變化之間的關系，同時基于溫度的變化，研究導致濕度變化的關系，計算出變量參數(shù)值，繪制溫、濕度變化曲線。據(jù)此曲線研制一套智能化防潮除濕控制系統(tǒng)，確定變電站高壓室防潮除濕具體方案。

35 kV金雞河變電站10 kV高壓室位于一樓，室內(nèi)長20.4 m，寬7.6 m，面積155 m2。東南側(cè)墻面共裝有5組泄壓窗，通過紗窗和推拉玻璃窗直通室外。窗戶開啟后，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導致室內(nèi)濕度過大。35 kV民主變電站35 kV高壓室位于二樓，室內(nèi)長20.4 m，寬7.6 m，面積155 m2。東南側(cè)墻面共裝有3組泄壓窗，通過紗窗和推拉玻璃窗直通室外。窗戶開啟后，不能隔絕室外潮濕空氣的竄入，導致室內(nèi)濕度過大。

5 設計方案

5.1 封堵、隔絕室內(nèi)外空氣流通

（1）高壓室室內(nèi)大門進行密封處理。

（2）電纜溝室內(nèi)外連接處做密封和防水處理。

（3）組泄壓窗已安紗窗及推拉窗帶玻璃，但無法自動開關。此次加裝3組電動玻璃窗，通過室內(nèi)外濕度對比可實現(xiàn)自動開關。

5.2 高壓室室內(nèi)及電纜溝除濕

35 kV高壓室室內(nèi)長20.40 m、寬7.6 m、高4.4 m的空間，選用3臺大功率遠控型除濕單元安放在室內(nèi)適當位置（高壓室內(nèi)四角）。10 kV高壓室放置1臺除濕單元（受控于35 kV高壓室控制系統(tǒng)）。

35 kV高壓室電纜溝長16.6 m，寬0.5 m，深0.25 m。計劃在其首尾兩端（電纜溝蓋板）上部墻壁位置安裝1臺遠控型吊裝式除濕單元，為減少電纜溝潮濕空氣對高壓開關柜內(nèi)部濕度的影響，將遠控型吊裝式除濕單元干燥過的干燥空氣通過PVC通風管向下送到電纜溝內(nèi)，在電纜溝底部地面鋪設PVC通風管大約15 m，在15 m長度范圍間距30 mm打直徑10 mm的出氣孔，端部用端蓋封堵。在電纜溝有1組吊裝式除濕機向電纜溝輸送干燥空氣。為加快電纜溝內(nèi)空氣的流動速度，在電纜溝另一端裝設1臺抽風機，將電纜溝內(nèi)空氣向溝外排出，與吊裝機送入的空氣形成對流。改變電纜溝的空氣濕度，間接降低封閉式高壓開關柜的內(nèi)部濕度。

對高壓室內(nèi)部環(huán)境濕度智能控制，安裝智能環(huán)境空氣除濕裝置控制系統(tǒng)。

該系統(tǒng)原理是采用先進的數(shù)字濕度傳感器準確測量10%～99%的相對濕度，先進溫度傳感器，能準確測量-20～+70 ℃的溫度，同時測量室內(nèi)、室外溫度和濕度，通過智能控制邏輯設定各種控制參數(shù)，驅(qū)動泄壓式電動窗的開啟及高壓室遠控型除濕單元，達到降低高壓室內(nèi)空氣濕度的目的。

（1）當室內(nèi)濕度大于60%時，高壓室內(nèi)部加裝的3臺遠控型除濕單元啟動，降低高壓室內(nèi)空氣濕度。通過除濕單元的工作，室內(nèi)相對濕度到50%時除濕機停止工作。

（2）安裝遠控型吊裝式除濕單元.為減少電纜溝內(nèi)潮濕空氣對高壓開關柜內(nèi)部濕度的影響，將經(jīng)過除濕機的干燥空氣均勻地輸往電纜溝，改變電纜溝內(nèi)的空氣濕度，間接降低封閉式高壓開關柜的內(nèi)部濕度。當電纜溝濕度大于65%時，遠控型吊裝式除濕單元啟動，降低電纜溝內(nèi)空氣濕度。通過除濕單元的工作，電纜溝內(nèi)相對濕度到55%時除濕機停止工作。

（3）當室外相對濕度低于35%時，電動窗自動開啟，使室外、室內(nèi)空氣自然流通。當室外界相對濕度高于60%時，泄壓式電動窗自動關閉，防止室外潮濕空氣的侵入。

5.3 智能型控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)安裝在高壓室內(nèi)適當位置（進戶門右側(cè)墻壁上），220 V電源從主控室電源屏或室內(nèi)檢修電源線取電。所有電線、電纜及通訊線通過PVC線槽布置。在35 kV高壓室室內(nèi)外不同位置安裝5臺溫濕度采集器，其中室內(nèi)3臺，室外1臺，電纜溝1臺。

6 實施效果

按照該方案對金雞河變電站高壓室進行溫濕度綜合治理，保證高壓室內(nèi)相對濕度保持在50%RH內(nèi)，一次電纜溝內(nèi)相對濕度保持在60%RH內(nèi)，確保了高壓室內(nèi)電氣設備運行在規(guī)定的溫濕度范圍，大大提高了電氣設備的安全運行水平和電網(wǎng)的供電可靠性。