在迅猛發展的電力行業領域內，智能變電站預制艙的應用可以讓變電站的建設效率得到很大的提高。因應用廣泛，智能變電站預制艙的工程環境各有不同，不可避免地存在一些高濕度地區。

若預制艙內溫濕度控制不當，在濕度和溫度的綜合作用下會產生凝露，艙內電氣設備若在這種環境中長期運行，設備內部金屬結構件會逐漸銹蝕而降低其機械結構強度，設備內部電氣元器件與凝露水接觸會降低其絕緣性能，同時艙內的排線也會發生腐蝕、老化、霉變等，最終會造成電氣設備爬電、閃絡、短路和跳閘等事故，甚至對變電站造成重大影響。

1 凝露的形成原因及危害（略）

在某一環境中，若環境中水蒸氣不斷增加達到飽和狀態后或環境溫度下降到露點溫度時，空氣無法繼續容納水蒸氣，此時水蒸氣就會通過液化的形式析出水珠，這就是凝露的形成過程。

凝露會產生液態水，液態水會與電氣設備內部元器件表面的塵埃相結合形成導電通道，破壞電氣器件的絕緣性能，造成爬電、閃絡、短路和跳閘等事故。同時電氣設備若長期運行在這種凝露的環境中，設備內部的金屬結構件遇水會加速腐蝕，金屬結構件的機械強度會不斷降低。

因為凝露會對電氣設備的正常穩定工作造成非常惡劣的影響，所以在電氣設備的工作環境中，應設法防止凝露的產生。

2 防凝露機理及常用方法

2.1 防凝露機理

凝露的形成主要受環境溫濕度及露點溫度的影響。露點溫度與環境溫度的差值（溫差）可以表示空氣中水蒸氣含量距離飽和的程度，空氣溫度越高于露點溫度，溫差越大，空氣中水蒸氣未飽和程度越大，發生凝露的可能性越小。

而空氣的相對濕度反映水蒸氣含量距離飽和的程度，溫度一定時，飽和濕度不變，絕對濕度越大，則相對濕度越大，空氣中水蒸氣含量距離飽和的程度越小，發生凝露的可能性越大。

綜上，要想防止凝露產生，需控制好環境溫度與露點溫度的差值或環境的絕對濕度。

2.2 防凝露常用方法

1）溫度控制法

溫度控制法主要是通過使用加熱器等暖通設備散發熱量的方式來提高環境溫度，或者是利用保溫隔熱材料、改進結構工藝來減少熱耗，這兩種方法的目的是讓環境溫度與露點溫度保持在合適溫差，使得環境中的水蒸氣無法液化析出水珠。溫度控制法通過破壞凝露形成的溫差條件，來達到阻止凝露形成的目的。

2）濕度控制法

濕度控制法主要是通過除濕或者是提高電氣設備的密封性能。除濕方法可以減少環境中的水蒸氣含量，提高電氣設備的密封性能則可以減少電氣設備外部水蒸氣的進入。此兩種方法的目的均是控制環境的絕對濕度，以減少環境中水蒸氣的含量或是阻止其增大。濕度控制法是讓凝露形成的濕度條件得不到滿足。

對于除濕方法，主要有吸附除濕法、膜式除濕法和冷凝除濕法。吸附除濕法是利用干燥劑吸收水蒸氣；膜式除濕法是通過膜過濾器來阻隔水汽，只讓干空氣通過過濾器；而冷凝除濕法是將水蒸氣冷凝來減少水蒸氣含量。根據這些除濕原理，不同的除濕機器應用而生。

3）溫濕度雙向控制法

表1為3種防凝露方法的優缺點對比表。溫濕度雙向控制法將溫度控制法和濕度控制法相結合，結合了溫度控制法和濕度控制法各自的優點，采用此種取長補短的方法，凝露防護效果最好，從根源上阻止凝露形成并避免其所帶來的危害，但是可能存在成本較高、占據空間較大等缺點。

表1 防凝露方法優缺點對比

3 預制艙防凝露技術方法分析

3.1 預制艙情況概述

預制艙是一個封閉的空間，由艙頂、四周艙壁（艙體）和底框3部分組成，艙體內部布置屏柜等設備。而在新一代智能變電站模塊化建設過程中，相對于國網預制艙（單體艙）而言，有一些預制艙因為尺寸參數過大而不能滿足運輸要求，需要采取拼艙方案處理，這種拼艙式預制艙是由多段分艙拼接而成，相鄰分艙之間的艙頂、艙壁和底框處均有拼縫。

3.2 預制艙凝露產生原因分析

根據凝露形成機理，對預制艙可能產生凝露的原因進行分析。預制艙產生凝露是因為艙內溫度與露點溫度接近（溫差小）或是艙內絕對濕度大。

預制艙艙內溫度與露點溫度接近（溫差小）主要考慮的是艙內的溫度發生變化，導致溫度變化的原因可能是：①艙體結構上有冷橋缺陷，艙體保溫性能不夠好；②預制艙溫度控制系統溫控能力不夠。

而造成預制艙內絕對濕度大的原因則有可能是：①艙體密封性能不好，有濕氣進入；②預制艙濕度控制系統除濕能力不足。

3.3 預制艙防凝露方案

為防止預制艙凝露的產生，只要破壞凝露產生需要的任一條件即可：溫差或濕度。預制艙防凝露通常采用溫濕度雙向控制法，在控制溫度的基礎上，再配合濕度控制，可以讓預制艙防凝露達到最佳的效果。

若單一地采用溫度控制，對預制艙內部進行加熱雖然可以直接消除凝露帶來的影響，但并沒有從根本上減少艙內的水蒸氣，當突遇極端天氣情況下，艙內溫度驟降，凝露現象還會發生。

1）預制艙溫濕度雙向控制法-溫度控制

溫度控制主要從結構工藝和提高溫度兩方面出發。從結構工藝角度分析，預制艙結構上需保證艙體保溫性能良好，避免艙體結構出現冷橋缺陷；預制艙結構主要分為底框、艙壁、艙頂3部分，需做好保溫措施；保溫措施常用的有填充保溫層（保溫層材料為巖棉或聚氨酯），結構表面涂敷保溫隔熱材料；預制艙艙壁和艙頂均需要填充足夠厚度的保溫材料（如圖1所示），底框可根據實際工程環境選擇添加保溫層，一般預制艙底框底板采取噴漆處理以及在底框上鋪設地板，可以一定程度上起到保溫隔熱的作用。

而從提高溫度角度考慮，預制艙內一般均配有具有加熱功能的工業空調，可根據艙體大小及工程現場環境情況再選擇配置不同發熱量的加熱器；配置加熱器時，加熱器的安裝位置需盡可能安裝在預制艙內溫度較低的地方，防凝露效果更好。

圖1 艙頂骨架間填充巖棉保溫層

2）預制艙溫濕度雙向控制法-濕度控制

濕度控制需要考慮結構工藝和除濕兩方面。在結構工藝方面，預制艙結構上需保證密封完好，防止外部水汽進入預制艙內部。

預制艙結構重點考慮底框縫隙、艙體縫隙、艙頂縫隙和底框上進出線孔封堵情況4方面，需做好密封措施，尤其是對于拼艙式艙體；密封措施主要有結構工藝上的密封防水措施，比如預制艙艙門采用迷宮式防水結構（如圖2所示）、艙頂接縫處折彎后滿焊外加U形蓋板（如圖3所示）、預制艙進出線孔采用若干U形折彎板組成的可選擇調節結構以便于現場更好地封堵施工（如圖4所示），橡膠密封圈，密封膠等。

而在除濕方面，預制艙內部除濕可根據實際工程現場的濕度情況采用適當的除濕方案；預制艙常用的除濕方案有預制艙自配工業空調除濕（帶除濕功能）、除濕機除濕、干燥劑除濕（3種除濕方案對比見表2）。預制艙處于非運行狀態或運輸過程中一般采取封堵措施并配備干燥劑除濕。

圖2 艙門迷宮式防水結構

圖3 艙頂接縫處折彎后滿焊外加U形蓋板

圖4 預制艙進出線孔結構示意圖

表2 預制艙常用除濕方案對比

4 預制艙凝露實例分析

4.1 預制艙凝露實例概述

以江蘇揚州境內某個拼艙式智能變電站預制艙為例（如圖5所示），在預制艙艙頂處出現少許凝露水珠（如圖6所示）。該工程預制艙靠近湖邊，環境濕度大，溫度較低。

圖5 預制艙外觀圖

圖6 預制艙艙頂出現凝露水珠

4.2 預制艙凝露實例原因分析

首先通過讀取預制艙艙內工業空調出風口溫度顯示器讀數，空調出風口顯示溫度為16.5℃。此溫度不能達到預制艙通常規范里要求的18℃～25℃，艙內實際溫度偏低。對造成溫度偏低的原因進行分析，發現艙體設計時根據艙體尺寸大小配置了足夠數量的空調，也安裝了一些加熱器，但艙內溫度還偏低，考慮應該是艙體結構的問題或是空調和加熱器沒有全部開起。

經過查看艙體頂部結構，發現頂部保溫層厚度不夠，頂部結構存在冷橋缺陷；與現場用戶溝通發現，用戶為了省電，寒冷天氣下預制艙內空調并未全部開起。

而因為此工程地點靠近湖邊，環境濕度較大，使用濕度計測量預制艙艙內相對濕度，濕度計顯示相對濕度讀數值為74%，艙內濕度比較大，這是預制艙凝露產生的根本原因。從濕度控制方向出發，此預制艙內未設置除濕機，預制艙內空調的除濕能力也不夠；此預制艙為拼艙式艙體，可能存在一些縫隙，有外部水汽進入。

4.3 預制艙凝露實例解決方案

針對此預制艙出現的凝露問題，秉著先易后難的原則，并考慮綜合成本因素，首先考慮采取易操作、能快速解決的方案，再考慮從根本上徹底解決問題。可以先在預制艙艙內添加足夠容量的除濕機，寒冷天氣下需全部開起艙內的工業空調（一方面提高艙內溫度，另一方面利用工業空調的除濕功能）；然后檢查艙的密封性能，主要是艙體底框的拼艙間的縫隙，并采取相應的密封措施；最后可以考慮拆掉預制艙吊頂、往頂部再添加保溫層或貼附保溫材料等的可實施性，從根本上解決預制艙凝露問題。

針對江蘇揚州拼接式預制艙出現的凝露問題，立即采取了向預制艙內部添加足夠容量的除濕機和對艙體底框拼接縫隙進行密封的措施，并對工程現場用戶提出寒冷天氣下盡量全部開起艙內工業空調，采用這個解決方案后，預制艙工程現場一直未再反饋發生凝露現象，可見采用的解決方案起到了防凝露效果。

5 結論

為防止預制艙凝露的產生，需要控制好預制艙內的溫度和相對濕度，首先艙體結構上得保證密封性及保溫性；鑒于預制艙一般配置的工業空調具有加熱和除濕功能，加熱器、除濕機可根據實際工程環境需要再進行選擇配置，來保證預制艙艙內濕度不過高，溫度不過低。