（电气）加热器除湿

在金属封闭开关设备和户外配电断路器中使用空间加热器是经常讨论的话题。这些讨论清楚地表明，对于为什么在封闭式开关设备中可能需要空间加热器以及它们的作用是什么，人们几乎没有了解。尤其是在节能环保的今天，人们很想给空间取暖器断电，或者使用设置为相对较低温度的可调恒温器，让空间取暖器在最需要的时候保持关闭。使用具有低“关闭”温度设置的可调恒温器大大增加了凝露的可能性。

关于空间加热器，要牢记最关键的概念是空间加热器旨在降低绝缘层凝露的可能性。

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关键是空间加热器与人类的舒适度无关。

基本目标是减少在绝缘表面上发生凝露的可能性，而凝露可能是电气装置的头号问题。当用户在开关设备或户外断路器中遇到绝缘问题时，通常根本原因可以追溯到湿气（凝露），有时会因存在污垢和其他污染物而加剧。

空间加热器旨在最大限度地减少凝露，并且必须始终通电。当空间加热器安装在设备中时，我们的标准做法是持续为空间加热器通电。当用户需要恒温控制时，在设备的每个隔室都配备了一个不可调节的恒温器。当隔室部分内的温度低于大约 40 °C 时，恒温器会“打开”空间加热器。

如何实现这种做法的？单空间加热器的目标是提高外壳内的温度，使温度足够高以防止在大多数合理的情况下发生冷凝。此讨论的基本工具是湿度图表，可在许多 站上找到，例如
www.truetex.com/psychrometric_chart.htm 等，包含了一个湿度图表的示例，但鼓励读者在互联 上搜索这些图表，其中更详细的图表很容易获得。

在湿度图表中（参考本期第二页），图表上的曲线上限是表示 100% 相对湿度的线。当外壳内的空气被水蒸气饱和时，可能会发生冷凝，这是相对湿度为100% 的情况。目标是提高外壳内的温度，以将相对湿度降低到不太可能出现冷凝的程度。如果相对湿度降低到 80% 或更低，则发生冷凝的可能性会降低到适当的程度。

同样，查看湿度图表，考虑温度为 0 °C 和 100% 相对湿度的示例。要将相对湿度降低到 80%，外壳内的温度必须增加 2.9 °C，如图中的线条所示。

对于第二个示例，考虑 25 °C的温度和 100% 的相对湿度。要将相对湿度降低到 80%，需要将外壳内的温度提高 3.5 °C。

从这些例子中可以得出两个结论。首先，只需适度增加温度即可降低发生凝露的可能性。其次，绝对温度无关紧要。如果外壳内的相对湿度为 100%，无论外壳内的温度如何，都需要补充加热以将相对湿度降低到一个合理的值，否则很可能会出现凝露。正是这最后一点导致我们得出结论，空间加热器必须始终通电以尽量减少发生凝露的可能性。

所有这些都假设了最坏的情况，即设备没有承载大电流。在过去，一些工程师认为，如果设备通电，设备中的损耗足以防止凝露。现实情况是，在许多情况下，这是有效的。

然而，在很多情况下，它是无效的。一个非常简单的例子将说明这个困境。假设有一个 1,200 A 断路器单元，并假设该单元只承载 200 A。

如果断路器单元满足 ANSI/IEEE C37.20.2 温升限制，则 1,200 A 时的最高温升为 65 °C。在许多情况下，它会更低，但我们可以使用 65°C 进行讨论。

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在这个示例单元中，总线和连接的最高温升在 200 A 的电流下是多少？

而不是 1,200 A？加热是电流和电阻平方的函数。对于给定的单元，电阻是恒定的，因此1,200 A 单元在 200 A 实际电流下的温升将为(200/1,200 )x(200/1,200) x 65 °C =1.8 °C 。

此外，导体中的这种温升水平将大大高于外壳内空气温度的升高。从之前进行的湿度图表计算来看，这不足以将冷凝的可能性降低到西门子感到满意的程度。

上面的示例假设中等电流为 200 A，是本示例中断路器额定值的六分之一。应该清楚的是，在不承载电流的电路的情况下情况更为严重，例如对于常开联络断路器，在正常运行期间产生的热量基本上是没有的。

从所讨论的示例中，选择了一个经验法则，即外壳内的空气温度应提高约 4 °C ，以便有理由相信相对湿度将降低到 80%，并降低凝露风险.

从这次讨论中，人们可以理解我们的要求是空间加热器应该始终通电。例外情况是当负载设备中携带的温度足够高，足以使外壳中的空气产生显着加热，从而将相对湿度降低到 80% 或更低。母线和连接处的这种温升水平可能会显着高于 4°C，因为母线中的所有热量都不会转化为对外壳中空气的加热。

有些用户有对可调温控器的要求。我们推测，对可调节恒温器的需求来自于人员舒适度和减少凝露的需要之间的混淆。使用可调节恒温器是在帮助用户降低恒温器设置以节省能源，在此过程中显着增加凝露的可能性。随着凝露的可能性增加，由于凝露而导致最终灾难性故障的可能性也增加。

正确的做法和建议是：

空间加热器是任何安装的强烈推荐选择，尤其是任何凝露可能性相对较高的应用。空间加热器是我们提供的任何户外开关设备或户外断路器的标准组件。

作为标准，我们更喜欢持续为空间加热器供电，并且不提供恒温器。

当需要恒温控制时，应在每个垂直部分使用不可调的恒温器。我们的标准恒温器选择在 42°C+/- 2 °C 时打开

并在外壳内温度为 45 °C+/- 2°C 时关闭。这使空间加热器始终处于“开启”状态

除非外壳内的温度超过 45 °C+/- 2°C。

如果使用可调节恒温器，则应将它们设置为使空间加热器保持“开启”状态，使其与上述不可调节恒温器的值一致。不应为整个系列使用单个恒温器。每个垂直部分的电流产生的热量不同，在某些垂直部分可能需要空间加热，而在其他部分则不需要。

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在较高温度下对热量的需求比在较低温度下要高。在 0 °C的示例中，需要将温度升高 2.9 °C 才能将相对湿度降低到 80%，而在 25 °C 时，需要升高3.5 °C。

本讨论不涉及降低低压隔室（例如，控制和保护继电器隔室）凝露可能性的需要。本次讨论的重点是高压组件。

空间加热器通常不指定用于室内开关设备，因为室内开关设备通常位于气候受控区域，其中相对湿度保持在不太可能发生凝露的水平。

本次讨论之前的最后一项观察已结束。始终存在外部温度和湿度的变化率可能超过设备在降低外壳内部相对湿度方面的响应率的可能性。在这种情况下，可能会发生凝露。

使用空间加热器的目的是减少发生凝露的可能性，但没有任何系统可以完全消除这种可能性。