關于開關柜在線智能除濕裝置開發的研究報告

摘要：在電力系統中，保證電網供電穩定和用電安全既是基本的又是必須的。目前，一般來說，開關柜除濕裝置普遍采用安裝加熱板的形式，往往容易產生凝露，造成電力系統安全隱患的出現。因此，針對目前開關柜除濕裝置中存在的問題，我們首先就其應用環境和使用特點進行介紹，然后分析常規開關柜除濕裝置存在的問題，并進一步分析開關柜除濕裝置開發的內容和目標，最后對研發工作進行總結，并就本次研究取得的成果進行匯總分析和進一步地探討。

關鍵字：電力安全 開關柜 除濕裝置

中圖分類號：TU855文獻標識碼：A

一、開關柜在線智能除濕裝置開發的背景介紹

1.開關柜除濕裝置應用概述

為確保開關柜應用的安全性，我們往往采用安裝除濕裝置的方法，避免因為溫度變化造成的線路故障。一般來說，普通加熱型除濕器的應用是最為常見的。它的工作原理在于，通過該裝置的應用，將環境溫度升高使得空氣中能容納更多的水份，從而防止水汽在柜內凝露，造成線路故障。然而，這種常規裝置卻存在很大弊端，其原因就在于空氣中的水份一直停留在空氣中，如果外部溫度急劇下降，空氣中的水分就會凝露于開關柜表面，開關柜應用的風險就會加大。為了解決普通除濕裝置的安全隱患，迫切需要加強對開關柜除濕裝置的研發，以提高除濕的效果，確保應用安全。

2.開關柜在線智能除濕裝置開發簡介

在對實踐經驗總結的基礎上，我們提出半導體式除濕裝置項目的研究與開發。我們認為，通過在線智能裝置的開發，當柜體內的濕度超過定值時，使空氣中的水分在半導體制冷片的冷端表面凝結成水滴，出現結露現象，把水滴收集通過管道排除柜體，起到對開關柜的除濕效果。通過本次研發，實現了除濕器安裝的便捷化，而且運行安全可靠，能夠更好適應目前氣候變化和電力應用的需求。

二、開關柜在線智能除濕裝置的研究與開發

1.開關柜除濕裝置應用中的問題分析

要進一步降低除濕裝置運行失效或是受凝露影響造成安全隱患的問題發生，避免因空氣潮濕而引發的安全隱患和事故，確保變電設備的安全運行。首先，我們要對應用中的問題進行匯總和分析。

（1）受環境因素影響，氣候潮濕，濕度較大，降低了電氣設備的絕緣強度。

（2）空氣中的水分附著在絕緣材料的表面，使電氣設備的絕緣電阻降低，特別是使用年限較長的設備，內部有積塵吸附水分，潮濕程度更嚴重，絕緣電阻更低。設備的泄漏電流大大增加。

（3）受氣溫變化影響，特別是夏季尤其在梅雨季節，氣候潮濕、高熱，變電所里的高低壓柜容易產生凝露。

（4）水汽使絕緣降低引起的故障發生幾率增加。

基于以上原因，實踐中，開關柜的除濕保護工作難度較大，我們希望通過智能裝置的研發，解決常規裝置的不足和問題，進一步提升工作效率，降低應用風險。

2. 開關柜在線智能除濕裝置的開發與部署

在單位領導和同事共同努力下，我們進行了開關柜在線智能除濕裝置的創新新研究。研究主要方法在于，采用半導體材料作為制冷源，利用半導體制冷片冷熱端的溫差可以達到40～65度的原理，使潮濕空氣遇較冷物體時結露，形成水滴排出體外。本裝置的應用有助于開關柜內的空氣干燥，避免因濕度過大造成設備的損壞，特別適合于像慈溪這種高濕、高熱的地區，尤其在梅雨季節，開關室內的潮氣很大，裝置能有效降低空氣中的濕度，切實提高變電設備的運行安全，節約檢修人力物力才力，減少維護成本，保證供電可靠性。

根據該項目的組織和部署規劃，在項目經費控制下，進行除濕裝置的外觀試制和改進，并進行傳感部分的傳感器定制、控制部分的中央處理器和執行器定制。值得指出的是在執行器定制中，包括各個獨立的執行器件，主要有半導體制冷片、冷凝片、散熱片、風扇等的試驗加工。在該項目中，我們通過模型定制到試行應用，到問題的反饋和改善，逐步摸索出一種新型的在線智能化的開關柜除濕裝置，實現了安裝的便捷化和應用的高效化。

三、開關柜在線智能除濕裝置的功效與研究成效

通過我們的研究，開關柜除濕裝置的功效有了很大的改進，因此，我們對其主要的創新點進行匯總，并對整個研發工作進行總結。

1.開關柜在線智能除濕裝置的創新與突破

首先，本次研究的新型除濕裝置采用半導體制冷技術，在冷端可以把溫度降至0℃以下，使空氣中的水分冷凝結露形成水，通過封閉管道排出柜體外，確保開關柜內的空氣干燥。這是在原有裝置功效基礎上，進一步降低環境溫度對于開關柜除濕性能的影響。

其次，該裝置采用自保護的開關電源，供電電源具有過流、短路保護，一旦裝置出現過流或短路現象，電源自動切斷，以確保其他電氣設備的正常使用。電力系統內各組成單元是相互影響和共生的，新增的設計，能夠減少因開關柜局部問題對于整體電力系統的影響。

第三，該裝置具有高可靠性，致冷組件為固體器件，無運動部件，因此失效率低，使用壽命長。與此同時，該裝置還不需要任何制冷劑，工作時不產生震動、噪音，性能更加穩定。

最后，該裝置運用計算機數字技術，具有濕度顯示，設置濕度控制閥值的功能，進一步提升了電力系統的智能化水平。

2.開關柜在線智能除濕裝置的應用成效

該項目研發達到技術標準后，隨即投入到35KV花木變、厲家變、新界變等慈溪20座35KV變電所安裝使用中，從反饋信息來看，運行狀況良好，進一步提升了該裝置的可行性。

總結目前開關柜在線智能除濕裝置取得的呈現，我們看到它的優越性逐步體現出來：

（1）在功效上，能夠進一步防止凝露的產生，解決解決因凝露產生造成的危害，并減輕夏季用電高峰檢修人員的工作量。

（2）從地區優越性上來說，特別提現在第二季度和第四季度，由于濕度過大，由于絕緣降低引起的故障頻頻發生。本項目的實施，將避免這種情況的發生，是保證設備安全可靠運行的手段之一。

（3）對整體系統性能影響上。通過該項目的實施，在變電所里的開關柜安裝智能在線除濕裝置，確保滿足開關柜內使用的設備對環境的要求，避免因空氣潮濕而引發的安全隱患和事故，保證了變電設備的安全運行。

四、結束語

開關柜在線智能除濕裝置的研發，既是解決傳統裝置工作中弊病的必然要求，也是研發團隊關注實際作業，提升電力系統智能化和技術化水平的重要職責。通過研究，新型裝置取得了國家認可，獲得了一項國家實用新型專利，更重要的是一次大膽的創新和嘗試。未來，針對研發和應用的不足，我們將進一步進行分析，規范作業流程，強化系統研究。

四、參考文獻

【1】智能開關柜操控裝置設計及應用，工控技術網。

【2】配電實用技術，狄富清，機械工業出版社，2010版。

[3]黃新波，王列，華唐書霞，周柯宏，智能變電站開關柜綜合狀態監測IED設計【J】，《中國電力》 2014年2期