基于除濕技術(shù)在變電設(shè)備運行中的應(yīng)用探索

張偉明

摘 ?要：半導(dǎo)體除濕器是一種利用半導(dǎo)體進行制冷進而達到除濕效果的新型除濕設(shè)備。本文簡要介紹該種除濕設(shè)備的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和工作原理，并仔細探究半導(dǎo)體除濕器在高壓開關(guān)柜和戶外端子箱的應(yīng)用，圍繞半導(dǎo)體除濕器的應(yīng)用背景、應(yīng)用方案和應(yīng)用效果展開討論，旨在為電力工作者提供除濕思路，促使變電設(shè)備安全使用。

關(guān)鍵詞：除濕技術(shù);變電設(shè)備;戶外端子箱

前言：

干燥的環(huán)境是保障變電設(shè)備在運行過程中的運轉(zhuǎn)性能、使用壽命和電力安全的重要因素，因此除濕技術(shù)始終是電力工作者的研究重點。在目前的研究方向中，半導(dǎo)體除濕技術(shù)因其較低的生產(chǎn)成本和使用成本、簡單輕便的構(gòu)造、較長的使用壽命和較低的噪音等特點受到了廣泛關(guān)注。

1半導(dǎo)體除濕器的構(gòu)成和作用原理

1.1半導(dǎo)體除濕器的構(gòu)成

半導(dǎo)體除濕器包含冷熱面交換器，除濕控制電路能夠?qū)Τ凉衿鬟M行控制，工作人員可以通過LED液晶顯示屏查看濕度情況，濕度較大的氣體可以通過氣流出入口和通道排出去，排水孔可以排出設(shè)備中的水分，除濕器還包含凝露室和半導(dǎo)體制冷器，制冷器和風(fēng)扇同時啟動后，能夠起到制冷的作用，將濕空氣轉(zhuǎn)移到凝露室中。

1.2半導(dǎo)體除濕器的作用原理

半導(dǎo)體除濕器有兩種運行模式，第一種運行模式為控制模式，在控制模式的應(yīng)用中，變電設(shè)備可以在半導(dǎo)體除濕器的控制下進行自動除濕。對變電設(shè)備的濕度進行監(jiān)測，當設(shè)備內(nèi)部的濕度到達預(yù)先設(shè)定的范圍后，電源導(dǎo)通，開始制冷除濕?？刂颇Ｊ竭€包含三種模式，一是單門檻越限啟動模式，當實際濕度超過設(shè)定門檻值后，立即開始除濕，在除濕的過程中，如果濕度降低到門檻值以下，就會自動停止除濕。需要注意的是，若濕度圍繞著門檻值上下浮動，除濕器就會頻繁啟動和關(guān)閉，這會影響設(shè)備的使用壽命。二是雙門檻越限啟動模式，該模式彌補了單門檻越限啟動的不足。在該模式的應(yīng)用中，設(shè)定上下限，在一定的范圍內(nèi)進行啟動和關(guān)閉，避免除濕器頻繁啟停。當變電設(shè)備存在過大的濕度時，將會使除濕器長時間運行，同樣會影響除濕器的耐用性。三是固定運行時間模式，將溫濕傳感器安裝到高壓開關(guān)柜和戶外端子箱上，當濕度超過門檻值后，除濕器開始運行，但是除濕器不會一直運行下去，運行一段時間后，除濕器會自動關(guān)閉，傳感器再次檢測濕度，如果濕度仍然較高，除濕器就會重新開始運行，如果濕度已經(jīng)低于門檻值，除濕器就會進入待機狀態(tài)。該模式能夠達到除濕的目的，還能保護除濕器，降低除濕器的能耗。

第二種運行模式為工作模式，環(huán)境溫度較低時，水汽將會變成霜，為了有效除濕，將工作模式劃分成三個不同的模式，一是化霜模式，避免設(shè)備長期積霜，排出水分;二是積霜模式，溫度低于18℃時，將氣態(tài)的水汽轉(zhuǎn)化成固態(tài)的形式;三是凝露模式，溫度高于18℃時，使水和氣相互分離，達到干燥除濕的目的。

2半導(dǎo)體除濕器在變電設(shè)備運行中的應(yīng)用分析

2.1高壓開關(guān)柜的應(yīng)用

2.1.1應(yīng)用背景

某變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜發(fā)生柜內(nèi)放電現(xiàn)象，為保證該變電站的正常運轉(zhuǎn)，電力公司對該處高壓開關(guān)柜進行現(xiàn)場勘查，通過勘察發(fā)現(xiàn)，該高壓開關(guān)柜所在房屋建筑密封性不好，高壓開關(guān)柜中濕度較大，絕緣板及開關(guān)處有水珠存在，受潮嚴重，高壓開關(guān)柜內(nèi)帶電部分對空氣、地面的導(dǎo)電性提升，在高壓電流經(jīng)過部分高濕度空氣時，該高壓開關(guān)柜經(jīng)常出現(xiàn)對地放電的現(xiàn)象，有電暈和放電聲產(chǎn)生。此外，該高壓開關(guān)柜內(nèi)采用了安裝電加熱器的方案，試圖通過對設(shè)備進行內(nèi)部加熱解決凝露問題，但這種方案并未將水蒸氣排出，反而導(dǎo)致高壓開關(guān)柜內(nèi)開關(guān)周圍濕度過高，導(dǎo)致水珠產(chǎn)生，進而引發(fā)了高壓開關(guān)柜柜內(nèi)放電現(xiàn)象。

2.1.2應(yīng)用方案

通過實地勘查與分析，該電力公司維修人員擬定采用半導(dǎo)體除濕技術(shù)解決問題，并設(shè)計了實施改造方案進行試驗，觀察該方式是否可以有效解決該變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜柜內(nèi)放電問題。設(shè)計方案如下：

由于原柜內(nèi)的電加熱器除濕方案并未產(chǎn)生有效的效果，反而因加熱后使水分在氣態(tài)和液態(tài)之間進行轉(zhuǎn)化，加重了開關(guān)附近的濕氣，故將原有的電加熱器進行拆除，使用半導(dǎo)體制冷型除濕器進行替換。針對原電加熱器除濕方案并未將水汽排出的問題，擬定在高壓開關(guān)柜后安裝兩只半導(dǎo)體除濕器，使之在工作中形成對流循環(huán)，進而達到抽濕的目的，對于抽濕過程中抽出的水分，用排水管進行排出，使高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度可以有效降低，進而保證高壓開關(guān)柜正常運轉(zhuǎn)。在電源上，將原有的電加熱器電源進行整流，使之符合半導(dǎo)體除濕器的電源需要，分別給半導(dǎo)體除濕器進行供電。由于高壓開關(guān)柜內(nèi)部分絕緣材料老化，故對相應(yīng)的絕緣材料進行了拆除和更換。在排水設(shè)施中，為保證該變電站高壓開關(guān)室的干燥，故利用排水管將水排出。在對排水管進行安裝時，需要注意排水管應(yīng)靠近柜壁和地面。排水管道在進行連接時，注意接口處的密封性能，防止水分逸散。

2.1.3應(yīng)用結(jié)果

該電力公司進行改造后，將安裝的半導(dǎo)體除濕器設(shè)定為固定運行時間工作模式，全自動工作，當檢測到高壓開關(guān)柜內(nèi)濕度達到啟動值后，自動開啟工作電源，進行制冷，并將柜內(nèi)濕氣抽出，在連續(xù)工作2小時后，停止工作，在停止工作10分鐘后重新檢測濕度，如果高于啟動值則繼續(xù)重復(fù)上述工作，如果柜內(nèi)濕度達到要求則自動停止。在改造結(jié)束半導(dǎo)體除濕器工作一段時間后，該工作人員進行了復(fù)核，發(fā)現(xiàn)該變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜內(nèi)空氣干燥，并未出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，柜內(nèi)放電現(xiàn)象也不再發(fā)生。

2.2戶外端子箱的應(yīng)用

2.2.1應(yīng)用背景

在實際應(yīng)用中，由于端子箱裸露在室外，潮濕的空氣和較大的晝夜溫差導(dǎo)致戶外端子箱內(nèi)部潮濕，甚至形成凝露。由于戶外端子箱一般使用電纜進行連接，水汽和地下濕氣容易順電纜進行入戶外端子箱內(nèi)部，戶外端子箱因密閉構(gòu)造通風(fēng)不暢，使得水汽一旦進入便不易排出，戶外端子箱內(nèi)濕度進一步加大。戶外端子箱空氣中水汽飽和或者入夜后溫度的急劇下降，使得水汽容易凝結(jié)成水珠，產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，容易導(dǎo)致戶外端子箱時常放電或者產(chǎn)生銹蝕，對于用電安全產(chǎn)生了極大的隱患。為解決這一問題，故在戶外端子箱引入了電加熱器，但在實際應(yīng)用中由于無法將水汽有效排出，故而除濕效果并不明顯。

2.2.2應(yīng)用方案

因原有除濕方案效果不佳，故將原有的電加熱器進行拆除，引入半導(dǎo)體制冷型除濕器。原有的電加熱器使用了空氣斷路器，不僅可以完成對電路的控制，還可以起到良好的保護效果，故決定沿用，在空氣斷路器的出線側(cè)將半導(dǎo)體制冷型除濕器進行接線，使之為新的除濕設(shè)備進行供電。在半導(dǎo)體制冷型除濕器安裝位置的選擇上，以不影響戶外端子箱內(nèi)部其他電子元件的正常工作為主要依據(jù)，并無其他要求。在排水管道的設(shè)置上，要使排水管道通過防火封堵泥處理，將排水管引入電纜溝，做好封堵。

2.2.3應(yīng)用結(jié)果

在對戶外端子箱進行除濕改造后，將半導(dǎo)體除濕器的控制模式設(shè)定為固定運行時間模式，當檢測到戶外端子箱內(nèi)相對濕度達到啟動值后（設(shè)置相對濕度啟動值為65%），會自動進行制冷與除濕工作，連續(xù)工作2小時后，停止運行，10分鐘后重新檢測濕度，直到戶外端子箱的濕度低于啟動值，則停止除濕工作。為了檢驗半導(dǎo)體除濕器的工作效果，工作人員將安裝了電加熱器除濕裝置的另一臺戶外端子箱放置在改造后戶外端子箱的相同環(huán)境中，通過對比試驗，檢驗半導(dǎo)體除濕器的工作效果，一段時間后發(fā)現(xiàn)使用了半導(dǎo)體除濕器的戶外端子箱內(nèi)部空氣干燥，其濕度始終低于半導(dǎo)體除濕器的啟動值，更遠遠小于安裝了電加熱器端子箱的箱內(nèi)濕度，未出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，工作狀態(tài)良好。由此可見，半導(dǎo)體除濕器的除濕效果比電加熱方式的除濕效果更加優(yōu)越。

結(jié)論：半導(dǎo)體除濕器的工作原理較為簡單，結(jié)構(gòu)輕便，適合對較小空間進行除濕。無論針對高壓開關(guān)柜還是針對戶外端子箱，都有較好的除濕效果，避免因濕度過大導(dǎo)致變電設(shè)備發(fā)生故障的現(xiàn)象，為變電設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)和安全運行提供環(huán)境基礎(chǔ)，具有較高的應(yīng)用價值。

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