在迅猛發(fā)展的電力行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，智能變電站預(yù)制艙的應(yīng)用可以讓變電站的建設(shè)效率得到很大的提高。因應(yīng)用廣泛，智能變電站預(yù)制艙的工程環(huán)境各有不同，不可避免地存在一些高濕度地區(qū)。

若預(yù)制艙內(nèi)溫濕度控制不當(dāng)，在濕度和溫度的綜合作用下會(huì)產(chǎn)生凝露，艙內(nèi)電氣設(shè)備若在這種環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行，設(shè)備內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)件會(huì)逐漸銹蝕而降低其機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，設(shè)備內(nèi)部電氣元器件與凝露水接觸會(huì)降低其絕緣性能，同時(shí)艙內(nèi)的排線也會(huì)發(fā)生腐蝕、老化、霉變等，最終會(huì)造成電氣設(shè)備爬電、閃絡(luò)、短路和跳閘等事故，甚至對(duì)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(huán)境中，若環(huán)境中水蒸氣不斷增加達(dá)到飽和狀態(tài)后或環(huán)境溫度下降到露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣無(wú)法繼續(xù)容納水蒸氣，此時(shí)水蒸氣就會(huì)通過(guò)液化的形式析出水珠，這就是凝露的形成過(guò)程。

凝露會(huì)產(chǎn)生液態(tài)水，液態(tài)水會(huì)與電氣設(shè)備內(nèi)部元器件表面的塵埃相結(jié)合形成導(dǎo)電通道，破壞電氣器件的絕緣性能，造成爬電、閃絡(luò)、短路和跳閘等事故。同時(shí)電氣設(shè)備若長(zhǎng)期運(yùn)行在這種凝露的環(huán)境中，設(shè)備內(nèi)部的金屬結(jié)構(gòu)件遇水會(huì)加速腐蝕，金屬結(jié)構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度會(huì)不斷降低。

因?yàn)槟稌?huì)對(duì)電氣設(shè)備的正常穩(wěn)定工作造成非常惡劣的影響，所以在電氣設(shè)備的工作環(huán)境中，應(yīng)設(shè)法防止凝露的產(chǎn)生。

2 防凝露機(jī)理及常用方法

2.1 防凝露機(jī)理

凝露的形成主要受環(huán)境溫濕度及露點(diǎn)溫度的影響。露點(diǎn)溫度與環(huán)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(diǎn)溫度，溫差越大，空氣中水蒸氣未飽和程度越大，發(fā)生凝露的可能性越小。

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

綜上，要想防止凝露產(chǎn)生，需控制好環(huán)境溫度與露點(diǎn)溫度的差值或環(huán)境的絕對(duì)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(guò)使用加熱器等暖通設(shè)備散發(fā)熱量的方式來(lái)提高環(huán)境溫度，或者是利用保溫隔熱材料、改進(jìn)結(jié)構(gòu)工藝來(lái)減少熱耗，這兩種方法的目的是讓環(huán)境溫度與露點(diǎn)溫度保持在合適溫差，使得環(huán)境中的水蒸氣無(wú)法液化析出水珠。溫度控制法通過(guò)破壞凝露形成的溫差條件，來(lái)達(dá)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(guò)除濕或者是提高電氣設(shè)備的密封性能。除濕方法可以減少環(huán)境中的水蒸氣含量，提高電氣設(shè)備的密封性能則可以減少電氣設(shè)備外部水蒸氣的進(jìn)入。此兩種方法的目的均是控制環(huán)境的絕對(duì)濕度，以減少環(huán)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(duì)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(guò)膜過(guò)濾器來(lái)阻隔水汽，只讓干空氣通過(guò)過(guò)濾器；而冷凝除濕法是將水蒸氣冷凝來(lái)減少水蒸氣含量。根據(jù)這些除濕原理，不同的除濕機(jī)器應(yīng)用而生。

3）溫濕度雙向控制法

表1為3種防凝露方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表。溫濕度雙向控制法將溫度控制法和濕度控制法相結(jié)合，結(jié)合了溫度控制法和濕度控制法各自的優(yōu)點(diǎn)，采用此種取長(zhǎng)補(bǔ)短的方法，凝露防護(hù)效果最好，從根源上阻止凝露形成并避免其所帶來(lái)的危害，但是可能存在成本較高、占據(jù)空間較大等缺點(diǎn)。

表1 防凝露方法優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

3 預(yù)制艙防凝露技術(shù)方法分析

3.1 預(yù)制艙情況概述

預(yù)制艙是一個(gè)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(nèi)部布置屏柜等設(shè)備。而在新一代智能變電站模塊化建設(shè)過(guò)程中，相對(duì)于國(guó)網(wǎng)預(yù)制艙（單體艙）而言，有一些預(yù)制艙因?yàn)槌叽鐓?shù)過(guò)大而不能滿足運(yùn)輸要求，需要采取拼艙方案處理，這種拼艙式預(yù)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(yù)制艙凝露產(chǎn)生原因分析

根據(jù)凝露形成機(jī)理，對(duì)預(yù)制艙可能產(chǎn)生凝露的原因進(jìn)行分析。預(yù)制艙產(chǎn)生凝露是因?yàn)榕搩?nèi)溫度與露點(diǎn)溫度接近（溫差小）或是艙內(nèi)絕對(duì)濕度大。

預(yù)制艙艙內(nèi)溫度與露點(diǎn)溫度接近（溫差小）主要考慮的是艙內(nèi)的溫度發(fā)生變化，導(dǎo)致溫度變化的原因可能是：①艙體結(jié)構(gòu)上有冷橋缺陷，艙體保溫性能不夠好；②預(yù)制艙溫度控制系統(tǒng)溫控能力不夠。

而造成預(yù)制艙內(nèi)絕對(duì)濕度大的原因則有可能是：①艙體密封性能不好，有濕氣進(jìn)入；②預(yù)制艙濕度控制系統(tǒng)除濕能力不足。

3.3 預(yù)制艙防凝露方案

為防止預(yù)制艙凝露的產(chǎn)生，只要破壞凝露產(chǎn)生需要的任一條件即可：溫差或濕度。預(yù)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(chǔ)上，再配合濕度控制，可以讓預(yù)制艙防凝露達(dá)到最佳的效果。

若單一地采用溫度控制，對(duì)預(yù)制艙內(nèi)部進(jìn)行加熱雖然可以直接消除凝露帶來(lái)的影響，但并沒(méi)有從根本上減少艙內(nèi)的水蒸氣，當(dāng)突遇極端天氣情況下，艙內(nèi)溫度驟降，凝露現(xiàn)象還會(huì)發(fā)生。

1）預(yù)制艙溫濕度雙向控制法-溫度控制

溫度控制主要從結(jié)構(gòu)工藝和提高溫度兩方面出發(fā)。從結(jié)構(gòu)工藝角度分析，預(yù)制艙結(jié)構(gòu)上需保證艙體保溫性能良好，避免艙體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)冷橋缺陷；預(yù)制艙結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)表面涂敷保溫隔熱材料；預(yù)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(jù)實(shí)際工程環(huán)境選擇添加保溫層，一般預(yù)制艙底框底板采取噴漆處理以及在底框上鋪設(shè)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(yù)制艙內(nèi)一般均配有具有加熱功能的工業(yè)空調(diào)，可根據(jù)艙體大小及工程現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況再選擇配置不同發(fā)熱量的加熱器；配置加熱器時(shí)，加熱器的安裝位置需盡可能安裝在預(yù)制艙內(nèi)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(yù)制艙溫濕度雙向控制法-濕度控制

濕度控制需要考慮結(jié)構(gòu)工藝和除濕兩方面。在結(jié)構(gòu)工藝方面，預(yù)制艙結(jié)構(gòu)上需保證密封完好，防止外部水汽進(jìn)入預(yù)制艙內(nèi)部。

預(yù)制艙結(jié)構(gòu)重點(diǎn)考慮底框縫隙、艙體縫隙、艙頂縫隙和底框上進(jìn)出線孔封堵情況4方面，需做好密封措施，尤其是對(duì)于拼艙式艙體；密封措施主要有結(jié)構(gòu)工藝上的密封防水措施，比如預(yù)制艙艙門(mén)采用迷宮式防水結(jié)構(gòu)（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(yù)制艙進(jìn)出線孔采用若干U形折彎板組成的可選擇調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)以便于現(xiàn)場(chǎng)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(yù)制艙內(nèi)部除濕可根據(jù)實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)的濕度情況采用適當(dāng)?shù)某凉穹桨福活A(yù)制艙常用的除濕方案有預(yù)制艙自配工業(yè)空調(diào)除濕（帶除濕功能）、除濕機(jī)除濕、干燥劑除濕（3種除濕方案對(duì)比見(jiàn)表2）。預(yù)制艙處于非運(yùn)行狀態(tài)或運(yùn)輸過(guò)程中一般采取封堵措施并配備干燥劑除濕。

圖2 艙門(mén)迷宮式防水結(jié)構(gòu)

圖3 艙頂接縫處折彎后滿焊外加U形蓋板

圖4 預(yù)制艙進(jìn)出線孔結(jié)構(gòu)示意圖

表2 預(yù)制艙常用除濕方案對(duì)比

4 預(yù)制艙凝露實(shí)例分析

4.1 預(yù)制艙凝露實(shí)例概述

以江蘇揚(yáng)州境內(nèi)某個(gè)拼艙式智能變電站預(yù)制艙為例（如圖5所示），在預(yù)制艙艙頂處出現(xiàn)少許凝露水珠（如圖6所示）。該工程預(yù)制艙靠近湖邊，環(huán)境濕度大，溫度較低。

圖5 預(yù)制艙外觀圖

圖6 預(yù)制艙艙頂出現(xiàn)凝露水珠

4.2 預(yù)制艙凝露實(shí)例原因分析

首先通過(guò)讀取預(yù)制艙艙內(nèi)工業(yè)空調(diào)出風(fēng)口溫度顯示器讀數(shù)，空調(diào)出風(fēng)口顯示溫度為16.5℃。此溫度不能達(dá)到預(yù)制艙通常規(guī)范里要求的18℃～25℃，艙內(nèi)實(shí)際溫度偏低。對(duì)造成溫度偏低的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)艙體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)艙體尺寸大小配置了足夠數(shù)量的空調(diào)，也安裝了一些加熱器，但艙內(nèi)溫度還偏低，考慮應(yīng)該是艙體結(jié)構(gòu)的問(wèn)題或是空調(diào)和加熱器沒(méi)有全部開(kāi)起。

經(jīng)過(guò)查看艙體頂部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)頂部保溫層厚度不夠，頂部結(jié)構(gòu)存在冷橋缺陷；與現(xiàn)場(chǎng)用戶溝通發(fā)現(xiàn)，用戶為了省電，寒冷天氣下預(yù)制艙內(nèi)空調(diào)并未全部開(kāi)起。

而因?yàn)榇斯こ痰攸c(diǎn)靠近湖邊，環(huán)境濕度較大，使用濕度計(jì)測(cè)量預(yù)制艙艙內(nèi)相對(duì)濕度，濕度計(jì)顯示相對(duì)濕度讀數(shù)值為74%，艙內(nèi)濕度比較大，這是預(yù)制艙凝露產(chǎn)生的根本原因。從濕度控制方向出發(fā)，此預(yù)制艙內(nèi)未設(shè)置除濕機(jī)，預(yù)制艙內(nèi)空調(diào)的除濕能力也不夠；此預(yù)制艙為拼艙式艙體，可能存在一些縫隙，有外部水汽進(jìn)入。

4.3 預(yù)制艙凝露實(shí)例解決方案

針對(duì)此預(yù)制艙出現(xiàn)的凝露問(wèn)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(wèn)題。可以先在預(yù)制艙艙內(nèi)添加足夠容量的除濕機(jī)，寒冷天氣下需全部開(kāi)起艙內(nèi)的工業(yè)空調(diào)（一方面提高艙內(nèi)溫度，另一方面利用工業(yè)空調(diào)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(yīng)的密封措施；最后可以考慮拆掉預(yù)制艙吊頂、往頂部再添加保溫層或貼附保溫材料等的可實(shí)施性，從根本上解決預(yù)制艙凝露問(wèn)題。

針對(duì)江蘇揚(yáng)州拼接式預(yù)制艙出現(xiàn)的凝露問(wèn)題，立即采取了向預(yù)制艙內(nèi)部添加足夠容量的除濕機(jī)和對(duì)艙體底框拼接縫隙進(jìn)行密封的措施，并對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)用戶提出寒冷天氣下盡量全部開(kāi)起艙內(nèi)工業(yè)空調(diào)，采用這個(gè)解決方案后，預(yù)制艙工程現(xiàn)場(chǎng)一直未再反饋發(fā)生凝露現(xiàn)象，可見(jiàn)采用的解決方案起到了防凝露效果。

5 結(jié)論

為防止預(yù)制艙凝露的產(chǎn)生，需要控制好預(yù)制艙內(nèi)的溫度和相對(duì)濕度，首先艙體結(jié)構(gòu)上得保證密封性及保溫性；鑒于預(yù)制艙一般配置的工業(yè)空調(diào)具有加熱和除濕功能，加熱器、除濕機(jī)可根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境需要再進(jìn)行選擇配置，來(lái)保證預(yù)制艙艙內(nèi)濕度不過(guò)高，溫度不過(guò)低。