環網柜智能無線除濕裝置的研制與應用

摘? 要：研制一種基于NBIOT技術的環網柜智能無線除濕裝置，擬解決環網柜等箱式設備容易在秋冬、梅雨季節柜內形成凝露，影響設備安全運行的技術難題，實現可以采用遠程電腦監控和手機監控。

關鍵詞：除濕;環網柜;智能;NBIOT

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

0 引言

凝露是空氣濕度較大時發生的的一種特有現象，當空氣中的水蒸氣達到飽和的程度時，在溫度相對較低的物體上凝結，而形成小水珠。作為配網中重要設備，環網柜每到了梅雨季節、大風雨天氣、冬季，柜內設備極易受潮、結露濕度過大，造成線圈霉斷、接線端子排絕緣擊穿、柜體銹蝕等，嚴重影響設備的正常運行（環網柜內凝露現象如圖1所示）。

1環網柜凝露成因及危害分析

通過對實際情況進行分析，對于環網柜容易形成凝露的原因得出以下結論：

（1）所在地區濕度高（例如貴州省大部分山區），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;部分環網柜箱體距離電纜溝比較近，晚上潮濕的空氣產生的煙囪效應導致潮氣直接沿著控制箱電纜管壁直接涌入箱體內;

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

（3）部分設備處于暫時停運狀態，柜內環境溫度一般低于周圍環境溫度，在其表面就極易形成凝露。

環網柜內形成的水珠會附著在其內部的金屬和塑料部分上，對設備造成的主要危害有以下幾個方面：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，如果剛好遇到開關跳閘回路的情況，則會引發開關誤動作;2）在開關操作機構上形成的露珠會腐蝕機構內的金屬部件，造成機構壽命的減少，甚至因銹蝕而造成的機構卡澀和拒動作等情況;3）開關內部大多數沒有進行防水處理，在開關上形成露珠的話，可能會導致爬電或閃絡現象，尤其是針對設備處于停運狀態時，內部溫度更低，更易在其表面形成凝露，一旦送電，極易發生事故。

2環網柜除濕系統應用現狀研究

凝露產生是需要一定條件的，針對其產生條件進行研究，如圖2所示：

通過對圖2進行分析得知：

（1）在一定的溫度條件下，空氣中的相對濕度越高，結露的溫度越是接近環境空氣溫度，也就是說，環境溫度愈接近露點溫度，凝露就越容易發生。

（2）不管空氣中的溫度如何，形成結露的露點溫度始終是低于環境溫度。

因此，為了防止凝露的發生，可以采取的對策有兩個方面，一是提高環境溫度;二是降低環境濕度。

目前在開關柜，匯控柜，環網柜，箱變，端子箱，機構箱等電力箱式設備中主要的是采用第一種，提高環境溫度，采用加熱器來提高柜內溫度，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，當環境溫度急劇下降時，空氣中無法繼續容納大量的水份，空氣中的水份仍將凝露在電氣設備的表面，所以檢修人員經常發現安裝有加熱器除濕控制器的電柜仍然有嚴重的凝露現象，危害設備的運行安全。

當前環網柜內的加熱型除濕器還有不能遠程查看箱體環境溫、濕度值和進行投切負載的缺點，加上環網柜比較分散，人工巡檢效率很低。

為此，我們可以引入NBIOT技術，研制一套智能無線除濕裝置，實現遠程對除濕裝置的監測和監控，能大大減輕運行維護人員的勞動強度，保障環網柜的安全運行。

3 智能無線除濕系統設計原理

環網柜智能無線除濕系統，在監控終端方面，既可以采用遠程電腦監控，也可以采用手機監控。遠程電腦監控是指可在任何地點裝設監控主機，監控主機通過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、除濕裝置傳感器是否處于故障狀態等。監控主機除了能夠監測數據外，還能對除濕裝置進行控制。監控主機可以控制除濕裝置的起停等。手機監控與遠程電腦監控類似，手機監控是用手機通過WEB方式訪問云平臺，實現在手機上查詢顯示開關柜溫濕度參數和狀態。同時，手機也可控制是否遙控除濕，完成合理科學除濕，保護元器件不受銹蝕，延長元器件使用壽命。

此外，當智能除濕裝置出現故障時，中繼通訊控制器可以以GSM的方式及時發送故障短信到手機客戶端，完成故障告警提示，這樣可以及時的發現問題，避免因為除濕裝置出現故障而出現凝露現象。

現場設備由智能運維監測終端（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，其中智能運維監測終端為主機設備。現場設備具有環境監控、聯動除濕和通信等功能。各個功能模塊相互獨立。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自動化系統。

4 智能無線除濕裝置結構

智能無線除濕裝置的結構如圖3所示，主體框架內為一個功率可根據實際柜體面積選擇的風扇;控制面板為液晶顯示屏，主要顯示數據為柜體內的溫度和濕度。 智能無線除濕裝置結構及具體部件功能如圖4所示。

5 智能無線除濕裝置的應用

智能無線除濕裝置安裝到環網柜內如圖5所示，其除濕效果明顯，基于NBIoT技術的環網柜智能無線除濕裝置采用半導體電子元件制冷原理，利用珀爾帖效應和微電子技術，將空氣中水氣分子凝結成水，通過導水管排出，達到設備內部防潮除濕目的，徹底解決各類電氣設備內部潮濕難題。

6結語

該系統可以實時采集箱體內溫濕度狀態，工作狀態及故障狀態，方便客戶查詢設備信息，有效的管理設備運行情況;由于環網柜的數量巨大，特別是對于高濕度的地方，該系統的應用具有極強的價值。

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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：配網自動化。