智能除濕裝置的研發(fā)

1、智能除濕裝置的研發(fā)摘 要：文章詳細(xì)介紹了35千伏開(kāi)關(guān)柜智能除濕裝置的研發(fā)背景、原因、設(shè)計(jì)安裝以及使用效果。通過(guò)該裝置的開(kāi)發(fā)，可以有效降低由于水汽凝露導(dǎo)致變電設(shè)備絕緣降低進(jìn)而引發(fā)的故障發(fā)生幾率。關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜；除濕；故障1 背景調(diào)查慈溪市地處北亞熱帶南緣，屬季風(fēng)型氣候。在夏季尤其在梅雨季節(jié)氣候潮濕、高熱，柜體內(nèi)部斷路器等設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生熱量，最終使得變電所里的上下壓柜產(chǎn)生凝露，由于上下壓柜相對(duì)密封，產(chǎn)生的凝露會(huì)掛在柜頂，當(dāng)凝露積聚一定的數(shù)量時(shí)，形成水珠，水珠就會(huì)掉落到高壓開(kāi)關(guān)或其它供電設(shè)備上，造成絕緣降低，引發(fā)開(kāi)關(guān)跳閘或電氣損壞。根據(jù)我們的消費(fèi)系統(tǒng)顯示，由于水汽使絕緣降低引起的故障發(fā)生幾率較往

2、年增加。我們對(duì)慈溪市35kV未安裝任何除濕設(shè)備的變電所發(fā)生的缺陷進(jìn)展調(diào)查詳情見(jiàn)表1。針對(duì)以上問(wèn)題的產(chǎn)生，為了有效防止凝露的產(chǎn)生，解決因凝露產(chǎn)生造成的危害，減少突發(fā)事故停電的概率，智能除濕裝置的開(kāi)發(fā)迫在眉睫。目前慈溪地區(qū)變電所的開(kāi)關(guān)柜帶有加熱裝置或溫控裝置，用安裝加熱板的形式來(lái)作為除濕裝置，當(dāng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，加熱板工作。但是開(kāi)關(guān)柜相對(duì)封閉，當(dāng)柜內(nèi)溫度升高，水蒸氣上升，到柜頂形成水珠，水珠滴落，周而復(fù)始，還是會(huì)引發(fā)開(kāi)關(guān)跳閘或造成設(shè)備損壞見(jiàn)圖1。2 方案提出運(yùn)用“頭腦風(fēng)暴法針對(duì)開(kāi)關(guān)柜除濕裝置方案提出了各種初步選型方案，并用親和圖歸納整理詳情見(jiàn)圖2。根據(jù)以上分析，我們從可靠性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)

3、性以及實(shí)用性方面提出以下方案。方案一：溫度控制原理解決除濕，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)很多元器件對(duì)溫度和濕度是有要求的，溫度過(guò)低元器件不能正常工作或損壞；溫度過(guò)高會(huì)在元器件的外表形成凝露，降低絕緣而放電。溫度控制原理設(shè)計(jì)可以提供適宜電器元件運(yùn)行的溫度，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命，它的設(shè)計(jì)原理較為簡(jiǎn)單，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的臨界溫度時(shí)會(huì)報(bào)警，而且制作安裝費(fèi)用也不高。溫度控制原理參考的是環(huán)境溫度，臨界溫度也是按照環(huán)境溫度設(shè)定。而電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)，自身會(huì)產(chǎn)生很多熱量，有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)先設(shè)定的溫度戒備線(xiàn)，造成誤報(bào)，給操作和檢修帶來(lái)很大的不確定因素，因此必需要進(jìn)展停電檢查。方案二：采用加熱原理設(shè)計(jì)，當(dāng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度到達(dá)設(shè)定值時(shí)，加熱板工作使柜

4、內(nèi)環(huán)境溫度升高，空氣能包容更多水分，防止水汽在柜內(nèi)凝結(jié)。但是遇到突然降溫時(shí)，柜體內(nèi)部斷路器等設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的熱量與一直停留空氣中的水分凝露于電氣設(shè)備外表，使電氣設(shè)備存在較大的隱患，容易引發(fā)事故。該方案實(shí)際原理較復(fù)雜，產(chǎn)品設(shè)計(jì)安裝費(fèi)用較第一個(gè)方案要大。方案三：冷凝原理是采用空氣冷凝技術(shù)，通過(guò)風(fēng)扇吸收空氣，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體制冷元件凝結(jié)空氣中的水分，并排出柜體外，產(chǎn)生的枯燥氣體排出除濕裝置外，如此循環(huán)，使開(kāi)關(guān)柜的潮濕空氣不斷減少，空氣濕度顯著下降，直至柜體內(nèi)空氣濕度到達(dá)要求。即使環(huán)境溫度發(fā)生極大的變化也不會(huì)再產(chǎn)生凝露，防止因潮濕而引發(fā)的平安事故。該方案的設(shè)計(jì)原理較第二個(gè)方案簡(jiǎn)單，費(fèi)用相當(dāng)，安裝較之前二個(gè)方案

5、簡(jiǎn)單，選擇余地大。綜上所述，我們選擇方案三。3 方案優(yōu)化3.1 冷凝原理設(shè)計(jì)的在線(xiàn)除濕裝置其主要核心分為傳感部分和控制部分傳感部分主要有傳感器組成，按照實(shí)際需要，其主要作用是采集溫度、濕度的實(shí)際量值，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦袠?。所以以物理量為判斷?biāo)準(zhǔn)的溫濕度傳感器是最好的選擇。3.2 控制局部分中央處理器和執(zhí)行器中央處理器CPU通過(guò)數(shù)據(jù)的輸入，把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)展比較、運(yùn)算、判斷，作出執(zhí)行命令。執(zhí)行器為各個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行器件，主要由半導(dǎo)體制冷片、冷凝片、散熱片、風(fēng)扇等組成。3.2.1 多元平形流冷凝器見(jiàn)圖3冷媒以程度方向流動(dòng)，在流動(dòng)的過(guò)程中，降溫降壓。冷媒的回路不是單一的一個(gè)循環(huán)，而是經(jīng)過(guò)

6、多個(gè)回路循環(huán)的?？梢怨?jié)約本錢(qián)。半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以到達(dá)4065度，因此在制冷片的熱端持續(xù)散熱，能進(jìn)一步降低制冷片冷端的溫度。3.2.2 內(nèi)屬于翅片管式冷凝器見(jiàn)圖4屬于熱交換設(shè)備，包括立式殼體、帶有尾氣進(jìn)口的上管箱、帶有冷凝水出口的下管箱，冷水進(jìn)口、熱水出口構(gòu)造限制變形以后容易堵，所需空間較大。3.2.3 管帶式冷凝器根據(jù)相關(guān)資料的調(diào)查和仿真算法，相比平形流冷凝器，管帶式冷凝器的單位迎風(fēng)面積和單位體積傳熱量下降51%和45.8%。根據(jù)以上分析，小組決定采用以多元平形流冷凝器為主要技術(shù)核心的除濕手段。4 方案施行4.1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)4.2 裝置制作安裝將裝置的各組件進(jìn)展組裝安裝。特別要注意的是

7、，由于開(kāi)關(guān)柜型號(hào)的不同，必須注意CT或者高壓電纜頭的運(yùn)行位置與本裝置的間隔 。導(dǎo)水管通過(guò)高壓電纜溝，安裝完畢后及時(shí)進(jìn)展封堵見(jiàn)圖6、圖7、圖8、圖9。1采用M4螺釘或4mm鉚釘固定安裝支架，安裝時(shí)保證除濕器程度，不得傾斜。除濕器正面和兩側(cè)與柜面間應(yīng)保存5cm以上的空間，確保兩側(cè)進(jìn)風(fēng)與正面出風(fēng)暢通，整機(jī)與其他運(yùn)行設(shè)備或線(xiàn)路保持足夠的平安間隔 。2將出水管一端接入除濕器的排水口，出水管應(yīng)保持順直，不得纏繞，出水管另一端通向柜體外。3接線(xiàn)端子接入AC220V電源。4.3 裝置試驗(yàn)調(diào)試5 效果檢查表2 35kV變電所開(kāi)關(guān)柜缺陷抽查表6 完畢語(yǔ)在沿海地區(qū)，由于凝露的原因?qū)е伦冸娫O(shè)備絕緣降低的故障發(fā)生幾率逐年上升，已成為電力部門(mén)亟待解決的難題。本裝置應(yīng)用了抽濕的反向思維，使用效果非常理想，對(duì)保證電網(wǎng)