配网户外开关柜智能除湿装置技术研究程诗德

程诗德

（池州华光电力工程有限公司东至诚兴分公司，安徽 池州 247200）

1 户外开关柜的受潮原因

1.1 通气孔堵塞

开关柜设备如果遭遇柜内外温差较大情况，则会在电气设备的绝缘层上产生水珠，该种情况长期发生，则有损设备绝缘性能，因此分析开关柜受潮的实际原因，有其必要性。首先因通气问题，柜内外温差将会进一步增大，由此便产生柜内水汽不能及时排出的情况，该种问题主要原因是通气孔堵塞。开关柜设备会设置一定比例的通气孔，若通气孔因污垢、锈蚀等问题导致柜体密封，则柜内环境将逐渐变得潮湿，加速电力设备绝缘损坏，降低用电安全。

1.2 长时间闲置

开关柜设备在建设时，通常会留有备用设备，以确保当电力危害发生时，能使用备用开关柜设备来为电网配电产业持续供电。在长时间备用后，或者设备内并未加装供热机器，则开关柜内部较易受潮，进而影响各电气设备的正常运行。通常来看，开关柜柜内温度应比柜外温度稍低，因此空气中的湿度分子就比较容易从外界环境中进入到开关柜内部，这便是露珠、水汽等物质出现的原因。如果长期未使用开关柜设备，则柜内外受潮而引发的锈蚀、损坏等情况，会给户外配网产业造成巨大损失，柜内加热措施开展不够良好，则柜内温度不能与柜外温度保持平衡，也就不便排气孔带走多余水汽，受潮危害逐渐加重。图1为开关柜受潮后状态。

图1 受潮后的开关柜设备

1.3 柜门未密封

在进行配电网络检修期间，如果发现柜门开启后，开关柜内存在较多积水，这便意味着柜门结构未达到足够的密封性。开关柜的柜门结构是阻挡大量水分、遮蔽光照的主要部件，如果柜门并不密封，则开关柜相当于失去了最外层防护，各类环境影响将会对开关柜内部结构进行大规模侵袭，由此内外湿度变化更为明显，电气设备的绝缘保护措施更加容易损坏，以此造成大面积断电危害。在开关柜设计中，如不能保障开关柜各项部件的密封性，则受潮情况将持续发展下去，影响电力设备其正常运行。

2 智能除湿装置的构架设计

分析市面上某款智能除湿装置，其开关柜智能除湿设备由STM32作为下位计算机，使用Mod-bus进行数据传输，借助C#编程设计方式，将显示界面作为上位计算机，SAE作为服务器，APP作为监视客户端。STM32控制模块的外部温度和相对湿度传感器通过RS-485将最终的数据信号传输到PC机的串行口。接收到信息后，PC的串行端口通过C#控件接收数据并将其显示在界面上。同时，下位计算机收集的温度和湿度信息通过HTTP传输协议将数据发送到服务器POST，服务器可以接收信息的内容并快速响应，然后在数据库系统中存储和接收全面的数据［1］。

另外，在进行客户交互界面的设计上，当装置检测仪器探知开关柜内某项数据存在超过阀值现象时，则可通知客户端，以此来控制下位计算机，落实柜内除湿操作。该智能装置系统服务器选择使用云计算平台，在设计阶段，考虑服务器的数据整理功能，将其与传感器设备进行连接，由此便可在发生应急情况时，及时控制设备进行除湿操作，届时服务器将能把更多故障数据加以整合，避免日后发生受潮故障时没有理论数据支持。

3 智能除湿装置的技术研究

3.1 技术流程

使用智能装置进行开关柜除湿操作，其主要依靠半导体材质在柜内结构中做以制冷工作模式，由此便可将柜内潮湿水汽经过通风机、通气孔来排出柜体，进一步加大空气流动。以此方式，柜内温度的处理效率能有效提升，在与柜外温度保持一致后，开关柜便可实现较好的性能保持。另外，感知温度、湿度的传感器设备与加热设备都是智能除湿装置中的重要组成部分，通过获取柜内外温湿度数据，将其传递至计算机控制平台上，由此上位计算机便可下达除湿/加热指令，从而准确调控开关柜内温度［2］。利用智能除湿装置，能将水分、温度等变量控制在与柜外环境相对统一的水平上，因此各电能设备可充分保持干燥，维持较高配电设备应用水平。图2为装配了智能除湿装置的开关柜。

图2 安装智能除湿装置的开关柜

3.2 除湿原理

加热片除湿方案。以电力加热形式，将开关柜内存在的水珠变为水汽，因水汽排出柜体方式较多，所以可达成较高的除湿目标，而使用电力加热方式，也能在较小成本下，落实除湿措施。另外，加热片的购买成本较低，但其运行期间，若要进行充分的除湿操作，所需电力供应相对较大，而在加热时逸散的热量，也将会导致电力设备产生异常老化现象，不利于开关柜内电线设备的高效输电。

空调除湿方案。空调的除湿的方式是将电力箱柜内的湿气，进行一个抽离的形式，虽然可以避免因为加热造成的电力设备的老化的问题，但是因为作业的时候，其功率非常巨大，所以所需要的压缩机也非常大。如果压缩机体积偏小，则长久运行下，将不能满足较小功率的开关柜，进行运行目的［3］。

吸湿剂除湿方案。此种除湿原理下，可分为两种应用形式，其一为固态吸湿剂，比如金属粉末等，其二为液态的吸湿剂，总体来说，使用液体吸湿剂性能更优，但液体材料需要在温度较低情况下使用，才能达成较高吸湿效果。通常需要进行吸湿操作，是为了将柜内水汽凝结，但外界气温持续降低，则液体吸湿剂会受到使用中的较大干扰，性能减弱。

4 结语

综上，开关柜内存在较多关键性配电设备及零部件，因此对开关柜进行安全保护有其必要性，考虑到户外环境下，开关柜将长期处于湿润环境中，因此其受潮问题较为常见，采用智能除湿装置，能有效降低开关柜受潮危害的发生几率。智能除湿其原理为利用各类智能化控制下的装置，将柜内柜外温度保持一致，并有效排出柜内水汽，由此便能达到开关柜干燥目的。利用智能除湿装置的相关技术，能为更多电力产业项目进行设备除湿操作，由此便可良好保证电力设备能以高效、规范运行准则进行电力输送工作。