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摘 要：提出一种控制高压设备内部和外部温度差的方法，来预防凝露的发生，这种方法用温度传感器来替代凝露传感器，可大大提高电柜防凝露的可靠性，同时有良好的节电效果。 关键词：高压设备防凝露；控制温度差；提高可靠性; 节电 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 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．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 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。 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； 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
按表格中数据得到图2。
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
