一、概 述
新型高压开关柜内部空间十分紧凑，为保证在高湿地区内部绝缘水平,保证装置可靠工作,对柜内防潮、防凝露提出了更高的要求。
我国在开关柜中采用自动加热除湿控制器防止凝露已有十几年历史，这种加热除湿控制器在抗潮湿、防凝露保证高压设备可靠运行起到了积极作用，但在有的地区应用中也出现了一些问题，例如：在南方的梅雨季节，有时开关柜内部的空气湿度较高，甚至开关柜内局部已有结露现象，由于安装在柜体内部的凝露传感器位置并没有到达凝露的程度，或者，凝露传感器长期受空气中灰尘和气体侵蚀，使传感器的灵敏度受到影响，凝露控制器不能及时地启动加热器。致使凝露控制的作用失灵，给开关设备的安全带来威胁。 根据凝露发生和预防机理，提出了一种多路温度控制装置，用控制开关柜柜内、柜外的温度差的方法来预防凝露的发生，这种方法可以大大提高开关柜防凝露的可靠性和工作寿命。用这种方法取代长期加热的驱潮方式有明显的节能效果。
二、开关柜常用的防凝露除湿措施及存在问题 强制系统
2.1 常用凝露传感器的工作原理
现在市场上所有的凝露传感器几乎都是同一种类型，即在一个陶瓷基板上印制一种高分子半导体电阻材料，引出两端电极，当传感器表面干燥时，分子间接触电阻小，电极两端电阻为1kΩ左右。而当高分子材料吸收水分后，其内部分子空间迅速膨胀，分子间接触电阻变大，使电极两端的电阻率大大增加。电子控制器通过测试电阻的大小来感知或预知是否发生凝露。例如HDP — 07型凝露传感器，这是一种正特性开关型元件，它对低湿度不敏感，而对高湿度敏感，在70%RH ~ 100%RH范围内阻值变化
这种类型传感器的工作特性曲线示于图1。从图1(A)中特性曲线可以看出这种凝露传感器有二个固有的特性缺陷：
a) 在相对湿度不高时凝露传感器有一个离散区，在这区间对相对湿度变化不敏感而且变化的阻值也不精确，其输出特性不但和相对湿度的大小有关，和露点温度也有直接关系。例如：有时我们感觉到空气中湿度很大，但加热器并没有启动，这是由于传感器表面没有达到露点温度(也就是在传感器表面没有结成水珠)的缘故。 环己胺氢溴酸盐
A.凝露传感器特性曲线 B。线性湿度传感器特性曲线
图1 凝露传感器与线性湿度传感器特性曲线
b) 由于凝露传感器必须不断地吸入或释放水分子，传感器受空气中灰尘或水份中的化学物质侵蚀后会改变灵敏度，导致防凝露的控制点出现偏差，这时会出现在湿度已是很高，凝露极易发生的情况下还没有启动加热器，或者加热启动后长期不会自动退出的现象，这就降低了防凝露灵敏度和可靠性。
2.2 常用的二种防凝露方法
方式1：在开关柜电缆室、断路器室各安装一个铝合金加热器(一般为150W)，铝合金加热器工作时，其表面温度为120℃ ~ 130℃。通过空气散热除湿，由用户根据工作环境状态人工控制加热器的投入、切除;
双层玻璃茶杯 方式2：防凝露自动除湿控制器安装在开关柜仪表室，凝露传感器安装在开关柜柜内，铝合金加热器分别安装在开关柜电缆室、断路器室，利用凝露传感器的动作特性来自动启动加热器投入、切除。
2.3 存在问题
方式1是靠人力完成加热器的投入和切除，因此使用的可操作性很差，往往会出现两个极端情况。其一是加热投入后不关，会造成不必要耗电浪费。其二是没有随气候变化及时启动加热器，柜内很潮湿时得不到加热除湿，一旦发生爬电、闪络会造成巨大损失。
方式2是利用凝露传感器自动启动加热器的，也存在两个缺陷。其一;这种凝露传感器是被动型动作器件，即一定要在空气中的水汽压力饱和时，也就是在物体表面到达露点温度，凝露发生时才会驱动加热工作。从检测凝露到消除凝露这一过程可以看出：首先要用凝露
传感器来检测到凝露(那就一定是在凝露发生时)才能启动加热器。而防凝露作为一个电柜反事故重要措施来说，接近凝露的边缘再启动加热来消除凝露，就缺少一个预防过程。从安全、可靠的角度来看，作为一个反事故措施在可靠性上还是远远不够的。其二，如果凝露传感器安装位置不当，或者凝露传感器的表面受到灰尘或气体的侵蚀后特性已改变，虽然柜壁已有结露现象，但凝露控制器仍不能及时启动加热器投入，也会带来严重后果。
因此，为了提高可靠性，电力运行单位往往会采用一些辅助手段来保障电柜的安全渡汛，如上海电力公司采用了进入霉雨季节就强制长通电加热的办法。这种方法，虽然加强了防凝露的措施，但也带来了电力损耗和浪费。
三、开关柜防凝露新方案及优越性
针对开关柜常用防凝露方法存在问题，为提高开关柜防凝露可靠性及减少电力消耗，提出了一种开关柜新颖防凝露控制方案。
3.1 “凝露”的基本概念及新方案依据
什么是凝露? 所谓结露现象是指柜体内壁表面温度下降到露点温度以下时，内壁表面会发
生水珠凝结现象。这个现象称之为结露。结露是否发生取决于室内温度、柜内温度、相对湿度以及露点温度。
什么是露点温度? 露点温度是指在一定温度的空气中，水蒸汽的最大含量称为[饱和水蒸汽量]，此时的空气成为[饱和空气]，饱和空气温度下降时，空气中的水蒸气将凝结成水珠。含有水蒸气的空气的饱和温度，称为露点温度。请参考温度、湿度、和露点的相关数据表(表1)。
表1 温度、湿度和露点的相关数据表格
陶瓷咖啡壶
按表格中数据得到图2。
平行流冷凝器 图2 环境温度、凝露温度与相对湿度曲线
从表1与图2曲线可以看出： ①在一定的温度条件下，空气中的相对湿度越高，结露的温度越是接近环境空气温度，也就是说，环境温度愈接近露点温度，凝露就越容易发生。②不管空气中的温度如何，形成结露的露点温度始终是低于环境温度。例如：空气温度20度、相对湿度60%时，结露的温度为12度。
从凝露发生机理与表1、图2我们可以得出结论：
① 要想防止凝露的发生，必须使不允许发生凝露部位的表面温度始终高于其周边的环境温度。② 对开关设备而言，为防止开关柜内部发生凝露，只要保持开关柜体内部的温度始终高于外部环境温度即可。描述这一原理在生活中的现象就是：夏天从冰箱中取出一杯冰水，在水杯表面马上就会结露。而从高于环境温度的保温箱中拿出一杯热水时，杯子表面是不可能结露的。
开关设备内部发生凝露引起爬电、闪络事故，一般发生在以下几种情况：① 地区湿度高，气候温度变化大，开关柜底部潮湿，有的电缆沟甚至有积水;② 有的开关柜在地下室，湿度高，柜体内温度特别是接近地面的温度低于环境温度;③ 有的设备处于暂时停运状态，电柜内小环境温度就比周围环境温度低，在其表面就极易形成结露，在这种情况下，一旦送电投运，事故就随之发生。
3.2 开关柜防凝露新技术方案
根据上面分析，只要我们使开关柜内部的温度始终保持高于柜外部的环境温度，且尽量降低柜体内部的相对湿度，就完全可以预防柜内产生凝露。
为了确保柜内温度始终保持高于柜外部的环境温度，又要满足节电目的，防凝露新方案的控制仪表将取消现有流行的凝露传感器，利用多个温度传感器，一个测柜体外温度;一个安装在柜壁，测量柜壁温度;其余的测柜体内部各隔室的温度，通过CPU智能化控制加热器的投切来调节柜内温度，使开关柜内部要防凝露的部位的温度始终比柜外环境温度至少高2℃~3℃，使之不具备凝露发生的条件，起到预防凝露的作用。当柜体内外有2℃~3℃ 温差时就停止加热。当柜体内外温差低于2℃~3℃时就启动加热器。由于柜内环境容积小，达到这个温差所需的加热功率和柜内隔仓的容积的大小有关;电柜内部空间不同容积的升温/降温模拟实测试验
研磨粉1、电柜空间容积：1.1m3 加热功率：150W
2、柜空间容积：0.5m3 加热功：150W
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