一種新型自動化溫控配電箱在電網中的應用

覃孟

【摘 要】隨著國家電網的發展，人們對于電網安全、可靠、高效的運行目標要求越來越高。如何才能保證此環節的正常工作，是目前智能電網正在深入研究的課題之一。文章嘗試推出一種結構更加合理、自動化模式新穎、具有智能化管控終端的新型戶外溫控配電箱設備，以提高配電箱的性能和使用質量。

【關鍵詞】新型自動化溫控配電箱 電網 應用

一、引言

目前，全球都在大力發展智能化電網。而變電站作為電網運行的重要環節，其電源系統的安全穩定是保障整個電網穩定連續運行的關鍵。對于傳統變電站而言，電網戶外配電箱的漏水、滲水、端子生銹腐化等非人為因數損耗一直在困擾著電力企業。又由于配電箱安置的地理位置較為特殊，部分還處于較為偏僻的山上，設備長時間處于無人值守的狀態。如何實時地監控箱內的各元器件、線路、溫濕度的狀態，是保證內部電器壽命和穩定性的關鍵，也是保證整個智能化電網信息管控的關鍵。本人企圖通過探索實踐，嘗試推出一種結構更加合理、自動化模式新穎、具有智能化管控終端的新型戶外溫控配電箱設備，以提高配電箱的性能和使用質量。

二、傳統配電箱結構及使用情況分析

（一）傳統配電箱的使用

傳統配電箱一般為方箱結構（見圖1）。

配電箱配備外開式的電箱門，側開朝下的百葉窗通風孔，其機構較為簡單，適用于家庭用的室內電表、閘刀的安裝。但是安裝在室外時，由于箱內滲入或者百葉窗內的霧氣透入等原因，都會對箱內的元器件造成過早的老化腐蝕。同時，由于箱內無排風裝置，箱內氣體流通慢，無法及時將箱內潮濕氣體排出箱外，反而因箱內受熱不均勻更容易造成局部凝露。

（二）傳統配電箱防漏措施

如何防止外部雨水、潮濕氣體滲透至箱內，同時又要使箱內的潮濕氣體能排出箱外？有兩個途徑：第一，增強箱體密封性，提高其防護等級；第二，加裝驅潮控裝置，控制箱內的溫度及濕度。

（三）傳統配電箱故障報修

傳統的故障報修方式為人工反饋方式，在一些危險或者惡劣的環境下，打開配件箱檢測極為困難，檢修工作難以展開，所以就難免出現一些隱報瞞報的現象，導致故障不能及時處理，民怨較大。目前，較好地處理措施就是定期對每個配電箱進行檢測，發現有故障隱患的及時整改更新，將問題扼殺在源頭。

（四）傳統配電箱故障記錄

傳統的故障記錄方式一般為臺賬記錄。由于每個維修技師表達能力及描述能力有限，就會造成信息失真，會對整個故障后期排查造成誤導。目前，臺賬的記錄一般為電腦錄入，數據積累難以形成線性的分析報告，給上層決策造成一定的困擾。

（五）傳統配電箱故障處理方式

傳統的故障分析一般為人工+儀器判斷，在技術分析人員離崗時，難以對臨時故障做出預判，而儀器判斷還停留在實驗室中分析階段，時效性差。

三、新型自動溫控配電箱的結構及基理

（一）結構形式

新型自動化溫控配電箱主要包括箱體、箱門、支撐桿、防雨頂蓋和自動化溫度控制系統六個部分（如圖2所示）。在箱門正面設置有門鎖和警示牌，起到警示的作用。

（1-箱體；2-箱鎖；3-箱門；4-防雨頂蓋；5-支撐桿；6-自動化溫度控制系統；7-警示牌）

自動化溫度控制系統主要包括微處理器、電源模塊、驅動模塊、報警驅動模塊、無線通信模塊、數字溫度傳感器、降溫裝置、報警裝置、上位機和移動終端等設備。數字溫度傳感器用于采集信號并與微處理器相連，微處理器通過驅動模塊控制降溫裝置，微處理器通過驅動報警模塊控制報警裝置，微處理器通過無線通信模塊與上位機、移動終端實現通訊（如圖3所示）。

（二）防漏措施

在箱體上部通過支撐桿安裝防雨頂蓋，下雨時雨水順著不銹鋼防雨頂蓋滴落到地上，防止雨水侵蝕箱體。

（三）故障傳輸、記錄、分析處理

在箱體內部設置有自動化溫度控制系統及其電源接線，當箱內出現異常故障時，通過數字溫度傳感器將采集到的信號輸送給微處理器處理。當溫度高于微處理器的設定值時，微處理器控制驅動模塊和驅動報警模塊報警。報警模塊提示操作人員箱體內部處于過熱狀態，需要進行處理。同時微處理器通過無線通信模塊與上位機內的無線通信模塊實現通信，將處理的信息提供給上位機。操作人員可根據所提供的信息，通過上位機輸出控制信號，最終通過微處理器驅動降溫裝置進行工作，通過遠程控制及時對箱體進行降溫處理。降溫裝置只由一組抽風機構成，通過抽風機運作，加快箱內氣體流通，從而將箱內潮濕氣體通過戶外箱體呼吸通道向外排放。

上位機就各節點采集的各種數據進行處理，將收集、處理后的數據實時顯示在人機界面上，同時可以記錄驅動報警模塊報警和動作記錄等歷史數據。上位機還可以設定微處理器各節點動作定值。綜合后臺通過M0UDBUS協議與上位機通信。通過采集軟件，除了擁有同上位機一樣具有遙測、遙控、遙調的功能外，還能夠基于SQL Server數據庫對采集到的溫度數據進行分析，生成指定時間段的數據報表，對每個節點采集到的整個數據進行評估。最后可通過綜合后臺安裝的打印機，打印報表數據。

四、新型自動溫控配電箱的使用效果

新型帶防雨頂蓋的配電箱徹底解決了箱內滲水、漏水的問題，從而避免了由于箱內水汽蒸發造成的線路端子潮濕生銹、腐化等問題。同時，此新型配電箱內、外配備的自動化控制設備能實時監控箱內的溫度、濕度、線路聯通狀態，及時報警，從而避免了因箱體內溫度過高到導致電氣元件燒壞的現象，保證了電氣元件的性能。

使用此新型自動溫控配電箱還可以免去配電箱定期檢查的工序，降低維護成本。

五、新型自動溫控配電箱的推廣

此結構為新型配電箱結構，在實際應用中發現，箱體的制造工藝并不復雜，其加工性及其耐腐蝕性較好。較為復雜的是整個自動溫控系統的布置及程序設置，在較為有限的箱體空間時，溫度傳感器、驅動模塊、降溫裝置布置受限，需要另行開發更小巧型的元件，對制造成本造成一定的影響。不過此影響可通過調整配電箱的容積大小來消除。對于程序設置，需要有一個長期的試驗、數據收集、驗證過程，只有通過不斷的試驗，才能找到一個最佳的溫度控制點。

六、結論

隨著生活水平的不斷提高，人們對于電網安全、可靠、高效的運行目標要求也越來越高。而配電箱是電力系統的重要組成部分，它承擔著保障電力系統安全穩定運行的重任。隨著工業技術水平的不斷發展，配電箱的體積及安裝方法越發先進，其應用范圍也越發廣泛。這就給電力配電箱的操作及運行提出了更高的要求，它必須適應多種惡劣環境且能夠可靠運行，只有這樣才能夠為電力系統創優工程提供強有力的支持。配電箱的選擇、安裝以及日常維護均會對其運行產生一定的影響，任何一個環節都需要我們進行全面分析與研究。在今后的工作中，筆者將繼續致力于該領域的研究工作，以期能夠獲得更多更有價值的研究成果。

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