電力柜體內(nèi)環(huán)境智能測(cè)控系統(tǒng)探析

湯蓮 張建 李本慧 田琛琛 張志 李松霖

摘要：變電站的正常運(yùn)行需要大量的電氣設(shè)備，而柜體內(nèi)部環(huán)境的變化直接影響到這些電氣設(shè)備的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，所以柜內(nèi)設(shè)備內(nèi)受潮凝露的問(wèn)題急需找到一種行之有效的方法，解決設(shè)備運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。尤其是變電站戶外設(shè)備，由于柜內(nèi)空間相對(duì)密閉，潮氣進(jìn)入后不能及時(shí)排出，極易在柜壁和電器元件表面產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，造成短路事故，甚至造成嚴(yán)重的電網(wǎng)事故事件，給人民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)安全造成極大的負(fù)面影響。所以柜內(nèi)受潮凝露的問(wèn)題急需找到一種行之有效的方法，解決設(shè)備運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。

引言

當(dāng)前電力行業(yè)中，變電站使用的各種電力控制箱體，在受到強(qiáng)迫循環(huán)通風(fēng)或者密封不好等情況時(shí)，受制于電氣使用要求或者外界環(huán)境因素的影響，其內(nèi)部空氣環(huán)境很容易遭受潮濕。尤其是在一些空氣潮濕的南方地區(qū)愈加明顯。

潮濕的內(nèi)部空氣環(huán)境，會(huì)對(duì)電力控制箱體的安全可靠運(yùn)行造成極其嚴(yán)重的威脅， ? ? ? 對(duì)電氣絕緣性能的考驗(yàn)很大，存在嚴(yán)重的安全隱患。所以，對(duì)電力控制柜體內(nèi)部除濕顯得格外重要。

一、方案

以傳統(tǒng)方式的環(huán)保變色無(wú)鈷硅膠為吸濕核心，采用主動(dòng)吸收柜內(nèi)空氣和柜外相對(duì)干燥空氣形成氣流循環(huán)并且加上氣流流經(jīng)專用風(fēng)道內(nèi)硅膠過(guò)濾吸濕的方式，建立起柜體內(nèi)循環(huán)干燥模式和柜體外循環(huán)干燥附加“柜內(nèi)微正壓”模式。系統(tǒng)具有硅膠自動(dòng)烘干祛濕、可再生利用的功能。

配備中控機(jī)、云平臺(tái)或者手機(jī)客戶端的方式，方便隨時(shí)查詢除濕系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、柜內(nèi)環(huán)境的濕度監(jiān)控。

層級(jí)組織系統(tǒng)示意圖如下（圖1）：

二、特點(diǎn)介紹

1 采用環(huán)保無(wú)鈷變色硅膠，具有在線加熱烘干再生功能;系統(tǒng)免維護(hù)。

2 智能化檢測(cè)控制柜內(nèi)/外的溫濕度來(lái)控制循環(huán)風(fēng)機(jī)、閥門和加熱器等執(zhí)行元件。

3 柜內(nèi)實(shí)現(xiàn)干燥空氣的內(nèi)循環(huán);

4 可以形成柜內(nèi)干燥空氣的微正壓系統(tǒng)（通過(guò)把柜外干燥空氣經(jīng)過(guò)硅膠過(guò)濾除濕后強(qiáng)制送到柜內(nèi)）。

5 吸濕硅膠單元做成模塊化結(jié)構(gòu)，方便更換。

6 可進(jìn)行中控屏或者云平臺(tái)或者手機(jī)APP等后臺(tái)在線遠(yuǎn)程監(jiān)控。

7 方便系統(tǒng)改造以及安裝。

三、裝置系統(tǒng)

裝置系統(tǒng)圖如下圖所示（圖2）：

四、工作原理/實(shí)施方式

如圖2所示，本除濕系統(tǒng)裝置安裝在柜體外側(cè)（只需柜體的上部和下部各開一個(gè)圓孔用于出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口使用即可）。

配備可以測(cè)量柜體內(nèi)部的內(nèi)環(huán)境的溫度和濕度傳感器，和可以測(cè)量柜體外部的大氣環(huán)境（外環(huán)境）的溫度和濕度傳感器。以及設(shè)置柜內(nèi)壓力傳感器（用于產(chǎn)生柜內(nèi)微正壓）。

柜體內(nèi)循環(huán)。當(dāng)檢測(cè)到柜內(nèi)底部的濕度大于設(shè)定值時(shí)，實(shí)施啟動(dòng)裝置強(qiáng)迫進(jìn)行風(fēng)循環(huán)，迫使柜內(nèi)潮濕空氣流通過(guò)柜體底部進(jìn)風(fēng)口流出并且流經(jīng)裝有硅膠的專用風(fēng)道。柜內(nèi)氣流經(jīng)過(guò)硅膠后潮濕空氣變得相對(duì)干燥，然后再通過(guò)柜體上部進(jìn)風(fēng)口送進(jìn)入柜體內(nèi)。如此，實(shí)現(xiàn)柜體內(nèi)部循環(huán)。

柜體外循環(huán)（形成柜內(nèi)微正壓）。當(dāng)檢測(cè)到柜外環(huán)境空氣條件（達(dá)到設(shè)定值）適合直接送進(jìn)柜體內(nèi)部時(shí)，則系統(tǒng)切換到外循環(huán)微正壓模式。此時(shí)，把柜體底部的出風(fēng)口關(guān)閉，把外循環(huán)閥門打開，把外部干燥空氣強(qiáng)制吸入并流經(jīng)硅膠后送入到柜體內(nèi)部。并且考慮設(shè)置增壓部件并持續(xù)給柜內(nèi)送進(jìn)干燥空氣，使得柜內(nèi)的環(huán)境壓力保持在略高于柜外環(huán)境壓力的可設(shè)定數(shù)值上。此時(shí)，形成柜內(nèi)干燥空氣環(huán)境的微正壓狀態(tài)（亦確保了由于密封問(wèn)題導(dǎo)致的電纜溝濕氣無(wú)法進(jìn)入到柜內(nèi)）。

硅膠再生利用。當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)到硅膠吸濕飽和設(shè)定值時(shí)，則先關(guān)閉柜內(nèi)循環(huán)通道（閥門），然后打開外部通道（閥門）。啟動(dòng)硅膠內(nèi)部的加熱板對(duì)硅膠進(jìn)行在線烘干，烘干時(shí)產(chǎn)生的潮氣經(jīng)外部通道排出裝置外。待烘干完畢后，裝置優(yōu)先切換到內(nèi)循環(huán)模式。

系統(tǒng)智能后臺(tái)。本系統(tǒng)裝置可以配備光纖或者DTU無(wú)線通信模塊（4G信號(hào)）或者modbus通訊模塊等方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組網(wǎng)或者云端查看或者支持手機(jī)APP查看整個(gè)系統(tǒng)的工況。

五、結(jié)語(yǔ)

本方案采用傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)高效的硅膠除濕方式，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)使用;同時(shí)，配合柜內(nèi)環(huán)境微正壓措施，再加上必要時(shí)智能化云端平臺(tái)在線監(jiān)控。由此，把困擾已久的除濕問(wèn)題，采用一個(gè)嶄新的思路、提高一個(gè)系統(tǒng)化的層級(jí)進(jìn)行解決。

參考文獻(xiàn)：

[1]李海岳，陳其爭(zhēng). 智能溫濕度控制系統(tǒng)在配電柜體內(nèi)的運(yùn)用初探[J]. 中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2020（36）：61.