基于除濕技術在變電設備運行中的應用探索

張偉明

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

關鍵詞：除濕技術;變電設備;戶外端子箱

前言：

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

1半導體除濕器的構成和作用原理

1.1半導體除濕器的構成

半導體除濕器包含冷熱面交換器，除濕控制電路能夠對除濕器進行控制，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，排水孔可以排出設備中的水分，除濕器還包含凝露室和半導體制冷器，制冷器和風扇同時啟動后，能夠起到制冷的作用，將濕空氣轉移到凝露室中。

1.2半導體除濕器的作用原理

半導體除濕器有兩種運行模式，第一種運行模式為控制模式，在控制模式的應用中，變電設備可以在半導體除濕器的控制下進行自動除濕。對變電設備的濕度進行監測，當設備內部的濕度到達預先設定的范圍后，電源導通，開始制冷除濕。控制模式還包含三種模式，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閉，這會影響設備的使用壽命。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。在該模式的應用中，設定上下限，在一定的范圍內進行啟動和關閉，避免除濕器頻繁啟停。當變電設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，如果濕度已經低于門檻值，除濕器就會進入待機狀態。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，避免設備長期積霜，排出水分;二是積霜模式，溫度低于18℃時，將氣態的水汽轉化成固態的形式;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半導體除濕器在變電設備運行中的應用分析

2.1高壓開關柜的應用

2.1.1應用背景

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

2.1.2應用方案

通過實地勘查與分析，該電力公司維修人員擬定采用半導體除濕技術解決問題，并設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高壓開關柜柜內放電問題。設計方案如下：

由于原柜內的電加熱器除濕方案并未產生有效的效果，反而因加熱后使水分在氣態和液態之間進行轉化，加重了開關附近的濕氣，故將原有的電加熱器進行拆除，使用半導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，擬定在高壓開關柜后安裝兩只半導體除濕器，使之在工作中形成對流循環，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，使高壓開關柜內的濕度可以有效降低，進而保證高壓開關柜正常運轉。在電源上，將原有的電加熱器電源進行整流，使之符合半導體除濕器的電源需要，分別給半導體除濕器進行供電。由于高壓開關柜內部分絕緣材料老化，故對相應的絕緣材料進行了拆除和更換。在排水設施中，為保證該變電站高壓開關室的干燥，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應用結果

該電力公司進行改造后，將安裝的半導體除濕器設定為固定運行時間工作模式，全自動工作，當檢測到高壓開關柜內濕度達到啟動值后，自動開啟工作電源，進行制冷，并將柜內濕氣抽出，在連續工作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重復上述工作，如果柜內濕度達到要求則自動停止。在改造結束半導體除濕器工作一段時間后，該工作人員進行了復核，發現該變電站內高壓開關柜內空氣干燥，并未出現凝露現象，柜內放電現象也不再發生。

2.2戶外端子箱的應用

2.2.1應用背景

在實際應用中，由于端子箱裸露在室外，潮濕的空氣和較大的晝夜溫差導致戶外端子箱內部潮濕，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部，戶外端子箱因密閉構造通風不暢，使得水汽一旦進入便不易排出，戶外端子箱內濕度進一步加大。戶外端子箱空氣中水汽飽和或者入夜后溫度的急劇下降，使得水汽容易凝結成水珠，產生凝露現象，容易導致戶外端子箱時常放電或者產生銹蝕，對于用電安全產生了極大的隱患。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將半導體制冷型除濕器進行接線，使之為新的除濕設備進行供電。在半導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部其他電子元件的正常工作為主要依據，并無其他要求。在排水管道的設置上，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應用結果

在對戶外端子箱進行除濕改造后，將半導體除濕器的控制模式設定為固定運行時間模式，當檢測到戶外端子箱內相對濕度達到啟動值后（設置相對濕度啟動值為65%），會自動進行制冷與除濕工作，連續工作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境中，通過對比試驗，檢驗半導體除濕器的工作效果，一段時間后發現使用了半導體除濕器的戶外端子箱內部空氣干燥，其濕度始終低于半導體除濕器的啟動值，更遠遠小于安裝了電加熱器端子箱的箱內濕度，未出現凝露現象，工作狀態良好。由此可見，半導體除濕器的除濕效果比電加熱方式的除濕效果更加優越。

結論：半導體除濕器的工作原理較為簡單，結構輕便，適合對較小空間進行除濕。無論針對高壓開關柜還是針對戶外端子箱，都有較好的除濕效果，避免因濕度過大導致變電設備發生故障的現象，為變電設備的正常運轉和安全運行提供環境基礎，具有較高的應用價值。

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