一种基于NBIOT技术的环网柜无线除湿系统

贵州电网有限责任公司 贵州 贵阳 550000

一、引言

凝露是空气湿度较大时发生的的一种特有现象,当空气中的水蒸气达到饱和的程度时,在温度相对较低的物体上凝结,而形成小水珠。典型的例子是在秋天的早上有时会看到小草上结的满满一层露珠,这便是凝露现象。特别是南方地区,水资源丰富,所以在秋冬两季阴雨天气易发生凝露现象。

作为配网中重要设备,环网柜每到了梅雨季节、大风雨天气、冬季,柜内设备极易受潮、结露湿度过大,造成线圈霉断、接线端子排绝缘击穿、柜体锈蚀等,严重影响设备的正常运行。

图1 环网柜凝露现象

目前环网柜柜体内安装的除湿器大多是采用凝水法除湿装置,但不能远程查看箱体环境温、湿度值和进行投切负载,影响了使用效果。加上环网柜比较分散,人工巡检效率很低。为此,我们可以引入NBIOT技术,建立一套智能除湿无线集控系统,实现远程对除湿装置的监测和监控,能大大减轻运行维护人员的劳动强度。

二、环网柜形成凝露的原因及危害分析

通过对实际情况进行分析,对于环网柜容易形成凝露的原因得出以下结论：

1.所在地区湿度高(例如贵州省大部分山区),气候温度变化大,昼夜温差大,电气柜底部潮湿,有的电缆沟甚至有积水；部分环网柜箱体距离电缆沟比较近,晚上潮湿的空气产生的烟囱效应导致潮气直接沿着控制箱电缆管壁直接涌入箱体内

2.有的环网柜在地下室,湿度比较高,柜体内温度特别是接近地面的温度低于环境温度；

3.有的设备处于暂时停运状态,电柜内小环境温度就比周围环境温度低,在其表面就极易形成凝露,

环网柜内形成的水珠会附着在其内部的金属和塑料部分上,其对设备造成的危害如下：(1)在端子排上形成的露水容易造成交直流短路接地,甚至造成两根二次线之间的短接,如果恰好是开关跳闸回路则会引起开关误动作；(2)在开关操作机构上形成的露水会腐蚀机构内的金属部件,造成机构寿命的减少,甚至因锈死而造成的机构卡涩；(3)开关多没考虑防水性,在其上有露水的话可能会导致爬电或闪络现象,尤其是有的设备处于停运状态,其内部温度更低,更易在其表面形成凝露,此时一旦送电则极易发生事故。

三、无线除湿系统设计原理

环网柜无线除湿系统,在监控终端方面,既可以采用远程电脑监控,也可以采用手机监控。远程电脑监控是指可在任何地点装设监控主机,监控主机通过WEB方式显示除湿控制器收集到的信息。这些信息包含温湿度测量量、除湿装置工作状态、除湿装置传感器是否处于故障状态等。监控主机除了能够监测数据外,还能对除湿装置进行控制。监控主机可以控制除湿装置的起停等。手机监控与远程电脑监控类似,手机监控是用手机通过WEB方式访问云平台,实现在手机上查询显示开关柜温湿度参数和状态。同时,手机也可控制是否遥控除湿,完成合理科学除湿,保护元器件不受锈蚀,延长元器件使用寿命。

实际运用的中,可以采用的通信方式有NBIOT、WIFI以及Lora通信,经过实际应用对比,通过图2分析可知,NBIOT通信的系统不但安全性很向,而且传输可靠性也较其他两种通信方式更优,并且采用NBIOT系统的成本相对较低。因此,最终选择使用NBIOT模式做为无线除湿系统的通信手段。

图2 不同的通信方式效果对比

此外,当智能除湿装置出现故障时,中继通讯控制器可以以GSM的方式及时发送故障短信到手机客户端,完成故障告警提示,这样可以及时的发现问题,避免因为除湿装置出现故障而出现凝露现象。

图3 基于NBIoT技术的环网柜无线除湿系统结构示意图

现场设备由智能运维监测终端(智能除湿装置、智能温湿度控制器等)和配套传感器组成,其中智能运维监测终端为主机设备。现场设备具有环境监控、联动除湿和通信等功能。各个功能模块相互独立。中继通讯控制器具有第三方通信接口,可以方便的接入变配网自动化系统。

四、结论

经过实际应用,基于NBIoT技术的环网柜无线除湿系统采用半导体电子元件制冷原理,利用珀尔帖效应和微电子技术,将空气中水气分子凝结成水,通过导水管排出,达到设备内部防潮除湿目的,彻底解决各类电气设备内部潮湿难题。

该系统可以实时采集箱体内温湿度状态,工作状态及故障状态,方便客户查询设备信息,有效的管理设备运行情况；由于环网柜的数量巨大,特别是对于高湿度的地方,该系统的应用具有极强的价值。