一種基于NBIOT技術的環網柜無線除濕系統

貴州電網有限責任公司 貴州 貴陽 550000

一、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。典型的例子是在秋天的早上有時會看到小草上結的滿滿一層露珠,這便是凝露現象。特別是南方地區,水資源豐富,所以在秋冬兩季陰雨天氣易發生凝露現象。

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。

圖1 環網柜凝露現象

目前環網柜柜體內安裝的除濕器大多是采用凝水法除濕裝置,但不能遠程查看箱體環境溫、濕度值和進行投切負載,影響了使用效果。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,建立一套智能除濕無線集控系統,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。

二、環網柜形成凝露的原因及危害分析

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.有的環網柜在地下室,濕度比較高,柜體內溫度特別是接近地面的溫度低于環境溫度；

3.有的設備處于暫時停運狀態,電柜內小環境溫度就比周圍環境溫度低,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,其對設備造成的危害如下：(1)在端子排上形成的露水容易造成交直流短路接地,甚至造成兩根二次線之間的短接,如果恰好是開關跳閘回路則會引起開關誤動作；(2)在開關操作機構上形成的露水會腐蝕機構內的金屬部件,造成機構壽命的減少,甚至因銹死而造成的機構卡澀；(3)開關多沒考慮防水性,在其上有露水的話可能會導致爬電或閃絡現象,尤其是有的設備處于停運狀態,其內部溫度更低,更易在其表面形成凝露,此時一旦送電則極易發生事故。

三、無線除濕系統設計原理

環網柜無線除濕系統,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。

實際運用的中,可以采用的通信方式有NBIOT、WIFI以及Lora通信,經過實際應用對比,通過圖2分析可知,NBIOT通信的系統不但安全性很向,而且傳輸可靠性也較其他兩種通信方式更優,并且采用NBIOT系統的成本相對較低。因此,最終選擇使用NBIOT模式做為無線除濕系統的通信手段。

圖2 不同的通信方式效果對比

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。

圖3 基于NBIoT技術的環網柜無線除濕系統結構示意圖

現場設備由智能運維監測終端(智能除濕裝置、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。

四、結論

經過實際應用,基于NBIoT技術的環網柜無線除濕系統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。

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。