配網戶外開關柜智能除濕裝置技術研究程詩德

程詩德

（池州華光電力工程有限公司東至誠興分公司，安徽 池州 247200）

1 戶外開關柜的受潮原因

1.1 通氣孔堵塞

開關柜設備如果遭遇柜內外溫差較大情況，則會在電氣設備的絕緣層上產生水珠，該種情況長期發生，則有損設備絕緣性能，因此分析開關柜受潮的實際原因，有其必要性。首先因通氣問題，柜內外溫差將會進一步增大，由此便產生柜內水汽不能及時排出的情況，該種問題主要原因是通氣孔堵塞。開關柜設備會設置一定比例的通氣孔，若通氣孔因污垢、銹蝕等問題導致柜體密封，則柜內環境將逐漸變得潮濕，加速電力設備絕緣損壞，降低用電安全。

1.2 長時間閑置

開關柜設備在建設時，通常會留有備用設備，以確保當電力危害發生時，能使用備用開關柜設備來為電網配電產業持續供電。在長時間備用后，或者設備內并未加裝供熱機器，則開關柜內部較易受潮，進而影響各電氣設備的正常運行。通常來看，開關柜柜內溫度應比柜外溫度稍低，因此空氣中的濕度分子就比較容易從外界環境中進入到開關柜內部，這便是露珠、水汽等物質出現的原因。如果長期未使用開關柜設備，則柜內外受潮而引發的銹蝕、損壞等情況，會給戶外配網產業造成巨大損失，柜內加熱措施開展不夠良好，則柜內溫度不能與柜外溫度保持平衡，也就不便排氣孔帶走多余水汽，受潮危害逐漸加重。圖1為開關柜受潮后狀態。

圖1 受潮后的開關柜設備

1.3 柜門未密封

在進行配電網絡檢修期間，如果發現柜門開啟后，開關柜內存在較多積水，這便意味著柜門結構未達到足夠的密封性。開關柜的柜門結構是阻擋大量水分、遮蔽光照的主要部件，如果柜門并不密封，則開關柜相當于失去了最外層防護，各類環境影響將會對開關柜內部結構進行大規模侵襲，由此內外濕度變化更為明顯，電氣設備的絕緣保護措施更加容易損壞，以此造成大面積斷電危害。在開關柜設計中，如不能保障開關柜各項部件的密封性，則受潮情況將持續發展下去，影響電力設備其正常運行。

2 智能除濕裝置的構架設計

分析市面上某款智能除濕裝置，其開關柜智能除濕設備由STM32作為下位計算機，使用Mod-bus進行數據傳輸，借助C#編程設計方式，將顯示界面作為上位計算機，SAE作為服務器，APP作為監視客戶端。STM32控制模塊的外部溫度和相對濕度傳感器通過RS-485將最終的數據信號傳輸到PC機的串行口。接收到信息后，PC的串行端口通過C#控件接收數據并將其顯示在界面上。同時，下位計算機收集的溫度和濕度信息通過HTTP傳輸協議將數據發送到服務器POST，服務器可以接收信息的內容并快速響應，然后在數據庫系統中存儲和接收全面的數據［1］。

另外，在進行客戶交互界面的設計上，當裝置檢測儀器探知開關柜內某項數據存在超過閥值現象時，則可通知客戶端，以此來控制下位計算機，落實柜內除濕操作。該智能裝置系統服務器選擇使用云計算平臺，在設計階段，考慮服務器的數據整理功能，將其與傳感器設備進行連接，由此便可在發生應急情況時，及時控制設備進行除濕操作，屆時服務器將能把更多故障數據加以整合，避免日后發生受潮故障時沒有理論數據支持。

3 智能除濕裝置的技術研究

3.1 技術流程

使用智能裝置進行開關柜除濕操作，其主要依靠半導體材質在柜內結構中做以制冷工作模式，由此便可將柜內潮濕水汽經過通風機、通氣孔來排出柜體，進一步加大空氣流動。以此方式，柜內溫度的處理效率能有效提升，在與柜外溫度保持一致后，開關柜便可實現較好的性能保持。另外，感知溫度、濕度的傳感器設備與加熱設備都是智能除濕裝置中的重要組成部分，通過獲取柜內外溫濕度數據，將其傳遞至計算機控制平臺上，由此上位計算機便可下達除濕/加熱指令，從而準確調控開關柜內溫度［2］。利用智能除濕裝置，能將水分、溫度等變量控制在與柜外環境相對統一的水平上，因此各電能設備可充分保持干燥，維持較高配電設備應用水平。圖2為裝配了智能除濕裝置的開關柜。

圖2 安裝智能除濕裝置的開關柜

3.2 除濕原理

加熱片除濕方案。以電力加熱形式，將開關柜內存在的水珠變為水汽，因水汽排出柜體方式較多，所以可達成較高的除濕目標，而使用電力加熱方式，也能在較小成本下，落實除濕措施。另外，加熱片的購買成本較低，但其運行期間，若要進行充分的除濕操作，所需電力供應相對較大，而在加熱時逸散的熱量，也將會導致電力設備產生異常老化現象，不利于開關柜內電線設備的高效輸電。

空調除濕方案。空調的除濕的方式是將電力箱柜內的濕氣，進行一個抽離的形式，雖然可以避免因為加熱造成的電力設備的老化的問題，但是因為作業的時候，其功率非常巨大，所以所需要的壓縮機也非常大。如果壓縮機體積偏小，則長久運行下，將不能滿足較小功率的開關柜，進行運行目的［3］。

吸濕劑除濕方案。此種除濕原理下，可分為兩種應用形式，其一為固態吸濕劑，比如金屬粉末等，其二為液態的吸濕劑，總體來說，使用液體吸濕劑性能更優，但液體材料需要在溫度較低情況下使用，才能達成較高吸濕效果。通常需要進行吸濕操作，是為了將柜內水汽凝結，但外界氣溫持續降低，則液體吸濕劑會受到使用中的較大干擾，性能減弱。

4 結語

綜上，開關柜內存在較多關鍵性配電設備及零部件，因此對開關柜進行安全保護有其必要性，考慮到戶外環境下，開關柜將長期處于濕潤環境中，因此其受潮問題較為常見，采用智能除濕裝置，能有效降低開關柜受潮危害的發生幾率。智能除濕其原理為利用各類智能化控制下的裝置，將柜內柜外溫度保持一致，并有效排出柜內水汽，由此便能達到開關柜干燥目的。利用智能除濕裝置的相關技術，能為更多電力產業項目進行設備除濕操作，由此便可良好保證電力設備能以高效、規范運行準則進行電力輸送工作。