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防爆電器內(nèi)部結(jié)露及預(yù)防措施

文檔作者：吳志超，章修竹，王赫玲文檔來源： 1．沈陽市中興防爆電器總廠 2．沈陽昌信電力工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月09日
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<電氣開關(guān)>(2008．No．2)
文章編號：1004—289X(2008)02—0060—03
防爆電器內(nèi)部結(jié)露及預(yù)防措施
吳志超 ，章修竹 ，王赫玲
(1．沈陽市中興防爆電器總廠，沈陽 110044；2．沈陽昌信電力工程有限公司，沈陽 110006)
摘要：分析了防爆電器內(nèi)部結(jié)露的原因，并提出了預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：防爆電器；結(jié)露；措施
中圖分類號：TMS0 文獻標(biāo)識碼：B
The Dewf~l of Explosion-proof Electrical Apparatus
Interior and Preventive M easures
Z —chao ，ZHANG Xiu—zhu ， ⅣG刀e—ling
(1．Shenyang Zhongxing General Explosion-proof Electrical Apparatus Factory，Shenyang 1 10044，China；
2．Shenyang Changxin Power Engineering Limited Company，Shenyang 1 10006，China)
Abstract：The reasons of drewfull of explosion—proof electrical apparatus interior is analyzed and propose preventive
m eaSUres．
Key words：explosion—proof electrical apparatus；dewfull；measure
1 引言
隔爆型或增安型防爆電器夏秋季在室外使用時，
有時內(nèi)部會產(chǎn)生結(jié)露，嚴(yán)重時導(dǎo)致內(nèi)部電氣元件短路。
我們在現(xiàn)場處理防爆電器箱內(nèi)結(jié)露問題時，注意
到在同一現(xiàn)場，同一時間內(nèi)，有的箱內(nèi)有結(jié)露，而有的
箱內(nèi)卻無結(jié)露。因此，必須首先揭開箱內(nèi)產(chǎn)生結(jié)露的
奧秘，進而研究如何判斷特定環(huán)境下，產(chǎn)生結(jié)露的條件
以及預(yù)防結(jié)露的措施。
2 結(jié)露現(xiàn)象
夏秋季的早晨，我們常會發(fā)現(xiàn)室外草坪上結(jié)有一
層露水。陽光照射后，水珠會自然消失。另外，天快下
雨的時候，室內(nèi)自來水管表面往往也有水珠形成。在
自然環(huán)境中，雨停后或陽光照射后，露珠自然就變成了
水蒸氣，存在于濕空氣中。
研究結(jié)露生成的條件，目的在于預(yù)測防爆電器使
用中能否產(chǎn)生結(jié)露，或者即使產(chǎn)生結(jié)露，能否危及防爆
電器的正常運行。
3 結(jié)露產(chǎn)生的機理
眾所周知，我們?nèi)粘Ｋ幍沫h(huán)境，無論是室內(nèi)還是
室外的空氣，都是濕空氣，即包含有水蒸氣的空氣。這
表明，我們通常說的空氣由兩部分組成：干空氣和水蒸
氣。干空氣自身也是包含有多種氣體的混合氣體。其
中主要成分是氮(N )和氧(O )。此外還有氬( )、
二氧化碳(CO )等10多種微量氣體。干空氣中各組
成成分是比較穩(wěn)定的。以體積百分含量表示，氮占
78％ ，氧占21％ ，其他的所有氣體占1％。
濕空氣中水蒸氣的含量是不多的，通常只占千分
之幾到千分之二十幾(質(zhì)量比)。水蒸氣在濕空氣中
的含量越高，濕空氣的相對濕度也越高。水蒸氣含量
高至某一極限值時的濕空氣，稱為飽和空氣。飽和空
氣中的含濕量隨溫度的升高而升高，也隨地區(qū)類別的
不同而變化，見表1。
仔細研究表1后發(fā)現(xiàn)，同是第1類地區(qū)，在溫度為
30℃時，飽和空氣中的含濕量為27．18g／kg干，如溫度
降至10T：時，飽和空氣中的含濕量只有7．62g／kg干。
從物理學(xué)的角度看，此時每kg的干空氣中將有
19．56g(27．18—7．62：19．56)的水蒸氣由氣態(tài)變成液
態(tài)，這是就飽和空氣而論。如果是非飽和空氣，則溫度
的下降，必然使原有濕空氣的相對濕度提高。直至溫
度降至露點時，濕空氣達到飽和。若濕空氣的溫度繼
續(xù)下降，則必然有一部分水蒸氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。
為說明問題，研究表2中的數(shù)據(jù)，便可證實這一結(jié)論。
表2是第1類地區(qū)，不同溫度和不同相對濕度時
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<電氣開關(guān)>(2008．No．2) 61
表1 飽和空氣的含濕量d f kg干)
地區(qū) 地區(qū)
f(℃) l(℃)
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7
10 7．62 7．78 7．94 8．11 8．29 8．93 9．69 26 21．34 21．78 22．24 22．73 23．23 25．o9 27．28
11 8．16 8．32 8．5O 8．68 8．87 9．56 1O．37 27 22．68 23．15 23．65 24．16 24．70 26．68 29．O1
12 8．72 8．9O 9．09 9．28 9．48 1O．22 11．09 28 24．1O 24．60 25．13 25．68 26．25 28．36 30．84
13 9．33 9．52 9．71 9．92 10．14 10．93 11．86 29 25．60 26．13 26．69 27．28 27．89 30．14 32．78
14 9．96 1O．17 1O．38 1O．6O 1O．83 l1．68 12 67 30 27．18 27．75 28．35 28．97 29．62 32．o2 34．84
15 10．64 1O．86 l1．o9 11．32 11．57 12．48 13．54 31 28．86 29．46 3O．1O 30．76 31．45 34．O1 37．O1
16 11．36 11．59 11．83 12．o9 12．35 13．32 14．46 32 3O．62 31．27 31．95 32．65 33．39 36．11 39．31
17 12．12 12．37 12．63 12．90 l3．18 14．22 15．43 33 32．49 33．18 33．90 34．65 35．44 38．33 41．74
18 12．93 13．19 13．47 13．76 14．06 15．17 16．46 34 34．46 35．2O 35．96 36．76 37．6O 40．68 44．31
19 13．78 14．06 14．36 14．67 14．99 16．17 17．56 35 36．55 37．33 38．14 38．99 39．88 43．16 47．03
20 14．68 14．99 15．30 15．63 15．98 17．24 18．72 36 38．75 39．58 40．44 41．35 42．29 45．79 49．91
21 15．64 15．97 16．3O 16．65 17．o2 18．37 19．95 37 41．o7 41．95 42．87 43．83 44．84 48．56 52．95
22 16．66 17．0o 17．36 17．74 18．13 19．56 21．25 38 43．52 44．46 45．44 46．46 47．53 51．49 56．17
23 17．73 18．1O 18．48 18．88 19．3O 2O．83 22．63 39 46．11 47．11 48．15 49．24 5O．38 54．60 59．58
24 18．87 19．26 19．67 20．09 20．54 22．17 24．09 40 48．84 49．90 51．O1 52．17 53．39 57．88 63．19
25 2n o7 2O．48 2O．92 21．37 21．85 23．59 25．64
表2 濕空氣的含濕量d(e／kg干)(第1類地區(qū))
RH
t(℃ )
15％ 2O％ 25％ 3O％ 35％ 40％ 45~7o 5O％ 55％ 6O％ 65％ 7O％ 75％ 8O％ 85％ 9O％ 95％ 10o％
lO 1．13 1．51 1．89 2．27 2．65 3．o3 3．41 3．79 4．17 4．55 4．93 5．32 5．7O 6．o8 6．47 6．85 7．24 7．62
11 1．21 1．61 2．02 2．43 2．83 3．24 3．64 4．O5 4．46 4．87 5．28 5．69 6．1O 6．51 6．92 7．33 7．74 8．16
12 1．29 1．73 2．16 2．59 3．o3 3．46 3．9O 4．33 4．77 5．21 5．64 6．o8 6．52 6．96 7．40 7．84 8．28 8．72
13 1．38 1．84 2．31 2．77 3．23 3．7O 4．16 4．63 5．09 5．56 6．O3 6．5O 6．97 7．44 7．91 8．38 8．85 9J 33
14 1．47 1．97 2．46 2．96 3．45 3．95 4．44 4．04 5．44 5．94 6．44 6．94 7．44 7．95 8．45 8．95 9．46 9．96
15 1．57 2．1O 2．63 3．15 3．68 4．21 4．74 5．27 5．81 6．34 6．87 7．41 7．95 8．48 9．o2 9．56 1 o．1O lO．64
16 1．68 2．24 2．8O 3．36 3．93 4．49 5．o6 5．63 6．2O 6．77 7．37 7．91 8．48 9．o5 9．63 1O．2O 1O．78 11．36
17 1．79 2．39 2．99 3．59 4．19 4．79 5．40 6．o0 6．61 7．77 7．82 8．43 9．05 9．66 1O．29 1O．89 11．5O 1 2．12
18 1．91 2．54 3．18 3．82 4．46 5．11 5．75 6．40 7．04 7．69 8．34 8．99 9．64 1O．3O 1O．95 11．61 12．27 12．93
19 2．03 2．71 3．39 4．07 4．75 5．44 6．13 6．81 7．5O 8．2O 8．89 9．58 1O．28 1O．98 11．67 12．37 13．08 13．78
20 2．16 2．88 3．61 4．33 5．o6 5．79 6．52 7．26 7．99 8．73 9．47 1 o．21 1O．95 11．69 12．44 13．19 13．93 14．68
21 2．3O 3．o7 3．84 4．61 5．39 6．16 6．94 7．72 8．51 9．29 1O．O8 1 o．87 11．66 12．45 13．25 14．04 14．84 11．64
22 2．44 3．26 4．O8 4．91 5．73 6．56 7．39 8．22 9．o5 9．89 1O．73 11．57 12．41 13．25 14．1O 14．95 15．8O 16．66
23 2．60 3．47 4．34 5．22 6．09 6．97 7．86 8．74 9．63 1 o．52 11．41 12．31 13．2O 14．1O 15．O1 15．91 16．82 17．73
24 2．76 3．68 4．61 5．54 6．48 7．41 8．35 9．29 lO．24 11．18 12．13 13．09 14．04 15．0o 15．96 16．93 17．90 18．87
25 2．93 3．91 4．90 5．89 6．88 7．87 8．87 9．87 1O．88 11．89 12．9O 13．91 14．93 15．95 16．97 18．0o 19．o3 20．07
26 3．11 4．15 5．2O 6．25 7．3O 8．36 9．42 lO．49 11．56 12．63 13．7O 14．78 15．87 16．95 18，04 19．14 2o．23 21．34
27 3．3O 4．41 5．52 6．63 7．75 8．88 1O．00 11．14 12．27 13．41 14．56 15．7O 16．86 18．O1 19．17 2o．34 21．51 22，68
28 3．5O 4．67 5．85 7．04 8．23 9．47 1O．62 11．82 13．o3 14．24 15．45 16．67 17．9O 19．13 2O．36 21．60 22．85 24．1O
29 3．71 4．96 6．21 7．46 8．73 9．99 11．26 12．54 13．82 15．11 16．40 17．7O 19．0o 2O．31 21．62 22．94 24．27 25．60
30 3．93 5．25 6．58 7．91 9．25 1O．59 11．94 13．30 14．66 16．o3 17．40 18．78 2O．17 21．56 22．95 24．36 25．77 27．18
31 4．16 5．56 6．97 8．38 9．8O 11．23 12．66 14．1O 15．55 17．0o 18．46 19．92 21．39 22．87 24．36 25．85 27．35 28．86
32 4．41 5．89 7．38 8．88 1O．39 11．90 13．41 14，94 16．48 18．02 19．57 11．12 22．69 24．26 25．84 27．43 29．o2 3O．62
33 4．67 6．24 7．82 9．40 11．0o 12．6O 14．21 15．83 17．46 19．1O 20．74 22．39 24．05 25．72 27．40 29．09 3 o．79 32．49
34 4．94 6．60 8．27 9．95 11．64 13．34 15．o5 16．77 18．49 2O．23 21．98 23．73 25．49 27．27 29．o5 3 o．85 32J 65 34．46
35 5．22 6．98 8．75 10．53 12．32 14．12 15．93 17．75 19．58 21．42 23．28 15．14 27．O1 28．9O 30．79 32．7O 34．62 36．55
36 5．52 7．38 9．25 11．14 13．o3 14．94 16．86 18．79 20．73 22．68 24．65 26．62 28．61 3O．62 32．63 34．66 36．69 38．75
37 5．83 7．8O 9．78 11．78 13．78 15．80 17．83 19．88 21．94 24．O1 26．O9 28．19 3 o．3O 31．43 34．57 36．71 38．89 41．07
38 6．16 8．14 1 o．34 12．45 14．57 16．71 18．86 21．o2 23．21 25．40 27．61 29．84 32．O8 34．34 36．61 38．9o 41．20 43．52
39 6．51 8．71 1O．92 13．15 15．40 17．66 19．94 22．13 24．54 26．87 29．21 21．57 33．95 36．35 38．76 41．19 43．64 46．11
40 6．87 9．19 11．53 13．89 16．26 18．66 21．o7 23．5O 25．95 28．41 3 o．90 33．40 35．93 38．47 41．o3 43．61 46．22 48．84
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62 <電氣開關(guān)>(2008．N0．2)
濕空氣中的含濕量?？梢钥闯觯魷囟热詾?0℃ ，相
對濕度(RH)為65％ 的濕空氣，其含濕量為17．4g／kg
干。若溫度降至1O℃時，飽和空氣中的含濕量只有
7．62g／kg干。顯然，此時伴隨著每kg的干空氣中將
有17．4—7．62=9．78g的水蒸氣由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。
這就是結(jié)露的物理原因。
這里可以得出：當(dāng)某一空間在某一較高的溫度值
時(非飽和空氣)，濕空氣有一相應(yīng)的含濕量，在其溫
度降至某一較低值時，原有的含濕量即較高溫度時的
含濕量是否超過上述較低溫度時飽和空氣的含濕量。
若超過了，則超過部分的含濕量將釋放熱量，由氣態(tài)轉(zhuǎn)
變?yōu)橐簯B(tài)，產(chǎn)生結(jié)露；反之，如沒有超過(即濕空氣尚
未達到飽和)，則該空間中的濕空氣，仍然以氣態(tài)形式
存在，沒有結(jié)露。因此，產(chǎn)生結(jié)露的條件，可用以下不
等式表示：
X1>
x1一濕空氣的溫度為t 時的含濕量；
一濕空氣由溫度t，降至t：時的飽和空氣的含
濕量。
其中 。與 的差值部分的含濕量，將由氣態(tài)轉(zhuǎn)
變?yōu)橐簯B(tài)，形成露珠，附著在吸收冷凝熱(濕空氣由氣
態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時釋放的熱量)的物體表面上。
防爆電器產(chǎn)品，如防爆控制箱。當(dāng)安裝在室外時，
在晝夜溫差較大，而且空氣中的濕空氣又較多的季節(jié)，
氣溫由白晝時的高溫降至深夜時的最低點時，箱內(nèi)的
濕空氣有可能產(chǎn)生結(jié)露。產(chǎn)生結(jié)露的條件，從理論上
講，就是上述不等式成立的氣象條件。但實際上只有防
爆電器產(chǎn)品較大時，且 ，>> ：時，箱內(nèi)才會積存露
水，從而可能導(dǎo)致產(chǎn)生不利影響。
由于水蒸氣的密度較空氣小，因此水蒸氣在濕空
氣中的分布一般上部都較濃，下部較稀。產(chǎn)生結(jié)露時，
水珠較多地附著在箱子上部的內(nèi)壁上。只要結(jié)露不
多，不形成大水滴滴落到電器元件上時，是不會影響產(chǎn)
品正常運行的。所以在室外使用的防爆電器，絕大部
分都能正常運行，只有極少數(shù)因結(jié)露而發(fā)生故障的。
3 結(jié)露及危害程度的測評和結(jié)露預(yù)防
3．1 結(jié)露及危害程度的測評
較大的防爆電器(如防爆控制箱、防爆配電箱)在
構(gòu)造上一般分為兩個獨立的互不相通的腔。一個是接
線腔；另一個是元件腔。接線腔是供用戶引入電纜用
的。用戶在安裝防爆電器時是要打開該腔的箱蓋往里
引入電纜的。元件腔是制造廠根據(jù)用戶的控制(或配
電)要求，裝入電氣元件并經(jīng)測試符合電氣設(shè)計要求
后，按防爆要求和防護等級要求處理后密封的。用戶
在正常使用中是無須打開該腔箱蓋的。因此，在正常
情況下產(chǎn)品在運抵用戶后，元件腔中在相當(dāng)長的一段
時間內(nèi)，仍將保持產(chǎn)品裝配當(dāng)時，特別是封蓋當(dāng)時的濕
空氣狀況。所以制造廠應(yīng)根據(jù)利用以下信息對元件腔
中的濕空氣產(chǎn)生結(jié)露的可能性和結(jié)露可能產(chǎn)生的危害
程度進行測評：
(I)制造廠的地區(qū)類別；
(2)制造廠在裝配此產(chǎn)品時的濕空氣參數(shù)；
(3)產(chǎn)品實際使用地的地區(qū)類別；
(4)實際使用地晝夜溫差及相對濕度參數(shù)；
(5)器元件種類和布局，以及對結(jié)露的敏感程度。
經(jīng)測評若該產(chǎn)品在使用過程中將產(chǎn)生結(jié)露，而且
有可能對運行產(chǎn)生不利的影響，則應(yīng)采取措施。如果
測評結(jié)果認(rèn)為該產(chǎn)品運抵使用地后，不會產(chǎn)生結(jié)露，或
雖產(chǎn)生結(jié)露，不致影響產(chǎn)品的正常使用，則可以不采取
特殊的預(yù)防措施。
3．2 結(jié)露預(yù)防
經(jīng)過測評，對那些會產(chǎn)生結(jié)露并對設(shè)備運行將產(chǎn)
生一定危害的，則在技術(shù)上應(yīng)進一步采取防結(jié)露措施。
當(dāng)前通常的措施是在防爆電器內(nèi)部串入一個電加熱元
件：如串人一個電加熱管，其容量可視箱體尺寸而定。
另外也可串入一根自限溫電伴熱帶，帶的長度，根據(jù)需
要而定。這樣做因需要晝夜通電耗電量較大，無形中
提高了設(shè)備的運行成本。
4 小結(jié)
在戶外使用的防爆電器，由于晝夜的溫差而產(chǎn)生
結(jié)露是一種自然現(xiàn)象，但可以通過測評預(yù)知結(jié)露的可
能性。在結(jié)露不可避免的情況下，可以通過采取上述
技術(shù)措施來預(yù)防結(jié)露的形成。但另一種措施至少在理
論上是可行的，而且因為省去了加熱元件，節(jié)省了用戶
的運行成本。那就是制造廠從改善裝配工作地的空氣
質(zhì)量人手，降低相對濕度，使空氣的含濕量降到某一個
可接受的水平。在這種環(huán)境中裝配的防爆電器(專指
隔爆型及增安型)，在很多用戶的使用中產(chǎn)生結(jié)露的
可能性將會大大降低。
參考文獻
[1] 空調(diào)與制冷技術(shù)手冊[M]．2版．同濟大學(xué)出版社．
收稿日期：2007—10—22 </電氣開關(guān)></電氣開關(guān)></電氣開關(guān)>

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