开关柜凝露现象机理分析研究

开关柜内部产生凝露时,会使零部件腐蚀和电气设备绝缘性能下降,引发设备绝缘闪络等。针对上述现象,在人工环境气候室内搭建了开关柜凝露观测系统,记录了开关柜内不同温湿度条件下凝露形成时间。结果表明:凝露形成时间是由柜内温度和相对湿度共同决定的,柜内温度越高、相对湿度越大,凝露形成时间越短。文中分析了含湿量与温度和相对湿度的关系,得出含湿量随温度和相对湿度的升高而增大,从理论上解释了凝露形成时间与温湿度之间的关系,证明了试验结果的准确性。     

冰箱的凝露现象及防凝露设计

凝露是由于高温、高湿的气体在遇到低温物体时,当达到露点温度而在其表面液化为液体的现象。由于冰箱体内的温度远低于箱体外的温度,箱体内的冷量通过绝热层和门封条向箱体外扩散,故箱体的表面、门体的表面温度较低,遇到高温、高湿的气体就会凝结成露,产生凝露现象。凝露分为雾状、珠状、     

不同通风条件对环网柜凝露现象的影响

凝露现象作为影响电力系统可靠性的因素之一,威胁着电气设备的安全运行。在人工环境气候室内搭建了环网柜实验系统,记录了环网柜壳体全通风、半通风、不通风以及不同环境温湿度条件下,柜体内壁凝露形成时间。结果表明：当环境湿度不变时,在一定环境温度范围内,通风情况下的凝露时间比不通风时要长,且半通风时凝露时间最长,而当环境温度达到一定值时,通风反而会促进凝露形成;凝露时间随环境温度的增加呈现先增大后减小的趋势,且环境相对湿度越低,通风效果越好;存在适宜的环境温度以及通风面积,使得通风条件下的防凝露效果相对较好。     

变电站设备箱体温、湿度场及凝露的数值模拟

变电站设备箱体作为变电主设备重要的组成部分,其安全稳定运行对电网的可靠性至关重要。目前运行在南方地区高温、高湿、高盐腐气候环境中的变电站设备箱体时常会因为内部元器件二次元件老化、锈蚀等问题造成主设备出现故障。而引起二次元件老化、锈蚀等问题的主要原因是变电站设备箱体内部温度、湿度超标,突出表现为箱体内部出现凝露问题。凝露现象的产生主要是因为当相对湿度较高的气体遇到物体温度相对较低的表面时,高温气体降到露点温度后在低温物体表面出现的液化现象。文中基于能量、动量、连续性以及组分守恒定律,将空气考虑为水蒸气和干燥空气的混合物,鉴于潮湿空气的流速相对较低以及压力变化相对较小,将空气视为不可压缩牛顿流体。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立了端子箱在热传导、空气对流和水蒸气扩散作用下的温湿场模型,仿真计算温度和湿度的分布规律、露水凝结与温度和湿度的关系。分析温度、湿度和强制通风对凝露现象的影响。数值计算结果表明,由于导体自热,在热传导和对流的条件下,室外端子箱内的空气温度逐渐升高;湿度分布结果表明,进气口的湿度最低,出口处湿度最高,温度较高时的湿度相对较低,环境湿度降低时湿度相对较低,空气流速增大时湿度相对较低。此外,根据计算,文中提出了强制通风、降低环境湿度等实用性防凝露措施。     

电冰箱的自动控制(续)

(四)箱体门口外表面除露装置冰箱箱体门口部位的隔热层较薄,当冰箱使用环境的相对湿度较高时(有时达95％以上),只要门口处的温度低于其露点温度,就会在其外表面凝附露珠,既不美观,又会因此而破坏漆层。凝露多时,露珠甚至会滴落到地板上。为了防止凝露,通常是在门口部位的内表面,装设一套加热除露装置,以便提高该部位外表面的温度,使得在使用环境的相对湿度较高时,不致低于它所对应     

基于热控制的海上风电变流器主动防凝露技术

海上风电变流器采用封闭式柜体及水冷散热设计,以适应海上高湿度及盐雾的环境要求。当风速突然减小,风机发电功率骤降时,冷却水和散热器温度随之快速下降;但是柜内空气温度由于散热条件下降缓慢,散热器等成为潜在的冷点。当冷点温度降到柜内空气凝露点温度以下时,将发生冷凝现象,表面形成的露水会损坏变流器电气和机械部件,甚至导致短路故障。针对目前兆瓦级海上风电变流器的并联型拓扑结构,提出一种基于无功环流的主动热控制策略,用以调节冷点的温度始终高于柜内空气凝露温度。对所提出的方法进行了建模和理论分析,并通过3MW风力发电系统的仿真和试验平台测试,验证控制策略的有效性。     

基于热-流-湿多物理场仿真的恶劣天气GIS预制舱凝露研究

预制舱变电站具有占地面积小、建设周期短等优点，目前处于试点阶段。在高温高湿的华南地区，预制舱内有发生凝露的风险，凝露不仅会腐蚀金属、削弱设备的机械强度，还会降低电气设备外绝缘的性能。为了研究典型天气条件下预制舱内凝露的发生及其时段和位置，建立气体绝缘组合电器(gas-insulated switchgear, GIS)舱内热-流-湿度场耦合的多物理场数学模型，通过瞬态仿真分析正常天气下预制舱内各个物理场的分布规律，研究温度骤降和“回南天”天气条件下舱内凝露的发生情况。研究发现：正常天气下舱内未发生凝露，舱内温度最低的位置往往也是相对湿度最高的位置；温度骤降时舱内壁及靠近舱壁的开关柜发生凝露，建议提前打开舱门或使用空调降低舱内空气温度以防凝露；“回南天”时舱内发生大面积、长时间的凝露，包括舱内壁、开关柜表面、GIS外壳底部、汇控柜外表面中间和底部，建议提前封闭预制舱以阻止外部湿热气流的进入，或提前用空调加热提高舱内温度以防凝露。     

高压开关柜电缆室温湿度场数值计算分析

由凝露引起的开关柜事故屡见不鲜,而温度和湿度是引起凝露现象的主要因素。基于能量、动量、质量以及组分守恒定律,构建了高压开关柜电缆室热传导、空气对流以及水蒸气扩散影响下的温湿度场数学模型,并利用有限元软件Comsol进行数值计算分析,研究其温度、湿度分布规律以及凝露与温度、湿度的关系。结果表明:由于自身发热,电缆处的温度最高,同时,电缆室空气温度在热传导、对流换热作用下也逐渐升高;而湿度的分布受水蒸气的扩散和温度的综合影响,呈现先增大后减小的趋势,与温度的分布大致相反;且温度差越大,相对湿度越高,凝露越容易产生。最后,基于仿真结果提出可用于实际工程的防凝露措施,为设备防凝露提供一定的理论基础。     

SF_6电气设备中水分控制标准的研究

当SF_6气体中的水分含量超过一定浓度时,绝缘能力会受到破坏,进而威胁高压电气设备的安全运行。为了制订合理的水分控制标准,通过精确控制实验罐体中微水量,研究了SF_6气体中水分含量对圆柱形环氧树脂绝缘模型闪络电压的影响规律,结合实验数据,探讨了3种常见微水控制形式的可行性与优缺点。结果表明:采用体积分数形式可以有效控制气体中的绝对水蒸汽含量,抑制有害分解物的生成,但测量时需对温度进行修正,不易操作;相对湿度可以反映水分的凝露裕度,且可在不同温度下直接进行测量判断,但无法反映气体中绝对水蒸汽含量的多少,不利于控制放电分解物的产生;露点温度不能准确反映气体中水分的真实凝露温度,因此以露点温度0℃控制微水量的方法并不科学。另外,根据实验结果,建议将2×10-4和15%分别作为体积分数和相对湿度形式的水分控制限值,为国家标准的修正提供了参考。     

开关柜凝露因素试验分析

凝露的产生严重危害着开关柜的稳定运行,了解凝露现象产生的根本原因,并采用有效的方法实现对开关柜凝露问题的治理,对于提高设备安全运行水平有着重要的意义。文章设计了开关柜凝露试验系统,观测不同温湿度条件下凝露现象的发生以及发展过程.利用 MATLAB软件定位凝露易发部位,分析了柜内温湿度、柜内外温差对凝 露现象的影响。     

绝缘子污层受潮过程中湿度和温差的作用

染污绝缘子的污闪电压与其表面污层的受潮程度有关,而湿度和温差均对污层受潮过程有显著影响。为此,采用固体涂层法中的定量涂刷法对XP-70型普通悬式电瓷绝缘子试品进行染污,在温湿度可控制的小雾室中进行了湿度试验和温差试验,研究了在运行电压的作用下相对湿度以及温差在绝缘子试品约1h的污层受潮过程中所起到的作用。研究结果表明,单靠湿度作用且相对湿度未达100%时,污层受潮是一个很缓慢的过程,约1h的受潮时间不能使污层充分受潮,导致人工污秽中的可溶性盐(氯化钠NaCl)不能充分溶解,湿度对污层表面电导率的贡献受到限制;相对湿度达到100%时能够使污层很快充分受潮。研究结果还表明,温差在短时间污层受潮过程中的作用很明显;绝缘子初始温度与雾室露点温度之间的差值会直接影响绝缘子表面泄漏电流的强弱;温差仅在污层受潮的初始阶段起着主导作用,随着温差的消失,湿度成为导致污层受潮的主导因素;温差起主导作用所能维持的时间与试品的比热容及散热面积有关,比热容越小,且散热面积越大,则温差起作用的时间越短。     

户外开关端子箱主动防凝露系统的设计

正户外开关端子箱作为变电站内的重要装置,控制着变电站内的设备分合和保证系统的正常运行,在电能的产生、变换、输送及用户用电过程中的作用举足轻重。然而,户外开关端子由于受到环境的剧烈变化,如高温高湿、低温高湿等因素,其内部极易产生凝露现象,导致端子箱电气设备容易发生电气设备的沿面放电或者短路现象,影响电气设备绝缘,严重时会导致事故的发生。本文在实际工程中提出了户外开关端子箱主动防凝露的系统,给变电站的户外开关端子箱主动防凝露提供了借鉴。     

基于多传感器信息融合的汇控柜环境综合治理策略

汇控柜在电力系统中广泛应用,汇控柜为相对封闭式的设计,易在内部产生潮湿空气,造成柜内或柜门玻璃窗凝结水滴,引发电气短路、设备受潮放电、元器件霉变等问题,汇控柜内凝露导致电气设备损坏情况时有发生,采取封堵、除湿和加热等措施汇控柜内仍存在凝露现象。从工程应用出发,通过分析凝露机理,对比温湿度变化对露点温度的影响,采用多传感器采集汇控柜内外多点温湿度信息,采用通风和除湿作为控制手段,提出一种以平衡汇控柜内外温差为控制目标的多传感器信息融合的汇控柜环境综合控制策略。通过在某220 kV变电站待用间隔汇控柜内进行不同控制模式的除湿测试对比,结果表明:系统采集数据准确,设计的控制策略可有效防止汇控柜内凝露的产生。     

高湿条件下基于凝露分布模型的导线电晕起始电压预测

湿度是影响导线电晕起始电压的重要因素,基于四热阻换热模型和分形理论建立适用于高湿度条件下导线的凝露分布模型,计算得到不同湿度和导线温度配合下导线表面凝露的尺寸和分布规律,计算结果与金相显微镜下凝露试验测量结果相差很小。通过有限元方法由凝露分布模型得出的参数计算得到凝露时导线表面的电场分布;代入导线电晕放电的光电离模型计算得到电晕起始电压的预测值。研究表明:相对湿度越高,导线温度与环境温度相差越大,电晕起始电压下降越明显,在相对湿度高于80%后,电晕起始电压趋于饱和。试验得到的不同凝露条件下导线的电晕起始电压和预测值的误差小于5%。因此,所提方法可应用于高湿度条件下导线电晕起始电压的预测。     

关于SF_6电气设备气体含水量测量单位的探讨

<正>对SF_6电气设备安装和运行中的气体应加强对水分含量的控制,因为它不仅会引起电气设备的腐蚀,还可使其绝缘能力大大下降。国标和部标(简称“际准”)中规定,水分测量单位均以10~(-6)(体积比)表示,这是一个无量纲单位、是一个相对值,它不能准确反映设备中SF_6气体水分含量的绝对值,并且与气体压强无关,因而不能很好地反映电气设备含水量增加情况。如果以电气设备中SF_6气体的露点温度来反映水分含量,就可以弥补现行标准中表示法的缺陷,使SF_6气体中水分含量与电气设备绝缘情况的关系更为明确。 一、露点温度能直接表示设备 内是否会产生凝露 露点温度或霜点温度(以下简称露点),以DP表示,它是指在保持压强为一定的状态下,降低待测气体温度至某一数值时.待测气体中的水蒸汽达到饱和状态,开始凝露或结霜,此时温度,称为该种气体的露点(℃)。换句话说,露点是指湿气凝结成液体时的温度,可以解释为水蒸汽存在的量。     

SF_6电气设备中微水对固体绝缘材料闪络电压的影响

SF_6气体中过量的水分一定条件下会凝露在固体绝缘材料表面,严重降低材料绝缘强度,甚至导致绝缘故障。研究微水量对绝缘材料闪络电压的影响对于科学制订SF_6电气设备中微水量控制标准具有重要意义。为此通过实验研究了不同温度条件下SF_6气体中微水量的变化规律及微水对固体绝缘材料闪络电压的影响规律。结果显示:环境温度不变时,微水几乎不影响绝缘材料的闪络电压。当环境温度骤变时,SF_6气体的相对湿度会出现升高,甚至可以达到100%。微水量在一定范围内对绝缘材料闪络电压没有影响,随着微水量逐渐增大,绝缘材料闪络电压出现降低,且降低程度随微水量的增多而增大。环境温度骤升时绝缘材料闪络电压更易受微水影响,且温度变化范围也对微水的威胁有很大影响,低温范围内温度变化更易使水蒸气凝露。此外,实验结果显示对于大温差地区,现行的水分控制标准过于宽松,对不同温差的地区可以考虑制订不同的微水量控制标准。     

热带用电动机控制柜的防护

在热带国家安装电动机控制柜时,必须考虑的主要防护因素是:高湿、外界物体(包括昆虫与害虫)的进入以及腐蚀性影响——尤其是含盐大气的影响。 在高温高湿的热带环境下,电气设备内部会产生凝露。为了防止凝露给设备造成损坏与故障,必须采取专门的防护措施。当电动机控制柜处于工作状态时,它本身就有足以避免出现凝露的热量产生。但在非工作状态下就不然,此时必须引进能防止凝露出现的附加热量。这可用恒温器或主接触器上的辅助接点加以控制。 如果采取了上述预防措施之后仍然出现凝露,则应对电动机控制柜内外壁所用的涂料加以选择,以使其能承受湿气的出现。任何涂料的寿命是与水汽和氧气的渗透率有关的。光泽涂料比无光泽涂料较难渗     

镜面防水汽电路

在卫间浴后需要使用镜子时,镜面常常被雾汽笼罩,很不方便。天气越寒冷,这一现象越明显。其实,要解决它并不困难。水汽的形成是一种凝露的物理现象。当空气温度高于镜面温度时,空气与镜面相接触的介面,相对温度很快进入饱和状态而凝露,以细小的水珠形式附着在镜面上,这种现象不光发生在镜面上,磁     

高湿条件下空气间隙放电规律的试验研究

湿度是影响电力系统外绝缘的一个重要因素,但国内外相关研究较少涉及到湿度较高的情况。笔者在人工气候室开展球间隙放电试验,研究湿度(尤其是高湿条件下)与间隙放电电压的关系。研究结果表明,在湿度较低(80%以下)条件下,空气间隙放电电压随相对湿度的增加而增加;而在湿度较高(80%以上)条件下,有无凝露对放电电压的影响较大,无凝露时随着相对湿度的增加放电电压略有下降,但在湿度较高且球表面出现凝露时,间隙放电电压严重降低,甚至降低到一半。笔者利用ANSYS计算了球表面有无凝露时的球间隙电场分布,结果表明,凝露畸变了原有球间隙电场,使得最大场强增大到原电场的两倍,造成间隙放电电压严重降低,与气候实验室的结论一致。     

高湿条件下空气间隙放电规律的试验研究

湿度是影响电力系统外绝缘的一个重要因素,但国内外相关研究较少涉及到湿度较高的情况。笔者在人工气候室开展球间隙放电试验,研究湿度(尤其是高湿条件下)与间隙放电电压的关系。研究结果表明,在湿度较低(80%以下)条件下,空气间隙放电电压随相对湿度的增加而增加;而在湿度较高(80%以上)条件下,有无凝露对放电电压的影响较大,无凝露时随着相对湿度的增加放电电压略有下降,但在湿度较高且球表面出现凝露时,间隙放电电压严重降低,甚至降低到一半。笔者利用ANSYS计算了球表面有无凝露时的球间隙电场分布,结果表明,凝露畸变了原有球间隙电场,使得最大场强增大到原电场的两倍,造成间隙放电电压严重降低,与气候实验室的结论一致。