變電站凝露問題長期困擾變電運檢人員。戶外敞開式設備的爬距、干弧距有足夠的裕度，且防腐蝕等級也相對較高，凝露帶來的影響較小。但戶外箱體式設備和戶內設備，其絕緣裕度和防腐蝕等級相對較低，凝露現象會帶來放電、腐蝕、直流接地等一系列問題，嚴重影響到設備安全穩定運行。

目前變電站防凝露的幾種方式效果均不理想，且未能形成系統的解決方案。本文通過分析凝露現象形成的原因，結合多年的防治經驗，根據地區氣候差異提出南方地區防凝露問題系統性解決方案，以提高電氣設備的安全穩定運行水平。

1 與凝露相關的幾個概念

空氣的成份可以被看作是由空氣、水氣、塵埃三部分組成，空氣的干濕程度叫濕度。

1）絕對濕度。指單位空氣在一定壓力及溫度下所含的水氣質量。

2）飽和濕度。指單位空氣在一定壓力及溫度下所能包含最大水氣質量，也可以理解為空氣溶解水氣的能力。

3）相對濕度。指在一定時間內，某處空氣中的水蒸氣量與該氣溫下飽和水蒸氣量的百分比，也就是在同一時刻，絕對濕度與飽和濕度之比。

2 凝露形成的原因

2.1 焓濕圖

單位空氣的飽和濕度與溫度相關，溫度越低，飽和濕度越小。例如：30℃的空氣，其飽和含水量為30.3g/m3，若此時空氣的相對濕度為70%，則說明此時空氣中的含水量為21g/m3。隨著溫度的逐步下降，其飽和濕度也逐漸下降，相當于溶解水氣的能力逐漸下降。當飽和含水量小于21g/m3時，便形成凝露現象，此時相對濕度達到100%，此時的溫度稱為露點溫度，通過圖1焓濕圖可以查找其對應關系。

焓濕圖的使用如圖2所示，若已知溫度是30℃，相對濕度是60%，則由焓濕圖對應為A點，可以查出含濕量為16.15g/kg干（水蒸氣分壓力為25.50× 102Pa），露點溫度對應C點，溫度為21.8℃。

圖1 焓濕圖

圖2 焓濕圖應用舉例

2.2 得出的幾個結論

1）凝露是由溫度差引起的，如果白天相對濕度較高，夜晚氣溫下降時就很容易產生凝露。

2）不管空氣中的溫度如何，形成凝露的露點溫度始終低于環境溫度。

3）防止凝露的手段不外乎3種情況：①降低絕對濕度；②提高飽和濕度；③通風降低溫差。

3 變電站目前常見的防凝露措施

變電站需要防凝露的設備主要是高壓開關柜、機構箱、端子箱。目前防凝露的方法主要有4種，分別為冷凝驅潮、分散型加熱驅潮、集中控制型加熱驅潮、低功率常投型加熱驅潮。這4種方法各有優劣，詳見表1。

表1 四種驅潮防凝露方法介紹

4 南方地區防凝露的要點

上述已提到防凝露的3種手段，其中通風手段在南方地區不合適。從圖3中國年平均相對濕度分布圖可以看出，南方地區年平均濕度在70%以上，尤其梅雨季節有3～4個月的時間，平均濕度在95%以上，通風設計將導致高濕度空氣進入戶內或者箱體內。

即便是通風，戶內外以及箱體內外也不可能做到零溫差，這些細小的溫差足以導致高濕度的空氣形成凝露。同時嚴重影響驅潮裝置的工作效果，無論采用何種驅潮裝置，都是一邊驅潮，一邊又有潮濕空氣不斷進入。

南方地區夏季平均溫度30℃，且晝夜溫度變化較大，從焓濕圖得出溫度下降3℃左右就達到露點溫度，故南方地區夏季極易發生凝露。因此，通風只適應于北方地區的干燥氣候，對于南方地區的潮濕氣候而言，需要密封加驅潮，此為南方地區防凝露的要點。

圖3 中國年平均相對濕度分布圖

5 變電站目前防凝露工作存在的問題

5.1 密封不嚴嚴重影響驅潮效果

1）高壓室門窗設計不夠密封，如采用卷閘門，通風百葉窗，強排風機。

2）密封效果不良，如門窗破損；電纜溝至開關柜入口封堵不嚴。

3）箱體電纜入口封堵不嚴，無封條或密封條破損，箱體結構設計不良、材料偏薄變形引起密封不良等。

5.2 驅潮裝置質量不佳影響正常運行

驅潮裝置的質量不佳主要體現在控制器方面，分散型加熱驅潮方式由于成本很低，運行2～3年后，故障率普遍高達30%，且數量龐大，給運檢工作帶來很大麻煩。集中控制型加熱驅潮方式雖然解決了控制器的問題，但由于采樣點與實際需要驅潮的箱體環境不一致，各箱體內的環境也不一致，所以實際使用效果也不好。

冷凝驅潮的效果雖然最好，但也存在質量不佳故障較高的問題，2016年試點應用時安裝了45臺，運行1年以后有12臺出現了故障，且因成本較高，推廣難度較大。

5.3 加熱器功率偏小、分布不均勻影響驅潮效果

目前各廠商對機構箱、端子箱加熱器的功率配置并沒有嚴格的計算，普遍都是簡單地配置一個100～150W的加熱器，加熱器附近效果明顯，遠離加熱器的位置照樣發生凝露，實際使用效果并不理想。

少部分合資品牌的斷路器，其機構箱采取了多個小功率加熱器分散布置的設計，如圖4所示，西門子斷路器采用6個22W的加熱電阻分散布置在機構箱空間內，防凝露效果比較好。

圖4 機構箱加熱裝置為低功率常投型分散布置

5.4 運維方式影響驅潮效果

按規定，變電站運維人員需要定期對設備進行巡視，巡視中需打開機構箱門、端子箱門檢查驅潮裝置工作正常，箱內密封良好。有時候還進行雨天后特巡，造成大量水氣進入箱體內，使箱體內的絕對濕度達到了95%以上，此時除了冷凝除濕尚有效果外，其他加熱除濕的方式幾乎全部無效。

從焓濕圖可以看出，在溫度25℃、濕度95%的環境下，其露點溫度為23.9℃，也就是說溫度只要下降1.1℃就會起凝露。而箱體內的加熱器功率只有100～150W，啟動后只能保持箱體內溫度平均上升6℃左右，很難抵消環境溫度的變化和晝夜溫度的變化。例如前面所說西門子斷路器驅潮效果比較好，但由于雨天打開過機構箱門，經過一個晚上后照樣嚴重凝露，如圖5所示。

圖5 因雨天開門，西門子斷路器機構箱凝露嚴重

6 解決方案

6.1 機構箱、端子箱驅潮方案

首先要遵循南方地區采用密封方式的原則，做好機構箱、端子箱的密封。箱體結構要厚實不易變形，頂部需帶有雨檐，箱體與門的結合部位需帶有排水槽，重視縫隙處的封堵，密封條應固定牢靠密封良好，密封條老化后需及時更換。

不考慮價格、成本等因素，優選冷凝驅潮裝置。從實際應用情況來看，采用的是降低絕對濕度的方式，效果比較理想。可以采用質量評比、優中選優、延長質保期等管理手段提高裝置的質量。

綜合考慮各方面因素，還是采用分散型加熱驅潮方式，但同時需解決3個問題：

①提高控制器的質量，采用適當提高采購成本、質量評比、優中選優、延長質保期等管理手段；

②采用多個加熱器分散布置，按照箱體體積大小，將箱體內加熱器總功率提高到200～600W。例如端子箱內采用左右底部各布置一個100W的加熱器，小型機構箱布置兩個100～150W加熱器，大型機構箱布置3～4個100～150W加熱器；

③遇到雨天或者濕度很大的天氣時，規定巡視中不能打開箱門，通過觀察孔巡視即可。如果必須打開，就應在環境濕度下降后立即再次打開箱門通風15min左右，降低箱內絕對濕度。平時遇到低溫、干燥的天氣時，應打開箱門通風驅散箱內潮氣。

通過實踐，對某變電站戶外機構箱及端子箱進行密封改造，封堵通風孔，更換密封條，采用分散型加熱驅潮，箱內空氣濕度保持在40%～50%較低值，未發現箱內有凝露現象，改造前后濕度對比見表2。

表2 某變電站機構箱、端子箱改造前后濕度對比

6.2 高壓開關柜驅潮方案

高壓開關柜的結構相對緊湊且電壓等級高，各功能室又相對獨立，驅潮方式有一定局限性：①母線室不宜安裝加熱器；②儀表室一般都沒有安裝加熱器；③斷路器室、電纜室由于空間狹小，都不宜分散安裝多個低功率加熱器；④因排水的局限性不宜采用冷凝驅潮。

目前常用的驅潮方式是分散型加熱驅潮和低功率常投驅潮，在開關柜的電纜室、斷路器室安裝加熱器，常投型采用50W，帶控制器的采用100～150W，效果均不是很理想。因此，高壓開關柜比較好的防凝露方式是高壓室整體驅潮。

1）加強高壓室的密封效果，修補破損門窗，對通風窗進行改造，建議改成推拉窗型式，分別如圖6、圖7所示。可根據需要變更通風、密封方式。

圖6 推拉窗拉開狀態

圖7 推拉窗關閉狀態

2）加強開關柜一、二次電纜入口的封堵，電纜溝內潮濕程度遠大于地面，而且是天然的風道，封堵不嚴會造成大量潮氣進入開關柜。

3）在高壓室內安裝工業除濕機，除濕機的功率按3000W/百平方米配置，一般需安裝兩臺以上除濕機。

通過實踐，對某變電站高壓室全封閉改造，安裝除濕機等各項治理措施后，采用溫濕度自動檢測記錄儀進行了跟蹤，從實測的數據來看，高壓室的開關柜內外溫度保持平穩，空氣濕度基本能保持一致，均在40%～70%之間，巡視過程也未發現設備產生凝露現象，改造前后濕度對比見表3。

表3 某變電站高壓室全封閉改造前后濕度對比