电控信一体化移动式撬体的技术改进方案

王亚东

上海宝临电气集团有限公司

0 前言

电控信一体化移动式撬体已经应用到了实际生产领域中，在结构上主要划分为底座、房体两大部分，其中前者中设置较多的槽盒，各个槽盒内设置温感片、电缆以及专用的温控组件，在后者中则包括通信机柜、UPS电源、暖通设备以及传感器等。基于这种方式能够自动对槽盒内部电缆的温度进行监测，并通过自动散热的方式降低槽盒内电缆由于过热而产生的不利影响（见图1）。

1 背景

目前，在天然气工程站场设计中存在一定的问题，主要体现在：一方面建筑物在设计完成后需要频繁进行改扩建，部分井站的设备重复利用率不高，缺乏经济性与科学性；另一方面强弱电设备安装分散，占地面积较大，室内布线、电缆安装工期长。另外，部分中小型站场的环境条件差异大，建筑物型式多样，导致天然气工程站场设计的标准化难度增大，例如北方地区冬季寒冷，南方夏季高温，沙漠地区昼夜温差大，而川渝地区地形、地貌特殊，潮湿性比较明显，时常发生极端天气活动。随着站场控制系统以及供配电系统领域研究的深入，技术不断成熟，集成度逐步提高，撬装化成为必然的发展趋势。

2 现有设计方案及缺陷

从站场电控设备撬装房的现有设计方案上来看，房体主要选用钢制撬装结构，固定安装在撬底钢梁上。房门开设在房体一侧中部位置，巡检通道处于正对房门的位置。在房体外端头部设置有带门锁的接线小室，工具柜设置在房门入口左侧位置，以满足基本应用的需求。照明设施设置在房体顶部位置。为了保证供电的可靠性要求，将UPS电源、低压配电装置设置在房体中，这两类装置采取并列布置方式。暖通设施置于房体对面。仪表、通信机柜统一布置在低压配电装置对侧、巡检通道右侧的位置。

该方案存在一定的不足，主要体现在撬装房中不同设备的通信电缆以及动力电缆往往设置一定的余量，并通过槽盒来放置这些电缆余量，以满足检修维护的要求。然而，这种方式导致大量的电缆集中在槽盒内，一旦发生过热问题将导致线路老化，甚至引发火灾等安全事故，降低了使用的安全性，以及可靠性。

图1 电控信一体化移动式撬体设备

3 解决技术方案的实现

为了解决现有技术方案的缺陷问题，可以采用电控信一体化移动式撬体设备，实时监测和调节房体的温度，确保处于26～28℃的正常范围内，温度控制采用了专用的暖通设备，避免影响到其它设备的正常工作。对于可能发生的火灾事故等隐患，设置烟感探测器实时监测，一旦监测到火灾烟雾信号及时报警，可以在短时间内进行处置，防止事故进一步扩大。

在电网供电正常时，UPS电源相当于交流电稳压器，能够将稳压后的电能提供给设备应用，并对电池进行充电。一旦电网发生故障无法正常供电，则可以通过UPS进行供电，确保供电过程的连续性，避免影响到其它设备的正常运行。另外，UPS还起到了保护的作用，在电压波动变化时降低了对于设备的不利影响。

槽盒主要用于存储电缆余量，便于进行管理和检修。同时，槽盒内设置温感片和温控器，温控器通过温感片对电缆不同部位的温度自动进行采样、实时监控，当电缆中某一处的温度高于温控器的上限设定值时，温控器启动报警，同时温控组件对槽盒内的温度进行调控，降低电缆温度。在电缆温度达到正常范围之内时，则将报警解除，整体恢复到正常运行状态。如果无法有效调节电缆温度，则会采取跳闸方式中断设备运行，避免将设备烧毁，所以采用温控器、控温组件相结合的方式具有一定的优势，能够实时获取到电缆温度变化信息，并结合具体的变化进行控制，使得电缆始终处于正常温度范围内运行，有助于提高其使用年限。

温控组件涉及了多种部件，包括通风扇、隔板、电磁铁等，其中主要在槽盒底部设置集成通风扇的隔板，将隔片嵌入隔板中，其两侧分别设置复位弹簧、磁性条，温控器连接电磁铁之后置于槽盒外底部，在底部有较多的散热孔，以满足散热降温的要求。

当电缆温度正常时，隔片嵌合插在隔板中并将隔板和槽盒底部的散热孔封闭，防止外部寒冷空气进入槽盒中引起电缆受冻老化。当电缆温度过高时，温控器启动警报并接通电磁铁所在电路，使电磁铁产生磁性将隔片上的磁性条进行吸附，使隔片产生位移，隔片位移至穿孔与散热孔正好一一正对时，外界冷空气可以从散热孔处进入槽盒中，从而降低槽盒中电缆的温度。在电缆达到正常的温度范围之后，温控器控制电磁铁电路断开，受到复位弹簧的作用隔片将会复位，从而关闭散热孔，基于这种方式提升了对于电缆的保护作用。

槽盒属于关键的部件，需要进行针对性的设计。其中顶部设置专用的槽盖结构，侧壁设置穿线孔，确保电缆可以正常通过，将多个航空插头设置在近底部侧壁，通过这种方式实现设备电缆和外部电缆的接线。

槽盒穿孔具有两方面的作用，一方面能够对电缆进行收束，便于进行管理和检修，另一方面满足了不同电缆在槽盒中贯穿部署的要求。为了实现外部电缆和设备电缆的接线，在接近于底座侧壁上设置多个航空插头，可以插接外部电缆，以此满足接线的要求。另外，在施工结束之后，可以在航空插头中将外部电缆拆卸，使得撬体更容易运移，因此这种方式的灵活度与实用性较高，在保证应用要求的同时降低了成本。

考虑到对于航空插头的保护，将金属盖板设置在底座中，二者采用铰接方式。在通常情况下，金属盖板将航空插头遮挡，避免水分或者杂质等进入，起到了良好的保护作用，有助于提高航空插头的使用年限，而在连接外部电缆时可以打开，并完成接线的任务。

房体总体划分为多个部分，主要有顶盖、骨架等，其中骨架相当于整体的框架结构，属于基础性的部分，主要将多个矩形管进行焊接形成，而顶盖以及房板在骨架中固定，二者配置太阳能电池板，并连接UPS电源，可以进行供电。

骨架属于基础性的部分，要求强度以及可靠性达到较高的要求。采用焊接矩形管的方式制作骨架，这种方式质量较小，强度较大，成本较低，降低了房体的质量。通过安装太阳能电池板可以将光能转换为电能，并输出到UPS电源中保存，这种方式节能环保，减少了UPS的能耗，能够降低成本，提高效益。

基于电性串联方式将各个设备与UPS电源进行连接，连接的导线置于骨架矩形管中，包括温控器、通风扇等设备。将UPS不间断电源与各个设备采用电性串联的方式具有一定的优势，UPS不间断电源可以为通风扇、电磁铁和温控器提供不间断的电能，即使在外部电网中断（事故停电）时，也可以对槽盒内部电缆的温度进行检测和调控。

顶盖、房板均有防火保温层、钢板等结构，各个部分的功能存在一定的差异性，需要通过特定的方式进行连接。其中主要是在防火保温层内设置矩形管，两侧位置分别设置墙体内饰板、钢板，并需要保证与矩形管的可靠连接。

防火保温层主要实现隔热保温功能，确保撬体中温度处于正常的范围内。钢板强度较高，抗冲击效果显著，起到了良好的保护作用。钢板外侧和底座、底面均设有厚度不低于100 mm的厚岩棉。设置厚岩棉，可以进一步提高撬体的隔热保温性能，且对钢板也起到一定的保护作用，可以有效降低钢板在室外恶劣条件下的锈蚀程度，延长钢板的使用寿命。

4 技术效果

4.1 电控信一体化移动式撬体将电缆余量放置于若干个槽盒中，并在槽盒上设置温控器和温控组件，其中温控器中的核心部件是温感片，以此可以获取到电缆温度等信息。设备一旦监测到温度异常，则通过温控组件进行调节，确保在短时间内将温度调控到正常范围内，防止温度过高导致电缆损坏，有助于达到更高的使用年限。

4.2 温控组件需要对散热孔进行控制，该过程基于电磁铁对于隔片的控制实现。在降温散热上依赖于通风扇，能够在槽盒中引入外部冷空气，从而达到快速降温的目的。电磁铁又与温控器电性连接，因此温控器除了监控警报的作用外，还可以自动开合电磁铁所在电路，从而实现散热孔的自动启闭，温控组件控温无需人工操作，温控更加方便。

4.3 当多个航空插头设置在槽盒近底座侧壁中，满足了不同电缆之间的接线要求，同时这种方式接线更加合理，管理方便，在施工结束之后便于拆卸外部电缆，降低了撬体搬移的难度，提高了灵活性和可靠性。

5 结束语

在油气业务持续发展的过程中，需要在电控信一体化移动橇装房领域进行更多的研究，使其在实际生产中发挥更大的作用。