电力柜体内环境智能测控系统探析

汤莲 张建 李本慧 田琛琛 张志 李松霖

摘要：变电站的正常运行需要大量的电气设备，而柜体内部环境的变化直接影响到这些电气设备的安全、稳定的运行，所以柜内设备内受潮凝露的问题急需找到一种行之有效的方法，解决设备运行安全风险。尤其是变电站户外设备，由于柜内空间相对密闭，潮气进入后不能及时排出，极易在柜壁和电器元件表面产生凝露现象，造成短路事故，甚至造成严重的电网事故事件，给人民经济、社会安全造成极大的负面影响。所以柜内受潮凝露的问题急需找到一种行之有效的方法，解决设备运行安全风险。

引言

当前电力行业中，变电站使用的各种电力控制箱体，在受到强迫循环通风或者密封不好等情况时，受制于电气使用要求或者外界环境因素的影响，其内部空气环境很容易遭受潮湿。尤其是在一些空气潮湿的南方地区愈加明显。

潮湿的内部空气环境，会对电力控制箱体的安全可靠运行造成极其严重的威胁，       对电气绝缘性能的考验很大，存在严重的安全隐患。所以，对电力控制柜体内部除湿显得格外重要。

一、方案

以传统方式的环保变色无钴硅胶为吸湿核心，采用主动吸收柜内空气和柜外相对干燥空气形成气流循环并且加上气流流经专用风道内硅胶过滤吸湿的方式，建立起柜体内循环干燥模式和柜体外循环干燥附加“柜内微正压”模式。系统具有硅胶自动烘干祛湿、可再生利用的功能。

配备中控机、云平台或者手机客户端的方式，方便随时查询除湿系统的运行状况、柜内环境的湿度监控。

层级组织系统示意图如下（图1）：

二、特点介绍

1 采用环保无钴变色硅胶，具有在线加热烘干再生功能;系统免维护。

2 智能化检测控制柜内/外的温湿度来控制循环风机、阀门和加热器等执行元件。

3 柜内实现干燥空气的内循环;

4 可以形成柜内干燥空气的微正压系统（通过把柜外干燥空气经过硅胶过滤除湿后强制送到柜内）。

5 吸湿硅胶单元做成模块化结构，方便更换。

6 可进行中控屏或者云平台或者手机APP等后台在线远程监控。

7 方便系统改造以及安装。

三、装置系统

装置系统图如下图所示（图2）：

四、工作原理/实施方式

如图2所示，本除湿系统装置安装在柜体外侧（只需柜体的上部和下部各开一个圆孔用于出风口和进风口使用即可）。

配备可以测量柜体内部的内环境的温度和湿度传感器，和可以测量柜体外部的大气环境（外环境）的温度和湿度传感器。以及设置柜内压力传感器（用于产生柜内微正压）。

柜体内循环。当检测到柜内底部的湿度大于设定值时，实施启动装置强迫进行风循环，迫使柜内潮湿空气流通过柜体底部进风口流出并且流经装有硅胶的专用风道。柜内气流经过硅胶后潮湿空气变得相对干燥，然后再通过柜体上部进风口送进入柜体内。如此，实现柜体内部循环。

柜体外循环（形成柜内微正压）。当检测到柜外环境空气条件（达到设定值）适合直接送进柜体内部时，则系统切换到外循环微正压模式。此时，把柜体底部的出风口关闭，把外循环阀门打开，把外部干燥空气强制吸入并流经硅胶后送入到柜体内部。并且考虑设置增压部件并持续给柜内送进干燥空气，使得柜内的环境压力保持在略高于柜外环境压力的可设定数值上。此时，形成柜内干燥空气环境的微正压状态（亦确保了由于密封问题导致的电缆沟湿气无法进入到柜内）。

硅胶再生利用。当系统自动检测到硅胶吸湿饱和设定值时，则先关闭柜内循环通道（阀门），然后打开外部通道（阀门）。启动硅胶内部的加热板对硅胶进行在线烘干，烘干时产生的潮气经外部通道排出装置外。待烘干完毕后，装置优先切换到内循环模式。

系统智能后台。本系统装置可以配备光纤或者DTU无线通信模块（4G信号）或者modbus通讯模块等方式，实现系统组网或者云端查看或者支持手机APP查看整个系统的工况。

五、结语

本方案采用传统的经济高效的硅胶除湿方式，实现免维护使用;同时，配合柜内环境微正压措施，再加上必要时智能化云端平台在线监控。由此，把困扰已久的除湿问题，采用一个崭新的思路、提高一个系统化的层级进行解决。

参考文献：

[1]李海岳，陈其争. 智能溫湿度控制系统在配电柜体内的运用初探[J]. 中国战略新兴产业，2020（36）：61.