環(huán)網(wǎng)柜智能無線除濕裝置的研制與應(yīng)用

摘? 要：研制一種基于NBIOT技術(shù)的環(huán)網(wǎng)柜智能無線除濕裝置，擬解決環(huán)網(wǎng)柜等箱式設(shè)備容易在秋冬、梅雨季節(jié)柜內(nèi)形成凝露，影響設(shè)備安全運(yùn)行的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)可以采用遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控和手機(jī)監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：除濕;環(huán)網(wǎng)柜;智能;NBIOT

中圖分類號：TM507? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

0 引言

凝露是空氣濕度較大時(shí)發(fā)生的的一種特有現(xiàn)象，當(dāng)空氣中的水蒸氣達(dá)到飽和的程度時(shí)，在溫度相對較低的物體上凝結(jié)，而形成小水珠。作為配網(wǎng)中重要設(shè)備，環(huán)網(wǎng)柜每到了梅雨季節(jié)、大風(fēng)雨天氣、冬季，柜內(nèi)設(shè)備極易受潮、結(jié)露濕度過大，造成線圈霉斷、接線端子排絕緣擊穿、柜體銹蝕等，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行（環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)凝露現(xiàn)象如圖1所示）。

1環(huán)網(wǎng)柜凝露成因及危害分析

通過對實(shí)際情況進(jìn)行分析，對于環(huán)網(wǎng)柜容易形成凝露的原因得出以下結(jié)論：

（1）所在地區(qū)濕度高（例如貴州省大部分山區(qū)），氣候溫度變化大，晝夜溫差大，電氣柜底部潮濕，有的電纜溝甚至有積水;部分環(huán)網(wǎng)柜箱體距離電纜溝比較近，晚上潮濕的空氣產(chǎn)生的煙囪效應(yīng)導(dǎo)致潮氣直接沿著控制箱電纜管壁直接涌入箱體內(nèi);

（2）部分環(huán)網(wǎng)柜安裝位置處于地下室，改環(huán)境下本身濕度比較高，柜內(nèi)溫度尤其是接近地面的溫度要低于環(huán)境溫度;

（3）部分設(shè)備處于暫時(shí)停運(yùn)狀態(tài)，柜內(nèi)環(huán)境溫度一般低于周圍環(huán)境溫度，在其表面就極易形成凝露。

環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)形成的水珠會(huì)附著在其內(nèi)部的金屬和塑料部分上，對設(shè)備造成的主要危害有以下幾個(gè)方面：1）在端子排上形成的露珠容易造成交、直流短路接地，以及造成二次回路兩根線之間短接，如果剛好遇到開關(guān)跳閘回路的情況，則會(huì)引發(fā)開關(guān)誤動(dòng)作;2）在開關(guān)操作機(jī)構(gòu)上形成的露珠會(huì)腐蝕機(jī)構(gòu)內(nèi)的金屬部件，造成機(jī)構(gòu)壽命的減少，甚至因銹蝕而造成的機(jī)構(gòu)卡澀和拒動(dòng)作等情況;3）開關(guān)內(nèi)部大多數(shù)沒有進(jìn)行防水處理，在開關(guān)上形成露珠的話，可能會(huì)導(dǎo)致爬電或閃絡(luò)現(xiàn)象，尤其是針對設(shè)備處于停運(yùn)狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部溫度更低，更易在其表面形成凝露，一旦送電，極易發(fā)生事故。

2環(huán)網(wǎng)柜除濕系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀研究

凝露產(chǎn)生是需要一定條件的，針對其產(chǎn)生條件進(jìn)行研究，如圖2所示：

通過對圖2進(jìn)行分析得知：

（1）在一定的溫度條件下，空氣中的相對濕度越高，結(jié)露的溫度越是接近環(huán)境空氣溫度，也就是說，環(huán)境溫度愈接近露點(diǎn)溫度，凝露就越容易發(fā)生。

（2）不管空氣中的溫度如何，形成結(jié)露的露點(diǎn)溫度始終是低于環(huán)境溫度。

因此，為了防止凝露的發(fā)生，可以采取的對策有兩個(gè)方面，一是提高環(huán)境溫度;二是降低環(huán)境濕度。

目前在開關(guān)柜，匯控柜，環(huán)網(wǎng)柜，箱變，端子箱，機(jī)構(gòu)箱等電力箱式設(shè)備中主要的是采用第一種，提高環(huán)境溫度，采用加熱器來提高柜內(nèi)溫度，從而提高形成凝露的空氣濕度值，使其難以形成凝露。

但由于較高的溫度空氣中包含的水份一直停留在空氣中，當(dāng)環(huán)境溫度急劇下降時(shí)，空氣中無法繼續(xù)容納大量的水份，空氣中的水份仍將凝露在電氣設(shè)備的表面，所以檢修人員經(jīng)常發(fā)現(xiàn)安裝有加熱器除濕控制器的電柜仍然有嚴(yán)重的凝露現(xiàn)象，危害設(shè)備的運(yùn)行安全。

當(dāng)前環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的加熱型除濕器還有不能遠(yuǎn)程查看箱體環(huán)境溫、濕度值和進(jìn)行投切負(fù)載的缺點(diǎn)，加上環(huán)網(wǎng)柜比較分散，人工巡檢效率很低。

為此，我們可以引入NBIOT技術(shù)，研制一套智能無線除濕裝置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對除濕裝置的監(jiān)測和監(jiān)控，能大大減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障環(huán)網(wǎng)柜的安全運(yùn)行。

3 智能無線除濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

環(huán)網(wǎng)柜智能無線除濕系統(tǒng)，在監(jiān)控終端方面，既可以采用遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控，也可以采用手機(jī)監(jiān)控。遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控是指可在任何地點(diǎn)裝設(shè)監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)控主機(jī)通過WEB方式顯示除濕控制器收集到的信息。這些信息包含溫濕度測量量、除濕裝置工作狀態(tài)、除濕裝置傳感器是否處于故障狀態(tài)等。監(jiān)控主機(jī)除了能夠監(jiān)測數(shù)據(jù)外，還能對除濕裝置進(jìn)行控制。監(jiān)控主機(jī)可以控制除濕裝置的起停等。手機(jī)監(jiān)控與遠(yuǎn)程電腦監(jiān)控類似，手機(jī)監(jiān)控是用手機(jī)通過WEB方式訪問云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在手機(jī)上查詢顯示開關(guān)柜溫濕度參數(shù)和狀態(tài)。同時(shí)，手機(jī)也可控制是否遙控除濕，完成合理科學(xué)除濕，保護(hù)元器件不受銹蝕，延長元器件使用壽命。

此外，當(dāng)智能除濕裝置出現(xiàn)故障時(shí)，中繼通訊控制器可以以GSM的方式及時(shí)發(fā)送故障短信到手機(jī)客戶端，完成故障告警提示，這樣可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，避免因?yàn)槌凉裱b置出現(xiàn)故障而出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。

現(xiàn)場設(shè)備由智能運(yùn)維監(jiān)測終端（智能無線除濕裝置、智能溫濕度控制器等）和配套傳感器組成，其中智能運(yùn)維監(jiān)測終端為主機(jī)設(shè)備。現(xiàn)場設(shè)備具有環(huán)境監(jiān)控、聯(lián)動(dòng)除濕和通信等功能。各個(gè)功能模塊相互獨(dú)立。中繼通訊控制器具有第三方通信接口，可以方便的接入變配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。

4 智能無線除濕裝置結(jié)構(gòu)

智能無線除濕裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主體框架內(nèi)為一個(gè)功率可根據(jù)實(shí)際柜體面積選擇的風(fēng)扇;控制面板為液晶顯示屏，主要顯示數(shù)據(jù)為柜體內(nèi)的溫度和濕度。 智能無線除濕裝置結(jié)構(gòu)及具體部件功能如圖4所示。

5 智能無線除濕裝置的應(yīng)用

智能無線除濕裝置安裝到環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)如圖5所示，其除濕效果明顯，基于NBIoT技術(shù)的環(huán)網(wǎng)柜智能無線除濕裝置采用半導(dǎo)體電子元件制冷原理，利用珀?duì)柼?yīng)和微電子技術(shù)，將空氣中水氣分子凝結(jié)成水，通過導(dǎo)水管排出，達(dá)到設(shè)備內(nèi)部防潮除濕目的，徹底解決各類電氣設(shè)備內(nèi)部潮濕難題。

6結(jié)語

該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集箱體內(nèi)溫濕度狀態(tài)，工作狀態(tài)及故障狀態(tài)，方便客戶查詢設(shè)備信息，有效的管理設(shè)備運(yùn)行情況;由于環(huán)網(wǎng)柜的數(shù)量巨大，特別是對于高濕度的地方，該系統(tǒng)的應(yīng)用具有極強(qiáng)的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]陳維玲.兩種除濕方式性能的對比[J].山西建筑，2016（1）：201-202.

[2]閆錚，黨建軍，高亞強(qiáng)，等.一種電柜專用制冷型除濕器系統(tǒng)研究[J].機(jī)電一體化技術(shù)，2014（1）：37-38.

[3]周麗筠，楊洋.電力系統(tǒng)電力設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的相關(guān)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（16）：139-140.

[4]張良，葉加煒，傅顯峰，等.變電站新型端子箱設(shè)備方法及臨近系統(tǒng)研究[J].通信電源技術(shù)，2016（3）：106-108.

收稿日期：2019-11-06

作者簡介：婁方橋（1986—），女，貴州遵義人，碩士研究生，副教授，研究方向：配網(wǎng)自動(dòng)化。