湿漉漉的凝露是如何悄悄“搞坏”电力设备的？

在某个潮湿的夏季清晨，一座重要的变电站突然发生了短路，引发了大面积停电。经过调查，发现罪魁祸首竟然是设备内部的凝露。潮湿的空气在设备冷却后的表面形成了水珠，这些水珠渗入了设备的内部，导致了严重的电气故障。类似的事件并非个例，凝露实际上是电力设备的“隐形杀手”。

图1 因凝露烧毁的开关柜

那么，什么是凝露？它对电力设备的危害究竟有多大？我们又能采取哪些措施来防范呢？

凝露如何形成

凝露其实是空气中的水蒸气在温度较低的物体表面凝结成水滴的过程。这个过程在我们日常生活中并不罕见，比如早晨汽车玻璃上的雾气，或者从冰箱里拿出的饮料瓶表面形成的小水珠。对于电力设备来说，凝露一旦形成，可能会对设备的性能和寿命造成严重影响。

图1 开关柜内部凝露

凝露的形成条件主要有以下三点：

温度差：当设备内部温度高于外部环境温度时，水汽容易在设备表面凝结成水滴。

高湿度：当空气湿度较高时，更容易产生凝露。

环境密闭性：密闭的空间如电缆管道、配电箱内部，由于空气流通不畅，凝露更容易形成。

凝露对电力设备的危害

对变电站端子箱的危害

端子箱是变电站内重要的设备，其作用是连接户外一次电气设备与户内保护测控等二次设备，端子箱通常安装在一次设备旁。在空气湿度较大时，如夏季的多雨天气，户外的断路器、电流互感器等端子箱潮湿空气容易进入，在其内部造成凝露或积水；冬季的雨雪天气，端子箱的水汽在低温的作用下容易在端子排上形成霜冻或结冰；这些现象都可能导致直流系统的对地绝缘下降，情况严重时将造成直流系统二次回路正对地或负对地绝缘电阻下降到零，从而形成直流接地“接死”。

如果直流系统正负回路上有两点接地，则引起直流空开跳闸或熔断器熔断，在此时一次设备发生故障将造成保护装置误动或拒动，损坏电力设备，情况严重时造成局部电网拖网，对电网的安全运行构成威胁。

对10kV配网设备的危害

由于城市地下管网纵横，电缆沟通常很难做到独立和封闭，由于雨雪、渗漏、排水不畅等原因，这里往往聚集大量污水。由于电缆入口封闭不够严密，电缆沟中产生的水气进入开关柜内，在内部产生凝露，变化成水珠吸附在电缆头伞裙及相间绝缘板上，绝缘板与电缆伞裙之间长时间运行放电，发出吱吱放电声，造成绝缘降低，击穿、最终产生故障，如图2为电缆因凝露烧毁。

图2 电缆终端烧毁

低压开关柜放置的位置周边土壤潮气过大，柜体底部封堵不密封也会造成凝露造成故障，例如，某小区400 V户外电缆分支箱断路器上桩头相间发生短路拉弧故障。经分析，分支箱底部封堵不密闭，土壤中水气蒸发进入分支箱，由气体凝露变化成雨滴，吸附在开关上，由于低压产品电压等级低，铜排、开关及其它元器件都是裸露在空气中，时间长久后，吸附在开关桩头上雨滴慢慢拉近A、B、C相间爬电距离，达到极点最终造成相间短路，爆炸损坏开关，造成停电故障。如图3所示。

图3 损坏设备

如何预防和减少凝露的危害

凝露对电力设备的危害是不可忽视的，但通过合理的设计、环境控制和预防性维护，我们可以有效减轻凝露带来的风险。下面以变电站端子箱凝露的综合治理为例进行说明，10kV配网设备可参考。

1 封堵治理

在电缆孔及拼接缝隙处，采用BBS防凝露气密封堵组料进行封堵。利用其黏度、密度大等优势，易渗入电缆之间的微小缝隙，最大限度的阻隔潮气进入。 

图3 端子箱电缆孔进行封堵

2 箱柜内环境治理

2.1 改善自然通风

对箱柜设置合理通风，通过空气流通，降低箱柜内外温差和相对湿度。同时借鉴开关柜综合治理方案中的相关经验，对密闭的升高层增加通风口，破坏烟道效应，减弱潮气流向箱体。

图4 汇控柜进行通风

2.2 改造加热器

采用小功率加热器常投结合大功率加热器湿度控制的方法，合理布置加热器、传感器位置，有效降低箱柜内相对湿度。

2.3 安装箱柜空调

根据季节变化，合理设置启动参数，通过制冷循环，增强空气对流，控制箱柜内温度和湿度。结合柜体双层结构，降低柜壁处温度差和柜内湿度。

图4 汇控柜背包空调

2.4 安装热交换机

通过具有极高导热性、等温性能传热元件，过滤交换箱柜体内外空气，使箱柜内外温差保持在可控范围内；箱柜内湿度较大时，启动暖风通风，降低箱柜内空气湿度。

图5 柜内除湿方式对比

3 安修复密封条

长期运行在户外的箱柜，受外部天气影响大，对防雨水要求高。对老化破损、密封不可靠的密封条，更换成三元乙丙橡胶材质的气囊式密封条。该类密封条耐高低温、耐紫外线、寿命长，现场运行效果好。

图6 三元乙丙橡胶材质的气囊式密封条

4、安吊环防水处理

针对汇控柜顶部吊环位置松动、锈蚀、漏水等情况，借鉴GIS法兰螺栓防水密封经验，采用专用碗形防水密封圈和密封胶进行防水处理。

图7 防水密封圈

5 改善温度传导

对单层智能汇控柜，根据现场实际情况，通过柜体外表保温涂装；在有条件的顶部和侧面加装阻燃隔热层；更换观察窗材质（玻璃材质更换为具有阻燃性、耐候性的PC板），减弱温度传导能力，避免在柜体内壁产生凝露。

图8  顶部和侧面加装阻燃隔热层

6 其它措施

设备维护人员应定期检查电力设备的密封状况以及通风口是否被堵塞。对于容易产生积水或凝露的部位，需定期清理水汽、灰尘和杂质，保持设备的干燥和清洁。

定期对电力设备进行绝缘测试、短路测试等电气性能检测，确保设备处于良好的工作状态。通过测试，可以提前发现因凝露可能引发的绝缘性能下降等问题，并及时处理。

强化操作人员的培训，确保他们了解凝露的危害以及相关防范措施。在操作和维护过程中，严格按照规范执行，避免因误操作而导致凝露或加重凝露的形成。