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电气设备结露及其防治对策

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与结露相关的几个空气湿度概念围绕地球表面的大气是由干空气和水蒸气组合而成的混合气体。在一定温度下的空气能容纳的水蒸气有一个*大限量,当空气中水蒸气的含量达到*大值时,称为饱和空气。为衡量空气中水蒸气的多少,根据不同用途,人们引入空气绝对湿度、含湿量、相对湿度和露点温度几个湿度的概念。 空气的绝对湿度。指在单位体积空气中含有的水蒸气质量。 含湿量。是指1kg干空气中有多少水蒸气,直接反映湿空气中水蒸气量的增减。 空气的相对湿度。指的是空气的绝对湿度与同温度下饱和绝对湿度的比值,常以百分数表示,直接反映一定温度下空气接近饱和的程度。我们日常生活中所指的空气湿度就是相对湿度。当相对湿度为0时,空气为干空气,相对湿度为100时,空气为饱和空气。相对湿度越大空气越湿润。 露点温度。在空气含湿量不变的情况下,降低空气的温度,其饱和绝对湿度变小,故相对湿度增加。当气温降低到某一温度时,其相对湿度增至100,空气达到饱和状态,此温度称为露点温度。当空气温度低于露点温度时,就会发生结露现象。空气的含湿量越大,它达到饱和状态时温度降低幅度就愈小,即它的露点温度就愈高。反之含湿量愈小则它的露点温度也愈低。因此,露点温度也可以表示空气湿度的大小。 造成空气相对湿度过高甚至结露的原因各种湿源不断散发湿量,使绝对湿度增加。根据湿源的不同可分为:一是新风湿量。如室外高温、高湿空气进入厂房内温度较低地区,即会增大相对湿度,甚至有结露现象。二是水面和潮湿表面散湿。实例1中,变电站位于汾河河道旁,汾河水是主要表面散湿源。实例3中的地下厂房水泵层,由于水管、设备的漏水和结露滴水,墙壁、顶板的裂隙或毛细管渗水,检修或清洗时冲洗的积水,会在设备和围护结构上形成潮湿表面。它和未加盖的水沟、静水池等敞露水面一样,不断地向空气散发水汽,其数量与室内空气的温度、湿度及其流速有关。三是气态传湿。地下厂房围护结构岩石内部的水分能以液态与气态的形式通过岩石的毛细管到达岩壁。地面厂房围护结构外侧空气中的水蒸气分压力比内侧高时,水分也会直接以气态形式通过围护结构的毛细管传入室内,在厂房围护结构的内表面虽无明显的可见水分,但这种传湿总在进行着。这种水蒸气在围护结构中的直接传播称为气态传播。四是人体散湿。当厂房内人员较多时,散湿量应予以考虑。但在人员较少的厂房,可以忽略不计。 由于有吸热源存在,使温度下降,相对湿度增大。如实例2中,当箱体内的空气因外界气温骤降时,外界空气形成主要的吸热源。 当冷热空气交汇时,在交汇处相对湿度会增大。如实例3,自然通风情况下,当电机层热空气与水泵层冷空气在电缆层相遇时,相对湿度增大,形成了严重的结露现象。 空气湿度过高或结露对电气设备的危害从本文3个实例不难看出,不重视空气湿度对电气设备运行的影响,放任湿度问题自由发展,将会严重影响电气设备的正常工作,甚至造成事故。其对电气设备工作的影响主要表现在以下方面:空气湿度较高甚至发生结露时,易使电气设备的绝缘受潮和绝缘性能下降。如电动机或设备控制盘柜上平时不带电的继电器线圈,长期工作在相对湿度较高的环境下,水分会进入线圈绝缘内部,使线圈受潮,绝缘下降。对于直接依靠空气作为绝缘介质的电气设备,在相对湿度较高甚至饱和条件下绝缘能力将大打折扣。如果在设备绝缘表面或内部形成结露,将直接引发电气设备的绝缘“闪络” 当空气湿度较高甚至结露时,电气设备的金属结构表面会发生电化反应,形成“电化腐蚀”当电气连接点上有明显结露时,在金属结构表面析出的水分会溶解设备表面的盐分,形成电解液,在外加电场的作用下或由于金属的活泼性不同而发生电化学反应,使金属结构受氧化腐蚀产生变化,酥松、起层、粉化,从而失去金属应有的性状。另外,电化学反应同时放出的热量,长期作用在胶木、环氧树脂等绝缘材料上会使老化加剧,提前丧失绝缘性能。 科学研究证明,金属氧化腐蚀的空气相对湿度临界值,钢为70%,铜为60%,铝为76%,铁为63%,锌为60%.将金属存放于该临界值以上的环境中,氧化腐蚀速度随空气相对湿度值的增加而不断加速。 随着电气设备自动化程度的提高,电子产品在设备元件中所占比例不断增加,而绝大部分电子产品都要求在干燥条件下存放。否则,电容器受潮后容量会减少,集成电路等受潮后易产生内部故障,潮湿还会使计算机CPU及板卡金手指及电子器材的引脚和接插件氧化,导致接触不良或焊接性变差,晶体产生氧化等。查阅有关资料可知,将电子器件存放于相对湿度40%的环境中,可保证其安全。 3防治对策解决湿度过高或结露对电气设备的影响应本着以防潮为主,除湿为辅的原则进行,各专业必须密切配合,综合考虑,采取“导、堵、隔、封、除” 等措施。 疏导为防止电气设备周围积水,消除湿源,必须做好排水系统。排水沟的大小、坡度不仅在设计上要满足规程要求,在施工质量上也要十分重视,不能产生倒坡和堵塞的现象。排水沟和集水井应加盖封闭,以消除不必要的敞露水面。还要做好防水面层,使之不漏水或少漏水。施工完毕,如发现有漏水点,应用导水管将水导入排水沟,或用灌浆补漏。 封堵对于电气设备盘柜要将电缆进出线处进行防水和防火封堵,切断气态传湿源。对于地下厂房采用衬套结构为宜;地面水电厂房的发电机层以下的挡水墙内侧应加砌防潮隔墙。这样结构的裂隙及毛细管渗透水被夹层空间切断,余下的只有气态传湿,其传湿量是较小的。 隔离厂房内技术供排水管应尽量采用暗管敷设。如采用明管敷设,则应加强维修管理,减少漏水。为了防止管外表面温度低于空气露点温度而造成结露,需要在管外表面包隔热材料。 密封重要的机电设备应布置在干燥房间内;自动化元件、端子箱等应布置在封严的控制箱内,控制箱也不要贴近潮湿墙壁。 除湿做好防潮处理,可以大大减少厂房内的产湿量,但除湿工作仍然不可少。一般应采用下述几种方法:供热降湿法。在温度特别低的潮湿部位,如水泵室、主阀室等,设备较少,产湿量大,采用全面除湿法很不经济。可把电气设备放在箱内,箱内装白炽灯、电加热器或红外线灯来提高箱内空气温度,降低相对湿度,即所谓局部供热降湿。这种措施简单,尚能解决一些问题。在这种方法中,空气的含湿量没有变化,虽然它不能带走湿负荷,但能降低空气相对湿度。 通风除湿法。这种方法是将室外空气送到产湿部位,吸收其湿负荷后排出。例如地下水电站或泵站厂房投产初期围护结构中含水分较多,产湿量大,常采用通风的方法除湿,效果较好。只要房间空气露点温度高于送风点的温度,此方法就能带走房间湿负荷。但随着室内热负荷与湿负荷之比值的不同,室内的相对湿度可能降低,也可能不变或增加。在热湿比较小的低温、潮湿部位用通风除湿法就不能达到降低相对湿度的目的。 供热通风除湿法。为解决通风除湿法应用于低温、潮湿部位时,相对湿度增加的问题,可以在送风系统上设置电加热器,向这些部位送热风。这种方法实质上是方法1和方法2的结合,所以叫供热通风除湿法,或升温通风降湿法。如在实例2中,我们加装了加热器和风扇,在雷雨天投入,效果显著。 由于长时间投入加热器是不经济的,在泵站或水电站,发电机层产热量大,以排除热负荷为主;发电机层以下各部位得热量较小,以排除湿负荷为主。对泵站或水电站厂房更普遍采用的方法是:把吸收了发电机层等发热部位热负荷的空气引到发电机层以下各部位去,使这些地区升温,降低相对湿度,同时也带走了这些房间的湿负荷。 空调除湿法。对于南方高温、高湿地区的水电站厂房,夏季室外通风计算温度较高,如采用升温通风降湿,往往会造成需要降湿部位的温度偏高。必须把室外空气经降温减湿处理后,再送入厂房以达到降湿的目的,这就是空调除湿法。 除湿机除湿法。此法适用于比较重要而又不适合采用前述几种方法的部位除湿。除湿机可以直接放在房间中使用,也可以放在房间外用送、回风管与之连通。其除湿原理有冷冻结露、液体吸收、固体吸附等几种。 

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