配網(wǎng)戶外開(kāi)關(guān)柜智能除濕裝置技術(shù)研究程詩(shī)德

程詩(shī)德

（池州華光電力工程有限公司東至誠(chéng)興分公司，安徽 池州 247200）

1 戶外開(kāi)關(guān)柜的受潮原因

1.1 通氣孔堵塞

開(kāi)關(guān)柜設(shè)備如果遭遇柜內(nèi)外溫差較大情況，則會(huì)在電氣設(shè)備的絕緣層上產(chǎn)生水珠，該種情況長(zhǎng)期發(fā)生，則有損設(shè)備絕緣性能，因此分析開(kāi)關(guān)柜受潮的實(shí)際原因，有其必要性。首先因通氣問(wèn)題，柜內(nèi)外溫差將會(huì)進(jìn)一步增大，由此便產(chǎn)生柜內(nèi)水汽不能及時(shí)排出的情況，該種問(wèn)題主要原因是通氣孔堵塞。開(kāi)關(guān)柜設(shè)備會(huì)設(shè)置一定比例的通氣孔，若通氣孔因污垢、銹蝕等問(wèn)題導(dǎo)致柜體密封，則柜內(nèi)環(huán)境將逐漸變得潮濕，加速電力設(shè)備絕緣損壞，降低用電安全。

1.2 長(zhǎng)時(shí)間閑置

開(kāi)關(guān)柜設(shè)備在建設(shè)時(shí)，通常會(huì)留有備用設(shè)備，以確保當(dāng)電力危害發(fā)生時(shí)，能使用備用開(kāi)關(guān)柜設(shè)備來(lái)為電網(wǎng)配電產(chǎn)業(yè)持續(xù)供電。在長(zhǎng)時(shí)間備用后，或者設(shè)備內(nèi)并未加裝供熱機(jī)器，則開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部較易受潮，進(jìn)而影響各電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。通常來(lái)看，開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)溫度應(yīng)比柜外溫度稍低，因此空氣中的濕度分子就比較容易從外界環(huán)境中進(jìn)入到開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部，這便是露珠、水汽等物質(zhì)出現(xiàn)的原因。如果長(zhǎng)期未使用開(kāi)關(guān)柜設(shè)備，則柜內(nèi)外受潮而引發(fā)的銹蝕、損壞等情況，會(huì)給戶外配網(wǎng)產(chǎn)業(yè)造成巨大損失，柜內(nèi)加熱措施開(kāi)展不夠良好，則柜內(nèi)溫度不能與柜外溫度保持平衡，也就不便排氣孔帶走多余水汽，受潮危害逐漸加重。圖1為開(kāi)關(guān)柜受潮后狀態(tài)。

圖1 受潮后的開(kāi)關(guān)柜設(shè)備

1.3 柜門未密封

在進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)檢修期間，如果發(fā)現(xiàn)柜門開(kāi)啟后，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在較多積水，這便意味著柜門結(jié)構(gòu)未達(dá)到足夠的密封性。開(kāi)關(guān)柜的柜門結(jié)構(gòu)是阻擋大量水分、遮蔽光照的主要部件，如果柜門并不密封，則開(kāi)關(guān)柜相當(dāng)于失去了最外層防護(hù)，各類環(huán)境影響將會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行大規(guī)模侵襲，由此內(nèi)外濕度變化更為明顯，電氣設(shè)備的絕緣保護(hù)措施更加容易損壞，以此造成大面積斷電危害。在開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)中，如不能保障開(kāi)關(guān)柜各項(xiàng)部件的密封性，則受潮情況將持續(xù)發(fā)展下去，影響電力設(shè)備其正常運(yùn)行。

2 智能除濕裝置的構(gòu)架設(shè)計(jì)

分析市面上某款智能除濕裝置，其開(kāi)關(guān)柜智能除濕設(shè)備由STM32作為下位計(jì)算機(jī)，使用Mod-bus進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，借助C#編程設(shè)計(jì)方式，將顯示界面作為上位計(jì)算機(jī)，SAE作為服務(wù)器，APP作為監(jiān)視客戶端。STM32控制模塊的外部溫度和相對(duì)濕度傳感器通過(guò)RS-485將最終的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)絇C機(jī)的串行口。接收到信息后，PC的串行端口通過(guò)C#控件接收數(shù)據(jù)并將其顯示在界面上。同時(shí)，下位計(jì)算機(jī)收集的溫度和濕度信息通過(guò)HTTP傳輸協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器POST，服務(wù)器可以接收信息的內(nèi)容并快速響應(yīng)，然后在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中存儲(chǔ)和接收全面的數(shù)據(jù)［1］。

另外，在進(jìn)行客戶交互界面的設(shè)計(jì)上，當(dāng)裝置檢測(cè)儀器探知開(kāi)關(guān)柜內(nèi)某項(xiàng)數(shù)據(jù)存在超過(guò)閥值現(xiàn)象時(shí)，則可通知客戶端，以此來(lái)控制下位計(jì)算機(jī)，落實(shí)柜內(nèi)除濕操作。該智能裝置系統(tǒng)服務(wù)器選擇使用云計(jì)算平臺(tái)，在設(shè)計(jì)階段，考慮服務(wù)器的數(shù)據(jù)整理功能，將其與傳感器設(shè)備進(jìn)行連接，由此便可在發(fā)生應(yīng)急情況時(shí)，及時(shí)控制設(shè)備進(jìn)行除濕操作，屆時(shí)服務(wù)器將能把更多故障數(shù)據(jù)加以整合，避免日后發(fā)生受潮故障時(shí)沒(méi)有理論數(shù)據(jù)支持。

3 智能除濕裝置的技術(shù)研究

3.1 技術(shù)流程

使用智能裝置進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜除濕操作，其主要依靠半導(dǎo)體材質(zhì)在柜內(nèi)結(jié)構(gòu)中做以制冷工作模式，由此便可將柜內(nèi)潮濕水汽經(jīng)過(guò)通風(fēng)機(jī)、通氣孔來(lái)排出柜體，進(jìn)一步加大空氣流動(dòng)。以此方式，柜內(nèi)溫度的處理效率能有效提升，在與柜外溫度保持一致后，開(kāi)關(guān)柜便可實(shí)現(xiàn)較好的性能保持。另外，感知溫度、濕度的傳感器設(shè)備與加熱設(shè)備都是智能除濕裝置中的重要組成部分，通過(guò)獲取柜內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)，將其傳遞至計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)上，由此上位計(jì)算機(jī)便可下達(dá)除濕/加熱指令，從而準(zhǔn)確調(diào)控開(kāi)關(guān)柜內(nèi)溫度［2］。利用智能除濕裝置，能將水分、溫度等變量控制在與柜外環(huán)境相對(duì)統(tǒng)一的水平上，因此各電能設(shè)備可充分保持干燥，維持較高配電設(shè)備應(yīng)用水平。圖2為裝配了智能除濕裝置的開(kāi)關(guān)柜。

圖2 安裝智能除濕裝置的開(kāi)關(guān)柜

3.2 除濕原理

加熱片除濕方案。以電力加熱形式，將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在的水珠變?yōu)樗?，因水汽排出柜體方式較多，所以可達(dá)成較高的除濕目標(biāo)，而使用電力加熱方式，也能在較小成本下，落實(shí)除濕措施。另外，加熱片的購(gòu)買成本較低，但其運(yùn)行期間，若要進(jìn)行充分的除濕操作，所需電力供應(yīng)相對(duì)較大，而在加熱時(shí)逸散的熱量，也將會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備產(chǎn)生異常老化現(xiàn)象，不利于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電線設(shè)備的高效輸電。

空調(diào)除濕方案?？照{(diào)的除濕的方式是將電力箱柜內(nèi)的濕氣，進(jìn)行一個(gè)抽離的形式，雖然可以避免因?yàn)榧訜嵩斐傻碾娏υO(shè)備的老化的問(wèn)題，但是因?yàn)樽鳂I(yè)的時(shí)候，其功率非常巨大，所以所需要的壓縮機(jī)也非常大。如果壓縮機(jī)體積偏小，則長(zhǎng)久運(yùn)行下，將不能滿足較小功率的開(kāi)關(guān)柜，進(jìn)行運(yùn)行目的［3］。

吸濕劑除濕方案。此種除濕原理下，可分為兩種應(yīng)用形式，其一為固態(tài)吸濕劑，比如金屬粉末等，其二為液態(tài)的吸濕劑，總體來(lái)說(shuō)，使用液體吸濕劑性能更優(yōu)，但液體材料需要在溫度較低情況下使用，才能達(dá)成較高吸濕效果。通常需要進(jìn)行吸濕操作，是為了將柜內(nèi)水汽凝結(jié)，但外界氣溫持續(xù)降低，則液體吸濕劑會(huì)受到使用中的較大干擾，性能減弱。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在較多關(guān)鍵性配電設(shè)備及零部件，因此對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行安全保護(hù)有其必要性，考慮到戶外環(huán)境下，開(kāi)關(guān)柜將長(zhǎng)期處于濕潤(rùn)環(huán)境中，因此其受潮問(wèn)題較為常見(jiàn)，采用智能除濕裝置，能有效降低開(kāi)關(guān)柜受潮危害的發(fā)生幾率。智能除濕其原理為利用各類智能化控制下的裝置，將柜內(nèi)柜外溫度保持一致，并有效排出柜內(nèi)水汽，由此便能達(dá)到開(kāi)關(guān)柜干燥目的。利用智能除濕裝置的相關(guān)技術(shù)，能為更多電力產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)備除濕操作，由此便可良好保證電力設(shè)備能以高效、規(guī)范運(yùn)行準(zhǔn)則進(jìn)行電力輸送工作。