摘要：提出一种新颖的防凝露技术，即在高压开关拒设备内部增加拒内除湿机来预防凝露的发生。这种方法利用半导体制冷片一面制冷、一面加热的特点实现除湿功能，直接降低拒内湿度，彻底解决凝露问题，可大大提高开关柜防凝露的可靠性，同时具有良好的节电效果。

    0 引言
    封闭式空气绝缘高压开关柜设备以其安全可靠、结构紧凑、占地省、操作方便等优点，而广泛应用于开闭站、小区配电室、变电站等领域。但由于设备内部大量采用有机绝缘材料，且受空间限制元件布置过于紧凑，因此在运行环境湿度超标情况下，若不能及时排出柜内水汽，运行中的开关柜设备就存在很大的安全隐患。目前，开关柜设备采用的常规加热器除湿方法很难将水汽及时、快速地排出，造成高压开关柜绝缘性能降低及有效爬距减少导致的开关柜设备烧毁的问题比较突出，对安全用电造成很大的影响。

    1 高湿运行环境对开关柜设备的影响
    高湿运行环境对开关柜设备产品的影响主要体现在以下几方面。
   （1）使开关柜内部产生凝露，易致使柜内金属元器件生锈。
   （2）影响开关柜内导电回路导体正常的爬电距离，引起导体爬电、绝缘件表面闪络事故。
   （3）易引起局部放电现象，破坏柜内绝缘件的电气绝缘强度性能，严重时可引起短路或接地故障。
   （4）引起一次设备短路或烧毁，甚至发生故障，危及人员安全。
   （5）导致开关柜爆炸，造成严重的经济损失，影响对用户的正常供电。

    2 解决措施
    对于高湿运行环境条件下开关柜设备运行环境湿度超标问题，目前普遍采取以下解决措施。
   （1）增加电流互感器及主回路导体绝缘件的爬电比距，同时尽量加大主回路导体相对地及相间空气绝缘净距。
   （2）当开关柜内主回路相对地及相间空气绝缘净距无法满足标准要求时，采用符合国家标准及国网反措要求的复合绝缘材料，同时注意保证最小绝缘净距仍能满足国网反措要求。
   （3）改善户内设备运行环境条件（如增加空调），注意电缆沟排水问题，增加户内干燥度，减少湿度。
   （4）降低开关柜内湿度，改善设备内部空间的运行环境，防止凝露产生。
    ①采用加热器除湿是目前较为常用的方法，其特点是成本低廉，短时间内有一定效果，但若运行环境湿度长时间超标，则其除湿效果会明显降低，甚至失效。如在南方梅雨季节，开关柜内的空气湿度较高，甚至局部已有凝露现象，但安装在开关柜内的凝露传感器处并没有到达凝露的程度，或在空气中灰尘和气体侵蚀下凝露传感器灵敏度受到影响，将导致凝露控制器不能及时启动加热器，致使开关柜内产生凝露，给开关柜设备的安全运行带来威胁。另外，加热器除湿的特点是通过升高温度来快速蒸发附着在设备表面的水分，但设备外壳相对密闭，蒸发的水分仍留在设备内的空气中，导致开关柜内空气中含水量越来越多，最终达到饱和，再加热升温将不起作用，一旦遇到形成凝露的条件（如柜内温度低于外部温度），就会导致凝露更严重；同时，加热器功率高、发热量大、损耗大、寿命短，而且长时间加热容易造成设备绝缘老化，影响设备安全。
    ②通过温度和湿度传感器控制发热板加热来提高开关柜内温度，减少开关柜内凝露现象的发生；同时在开关柜底及柜顶各装设1台风机，使内部空气形成对流，从而达到除湿和降温效果；开关柜内加装可手动和自动控制的加热（排风）装置，以便在自动控制失灵时可手动控制加热或排风。但运行经验表明这种散热方法存在以下问题：风扇经常出现故障，处理时需将相应开关柜转为检修状态，增加了设备停电操作次数，直接影响设备的可靠运行；在开关柜上加装风扇不便于更换，也存在一定的安全隐患，增加了运行维护工作量。
    ③在开关柜内加装智能除湿机。智能除湿机基于半导体制冷技术，利用半导体制冷片一面制冷、一面加热的特点实现除湿功能，具有精密度高，湿度可自动控制，操作简单、方便，除湿性能稳定、效果明显，以及低能耗，低噪音的特点，工作原理如图1所示。开关柜内潮湿的空气遇到冷端会凝结成水，经排水管排出柜外；同时热端散热将干燥空气送回柜内；使用风扇能实现空气循环。如此反复，空气中的含水量将逐渐减少，进而降低柜内湿度，彻底解决设备内部凝露问题。在某些极端高湿的环境中，当需要快速除湿时，智能除湿机可外接加热器进行辅助除湿。智能除湿机工作阂值可根据实际湿度环境进行设置，高于某个湿度值自动启动工作，低于某个湿度值停止工作；同时可扩展通信功能，用于监控设备的温湿度状态，实现装置可管可控。智能除湿机与加热器除湿性能对比见表1。




    由表1可知，常规的除湿方案（给柜体加装电加热器、风机、干燥剂或对柜体进行密封）只能在短时间内解决开关柜内湿气、凝露等问题；而通过采用智能除湿机可彻底解决柜内的湿度问题。

    3 结束语
    综上所述，采用加装柜内智能除湿机可主动将密闭空间里的潮湿空气在内置风扇的作用下吸人除湿风道，通过导水管排出柜外，使柜内相对湿度及绝对湿度同时下降，且不会有温度升高带来的负面影响，从而大幅降低凝露事故的发生，把被动防止柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变生锈、钢结构件锈蚀等安全隐患，改为主动防御。实际应用效果表明，10kV开关柜采用60W的除湿机（满足2. 5m3的空间除湿），35kV开关柜采用120W（满足3. 5m3的空间除湿）的除湿机即可满足要求。