變電站箱柜設(shè)備除濕器的研究與開發(fā)

周斌全

（鎮(zhèn)江供電公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

0 引語

端子箱、機(jī)構(gòu)箱、成套開關(guān)柜、配電柜中設(shè)備間距小，如果濕度過高就會(huì)引起絕緣下降甚至電氣閃絡(luò)，導(dǎo)致交、直流接地的情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行造成不利的影響。因此需要采取一定的措施提高上述箱柜設(shè)備的防潮性能，保障其內(nèi)部干燥程度。濕度不當(dāng)將產(chǎn)生銹蝕與霉菌，銹蝕與霉菌為影響電子元器件使用功能、使用壽命的兩大因素?？諝庀鄬?duì)濕度>60%，金屬制品、元器件容易銹蝕；空氣濕度高于65%或低于38%時(shí)，病菌繁殖滋生最快；當(dāng)相對(duì)濕度在45%-55%時(shí)，病菌的死亡率較高。

1 箱柜設(shè)備傳統(tǒng)除濕措施

1.1 加裝密封條

箱柜設(shè)備最原始的防潮措施是在箱、柜門加裝塑料密封條，防止雨水進(jìn)入箱體內(nèi)部，有一定的效果。根據(jù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，密封條容易腐蝕、剝落，基本上每2-3年就需要更換一次，而且在外部濕度較大的情況下，無法有效降低箱體內(nèi)部的濕度，柜內(nèi)設(shè)備霉變、銹蝕的情況較嚴(yán)重，不能保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

1.2 加裝加熱器

目前在電力系統(tǒng)中普遍運(yùn)用的為濕度探頭配套加熱器，在濕度過高時(shí)啟動(dòng)加熱器，將濕空氣加熱，使加熱后的濕熱空氣上升。濕熱空氣上升后碰到箱體頂部冷卻后會(huì)產(chǎn)生凝露，反而使絕緣水平降低，不利于設(shè)備的安全運(yùn)行，水分依舊殘留在箱柜內(nèi)部，不能有效降低箱柜設(shè)備內(nèi)部濕度。在南方，夏天溫度高，濕度大，加上箱柜內(nèi)運(yùn)行元件產(chǎn)生的熱量，各種電纜表皮老化嚴(yán)重，容易引起設(shè)備故障。

2 箱柜設(shè)備除濕新措施的探索

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，如果端子箱漏水，加熱器工作后將底部的積水轉(zhuǎn)變成水蒸氣，由于沒有良好的排放通道，很難排除內(nèi)部的水分，且造成箱柜內(nèi)頂部濕度過大，因此需要解決下述兩個(gè)問題才能真正保證箱柜設(shè)備防潮除濕的效果。

2.1 防止局部濕度過大

使用普通加熱器，滲入箱內(nèi)的水被氣化，濕熱水汽上升至頂部，造成箱柜內(nèi)頂部濕度過大，且易形成凝露，其危險(xiǎn)性不言而喻。因此必須促進(jìn)箱柜內(nèi)小環(huán)境的氣體循環(huán)流通，保證各處濕度均勻。

2.2 防止箱柜內(nèi)部溫度過高

箱柜溫度過高，一是嚴(yán)重影響電子元器件散熱，使用壽命明顯下降，二是線纜表皮老化嚴(yán)重，容易引起設(shè)備故障或者設(shè)備部分功能喪失。因此，箱柜設(shè)備內(nèi)部除濕時(shí)不宜提升其環(huán)境溫度。

基于以上兩點(diǎn)，項(xiàng)目組利用電子致冷器體積小、可靠性高、工作散熱少的工作特點(diǎn)研制出箱柜抽濕循環(huán)干燥器，根據(jù)濕度要求進(jìn)行控制，將箱柜內(nèi)的潮濕空氣抽入到箱柜抽濕器的凝露室，進(jìn)行氣、水分離，同時(shí)促進(jìn)箱柜內(nèi)部空氣流動(dòng)，達(dá)到箱、柜內(nèi)部空氣干燥的效果，適用于電力高壓柜、室內(nèi)、外開關(guān)及閘刀的控制箱、動(dòng)力箱等設(shè)設(shè)備除濕。箱柜內(nèi)潮濕空氣氣、水分離有兩種工作方法：

潮濕空氣凝結(jié)成水珠：環(huán)境溫度在30℃及以上時(shí)，把潮濕空氣引入“箱柜抽濕器”的凝露室，使潮濕空中的水分在凝露室逐步凝結(jié)成水珠，之后排出箱柜。潮濕空氣經(jīng)凝露室不斷的循環(huán)進(jìn)行氣、水分離，提高了干燥程度。

潮濕空氣低溫積霜：環(huán)境溫度在30℃以下時(shí)，把潮濕空氣引入“箱柜抽濕器”的凝露室，逐步凝華為冰晶，這就是積霜過程。每積霜120分鐘后，自動(dòng)進(jìn)入10分鐘的除霜階段，化為液態(tài)水排出。

3 箱柜除濕干燥器的工作原理

3.1 控制原理圖

圖1 控制原理圖

根據(jù)設(shè)定的濕度工作啟動(dòng)、停止值自動(dòng)對(duì)箱柜抽濕循環(huán)干燥器進(jìn)行控制，將箱柜內(nèi)的潮濕空氣抽入到箱柜抽濕器的凝露室，進(jìn)行氣、水分離，同時(shí)促進(jìn)箱柜內(nèi)部空氣流動(dòng)，達(dá)到箱、柜內(nèi)部空氣干燥的效果。

當(dāng)箱柜抽濕循環(huán)干燥器中濕、溫度傳感器測(cè)量箱柜內(nèi)濕度達(dá)到啟動(dòng)值（默認(rèn)值為55%）時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)扇并開放致冷器工作電源。同時(shí)風(fēng)扇將箱柜內(nèi)濕空氣從兩個(gè)進(jìn)風(fēng)窗口（1號(hào)濕空氣主進(jìn)風(fēng)口及2號(hào)濕空氣進(jìn)風(fēng)口）抽入電子致冷器件的吸熱片，對(duì)吸熱片進(jìn)行強(qiáng)制散熱，提高致冷器工作效果及使用壽命，利用散熱對(duì)端子箱中的濕空氣進(jìn)行微量加熱，增加濕空氣進(jìn)入凝露室前溫差。

凝露室將濕空氣中的水汽凝露，通過排水孔排出，干燥空氣從抽濕后風(fēng)道流出，一方面可以帶動(dòng)凝露積水加速往下流，提高凝露效果，另一方面分離后的氣（風(fēng)）溫度較低，通過下部風(fēng)道由風(fēng)扇抽入電子致冷器件的吸熱片，可提高對(duì)致冷器的散熱效果。濕度低于40%時(shí)自動(dòng)停止抽濕。

4 除濕效果及結(jié)論

為檢驗(yàn)箱柜抽濕循環(huán)干燥器的效果，項(xiàng)目組采用兩臺(tái)同型號(hào)端子箱在同一工作環(huán)境下進(jìn)行對(duì)比，在二只相同的大號(hào)戶外端子箱（XJ－1）內(nèi)加裝不停的除濕裝置：一號(hào)戶外端子箱內(nèi)加裝濕度控制器＋50 W電加熱器；二號(hào)戶外端子箱內(nèi)加裝50 W抽濕干燥器情況。

從表中數(shù)據(jù)對(duì)比可見，抽濕干燥器除濕效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)加熱器。根據(jù)試運(yùn)行結(jié)果，箱柜抽濕循環(huán)干燥器安裝使用簡(jiǎn)便，全自動(dòng)控制，功能可靠、除濕效果好，運(yùn)行工作時(shí)無噪聲、無振動(dòng)、無致冷劑污染，實(shí)用環(huán)保。工作時(shí)箱柜內(nèi)無明顯溫升，實(shí)現(xiàn)了恒溫除濕的目標(biāo)。

[1]姬金富·箱、柜抽濕循環(huán)干燥器[P]. 實(shí)用新型專利:ZL 2010 2 0282339.2，2011（02）.