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1 高压开关柜运行环境现状分析现有变电站开关室采用的是机械通风、空调降温、除湿机等方式，满足变电站全年大部分时段的要求。但对于某些特殊时段，由于室外气候的突变

（主要指空气温度、湿度以及含尘浓度的变化），会引起电缆沟（如图 1 所示）和开关柜内电气元器件或电气盘柜结构件上产生凝露，造成设备的绝缘性能大幅度降低，乃至击穿，引起设备锈蚀，加速设备老化，同时还可能产生局部放电，损坏元器件，使设备更容易发生故障，增加修理的成本，降低电网安全运行概率等[1]。

因扬州地处、长江与京杭大运河交汇处、水系发达，位于河流周边或地处低洼地带的变电站的土壤及空气中水分相对含量较高。同时， 扬州属带湿润气候区，夏季具有江南梅雨气候， 存在于外界空气中的水蒸气慢慢渗入设备内，导致电缆沟、开关柜中的水蒸气含湿量逐渐上升，极易产生凝露。

1.1 开关柜运行环境特征

1） 开关柜进线电缆沟

采用电缆沟进线、开关柜地面布置方式，开关柜室与室外大气相通，室内外温差变化较大。而电缆沟处在地下，其内部的温度则更多受土壤温度影响而变化较小。但因电缆沟的沟底、沟壁水分渗透蒸发，沟内的空气相对湿度较大，其温度与沟内空气温度差较小，通常在 9℃～12℃。冬季当开关室内的温度低于 10℃时，电缆沟内的潮湿空气将在电缆沟盖板内侧及开关柜底板形成凝露；夏季当室外潮湿空气进入室内时，室内空气的温度升高，当其超过电缆沟盖板温度时，室内空气将在电缆沟盖板上表面结露。

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合理配置外围执行设备是本高压配电室全智能防凝露系统的关键环节之一。配置外围执行设备的基本原则是：简单有效、不留死角。如前所述， 外围执行设备主要包括工业除湿机、电缆沟风机/除湿机、开关柜柜顶风机、电动窗户、换气风机、空调机/暖风机等。本系统外围执行设备配置的特点：

1） 根据配电室内部空间大小确定室内除湿机的参数选型；

2） 构建了开关柜柜顶通风系统；

3） 构建了母线桥架通风系统；

4） 构建了室内室外空气交换系统；

5） 根据电缆沟形态特征，优先考虑通风而不是除湿，可以更有效地保证运行效果；

6） 设置备用通道，为用户采用空调机/暖风机提供可能。

为了充分发挥高压配电室全智能防凝露系统的硬件效能，构建科学的控制策略尤为关键。这些策略是 PLC 软件编制的依据，具体包括：① 除湿机停电保护策略、冲击电流保护策略、设备疲劳保护策略、低温保护策略、快速降温保护策略、报警信号响应策略等等；② 室内除湿机启停策略、电缆沟风机/除湿机启停策略、开关柜柜顶及母线桥架风机启停策略、电动窗户/换气风机控制策略、手动/自动切换策略等等。

在实际策略编制时，将①类策略有机的融入到

②类策略之中。其中，电动窗户/换气风机控制策略不仅要考虑消防、SF6 泄漏等报警信号，还要考虑室内外相对湿度差异、水气分压差异、温度差异等是否都满足空气交换条件。限于篇幅，本文对 PLC 及HMI 软件设计不做具体介绍，这里仅就两个策略进行简单说明。

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开关柜内部凝露危害极大[6-7]，台州机柜空调，其外观表现为断路器手车触头出现“铜绿”，柜体内部及绝缘件表面出现凝露水珠等。长期的潮湿和凝露导致环氧绝缘件吸潮，出现不可逆转的性能损伤，并终发展为对地放电等绝缘事故[8]。此类事故在供电企业可以说 是不胜枚举，已经成为配电设备安全运行的一大障碍。

对于上述高湿度或凝露问题，传统除湿手段难以奏效[8]，具体如下。1）开关柜用传统温湿度控制器：通过提高柜内温度降低柜内相对湿度，并未降低柜内空气的含水量，一体化机柜空调机厂家，一旦停止加热或环境温度下降时，潮湿空气反而会迅速凝露。2）基于半导体冷凝 技术的配电柜除湿装置：通过局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，逐渐减少柜内的湿度抑制凝露现象的产生。此类装置除湿效率较低，一般只能满足 1~3 m3 的密闭空间除湿的要求。但由于 10 kV/3 m3 或 35 kV/9 m3 开关柜的柜内空间较大，而且柜外湿气还会不断进入柜内，造成除湿效果大打折扣。不仅如此除湿设备由于“小马拉大车”极易导致自身疲劳损坏。3）综合除湿系统：就是对整个配电室的环境进行改造，通过改变配电室的环境条件，试图间接调节开关柜内部的湿度。目前此种方案虽然有了一定的应用，工业精密机柜空调厂家，但由于在硬件设置及策略优化方面尚有不足，导致开关柜内部、电缆沟内部、母线桥架内部等存在一些除湿死区，实际效果并不理想。