電力柜體內環境智能測控系統探析

湯蓮 張建 李本慧 田琛琛 張志 李松霖

摘要：變電站的正常運行需要大量的電氣設備，而柜體內部環境的變化直接影響到這些電氣設備的安全、穩定的運行，所以柜內設備內受潮凝露的問題急需找到一種行之有效的方法，解決設備運行安全風險。尤其是變電站戶外設備，由于柜內空間相對密閉，潮氣進入后不能及時排出，極易在柜壁和電器元件表面產生凝露現象，造成短路事故，甚至造成嚴重的電網事故事件，給人民經濟、社會安全造成極大的負面影響。所以柜內受潮凝露的問題急需找到一種行之有效的方法，解決設備運行安全風險。

引言

當前電力行業中，變電站使用的各種電力控制箱體，在受到強迫循環通風或者密封不好等情況時，受制于電氣使用要求或者外界環境因素的影響，其內部空氣環境很容易遭受潮濕。尤其是在一些空氣潮濕的南方地區愈加明顯。

潮濕的內部空氣環境，會對電力控制箱體的安全可靠運行造成極其嚴重的威脅， ? ? ? 對電氣絕緣性能的考驗很大，存在嚴重的安全隱患。所以，對電力控制柜體內部除濕顯得格外重要。

一、方案

以傳統方式的環保變色無鈷硅膠為吸濕核心，采用主動吸收柜內空氣和柜外相對干燥空氣形成氣流循環并且加上氣流流經專用風道內硅膠過濾吸濕的方式，建立起柜體內循環干燥模式和柜體外循環干燥附加“柜內微正壓”模式。系統具有硅膠自動烘干祛濕、可再生利用的功能。

配備中控機、云平臺或者手機客戶端的方式，方便隨時查詢除濕系統的運行狀況、柜內環境的濕度監控。

層級組織系統示意圖如下（圖1）：

二、特點介紹

1 采用環保無鈷變色硅膠，具有在線加熱烘干再生功能;系統免維護。

2 智能化檢測控制柜內/外的溫濕度來控制循環風機、閥門和加熱器等執行元件。

3 柜內實現干燥空氣的內循環;

4 可以形成柜內干燥空氣的微正壓系統（通過把柜外干燥空氣經過硅膠過濾除濕后強制送到柜內）。

5 吸濕硅膠單元做成模塊化結構，方便更換。

6 可進行中控屏或者云平臺或者手機APP等后臺在線遠程監控。

7 方便系統改造以及安裝。

三、裝置系統

裝置系統圖如下圖所示（圖2）：

四、工作原理/實施方式

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

配備可以測量柜體內部的內環境的溫度和濕度傳感器，和可以測量柜體外部的大氣環境（外環境）的溫度和濕度傳感器。以及設置柜內壓力傳感器（用于產生柜內微正壓）。

柜體內循環。當檢測到柜內底部的濕度大于設定值時，實施啟動裝置強迫進行風循環，迫使柜內潮濕空氣流通過柜體底部進風口流出并且流經裝有硅膠的專用風道。柜內氣流經過硅膠后潮濕空氣變得相對干燥，然后再通過柜體上部進風口送進入柜體內。如此，實現柜體內部循環。

柜體外循環（形成柜內微正壓）。當檢測到柜外環境空氣條件（達到設定值）適合直接送進柜體內部時，則系統切換到外循環微正壓模式。此時，把柜體底部的出風口關閉，把外循環閥門打開，把外部干燥空氣強制吸入并流經硅膠后送入到柜體內部。并且考慮設置增壓部件并持續給柜內送進干燥空氣，使得柜內的環境壓力保持在略高于柜外環境壓力的可設定數值上。此時，形成柜內干燥空氣環境的微正壓狀態（亦確保了由于密封問題導致的電纜溝濕氣無法進入到柜內）。

硅膠再生利用。當系統自動檢測到硅膠吸濕飽和設定值時，則先關閉柜內循環通道（閥門），然后打開外部通道（閥門）。啟動硅膠內部的加熱板對硅膠進行在線烘干，烘干時產生的潮氣經外部通道排出裝置外。待烘干完畢后，裝置優先切換到內循環模式。

系統智能后臺。本系統裝置可以配備光纖或者DTU無線通信模塊（4G信號）或者modbus通訊模塊等方式，實現系統組網或者云端查看或者支持手機APP查看整個系統的工況。

五、結語

本方案采用傳統的經濟高效的硅膠除濕方式，實現免維護使用;同時，配合柜內環境微正壓措施，再加上必要時智能化云端平臺在線監控。由此，把困擾已久的除濕問題，采用一個嶄新的思路、提高一個系統化的層級進行解決。

參考文獻：

[1]李海岳，陳其爭. 智能溫濕度控制系統在配電柜體內的運用初探[J]. 中國戰略新興產業，2020（36）：61.