关于开关柜在线智能除湿装置开发的研究报告

摘要：在电力系统中，保证电网供电稳定和用电安全既是基本的又是必须的。目前，一般来说，开关柜除湿装置普遍采用安装加热板的形式，往往容易产生凝露，造成电力系统安全隐患的出现。因此，针对目前开关柜除湿装置中存在的问题，我们首先就其应用环境和使用特点进行介绍，然后分析常规开关柜除湿装置存在的问题，并进一步分析开关柜除湿装置开发的内容和目标，最后对研发工作进行总结，并就本次研究取得的成果进行汇总分析和进一步地探讨。

关键字：电力安全 开关柜 除湿装置

中图分类号：TU855文献标识码：A

一、 开关柜在线智能除湿装置开发的背景介绍

1. 开关柜除湿装置应用概述

为确保开关柜应用的安全性，我们往往采用安装除湿装置的方法，避免因为温度变化造成的线路故障。一般来说，普通加热型除湿器的应用是最为常见的。它的工作原理在于，通过该装置的应用，将环境温度升高使得空气中能容纳更多的水份，从而防止水汽在柜内凝露，造成线路故障。然而，这种常规装置却存在很大弊端，其原因就在于空气中的水份一直停留在空气中，如果外部温度急剧下降，空气中的水分就会凝露于开关柜表面，开关柜应用的风险就会加大。为了解决普通除湿装置的安全隐患，迫切需要加强对开关柜除湿装置的研发，以提高除湿的效果，确保应用安全。

2. 开关柜在线智能除湿装置开发简介

在对实践经验总结的基础上，我们提出半导体式除湿装置项目的研究与开发。我们认为，通过在线智能装置的开发，当柜体内的湿度超过定值时，使空气中的水分在半导体制冷片的冷端表面凝结成水滴，出现结露现象，把水滴收集通过管道排除柜体，起到对开关柜的除湿效果。通过本次研发，实现了除湿器安装的便捷化，而且运行安全可靠，能够更好适应目前气候变化和电力应用的需求。

二、 开关柜在线智能除湿装置的研究与开发

1. 开关柜除湿装置应用中的问题分析

要进一步降低除湿装置运行失效或是受凝露影响造成安全隐患的问题发生，避免因空气潮湿而引发的安全隐患和事故，确保变电设备的安全运行。首先，我们要对应用中的问题进行汇总和分析。

（1） 受环境因素影响，气候潮湿，湿度较大，降低了电气设备的绝缘强度。

（2） 空气中的水分附着在绝缘材料的表面，使电气设备的绝缘电阻降低，特别是使用年限较长的设备，内部有积尘吸附水分，潮湿程度更严重，绝缘电阻更低。设备的泄漏电流大大增加。

（3） 受气温变化影响，特别是夏季尤其在梅雨季节，气候潮湿、高热，变电所里的高低压柜容易产生凝露。

（4） 水汽使绝缘降低引起的故障发生几率增加。

基于以上原因，实践中，开关柜的除湿保护工作难度较大，我们希望通过智能装置的研发，解决常规装置的不足和问题，进一步提升工作效率，降低应用风险。

2. 开关柜在线智能除湿装置的开发与部署

在单位领导和同事共同努力下，我们进行了开关柜在线智能除湿装置的创新新研究。研究主要方法在于，采用半导体材料作为制冷源，利用半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度的原理，使潮湿空气遇较冷物体时结露，形成水滴排出体外。本装置的应用有助于开关柜内的空气干燥，避免因湿度过大造成设备的损坏，特别适合于像慈溪这种高湿、高热的地区，尤其在梅雨季节，开关室内的潮气很大，装置能有效降低空气中的湿度，切实提高变电设备的运行安全，节约检修人力物力才力，减少维护成本，保证供电可靠性。

根据该项目的组织和部署规划，在项目经费控制下，进行除湿装置的外观试制和改进，并进行传感部分的传感器定制、控制部分的中央处理器和执行器定制。值得指出的是在执行器定制中，包括各个独立的执行器件，主要有半导体制冷片、冷凝片、散热片、风扇等的试验加工。在该项目中，我们通过模型定制到试行应用，到问题的反馈和改善，逐步摸索出一种新型的在线智能化的开关柜除湿装置，实现了安装的便捷化和应用的高效化。

三、 开关柜在线智能除湿装置的功效与研究成效

通过我们的研究，开关柜除湿装置的功效有了很大的改进，因此，我们对其主要的创新点进行汇总，并对整个研发工作进行总结。

1. 开关柜在线智能除湿装置的创新与突破

首先，本次研究的新型除湿装置采用半导体制冷技术，在冷端可以把温度降至0℃以下，使空气中的水分冷凝结露形成水，通过封闭管道排出柜体外，确保开关柜内的空气干燥。这是在原有装置功效基础上，进一步降低环境温度对于开关柜除湿性能的影响。

其次，该装置采用自保护的开关电源，供电电源具有过流、短路保护，一旦装置出现过流或短路现象，电源自动切断，以确保其他电气设备的正常使用。电力系统内各组成单元是相互影响和共生的，新增的设计，能够减少因开关柜局部问题对于整体电力系统的影响。

第三，该装置具有高可靠性，致冷组件为固体器件，无运动部件，因此失效率低，使用寿命长。与此同时，该装置还不需要任何制冷剂，工作时不产生震动、噪音，性能更加稳定。

最后，该装置运用计算机数字技术，具有湿度显示，设置湿度控制阀值的功能，进一步提升了电力系统的智能化水平。

2. 开关柜在线智能除湿装置的应用成效

该项目研发达到技术标准后，随即投入到35KV花木变、厉家变、新界变等慈溪20座35KV变电所安装使用中，从反馈信息来看，运行状况良好，进一步提升了该装置的可行性。

总结目前开关柜在线智能除湿装置取得的呈现，我们看到它的优越性逐步体现出来：

（1）在功效上，能够进一步防止凝露的产生，解决解决因凝露产生造成的危害，并减轻夏季用电高峰检修人员的工作量。

（2）从地区优越性上来说，特别提现在第二季度和第四季度，由于湿度过大，由于绝缘降低引起的故障频频发生。本项目的实施，将避免这种情况的发生，是保证设备安全可靠运行的手段之一。

（3）对整体系统性能影响上。通过该项目的实施，在变电所里的开关柜安装智能在线除湿装置，确保满足开关柜内使用的设备对环境的要求，避免因空气潮湿而引发的安全隐患和事故，保证了变电设备的安全运行。

四、结束语

开关柜在线智能除湿装置的研发，既是解决传统装置工作中弊病的必然要求，也是研发团队关注实际作业，提升电力系统智能化和技术化水平的重要职责。通过研究，新型装置取得了国家认可，获得了一项国家实用新型专利，更重要的是一次大胆的创新和尝试。未来，针对研发和应用的不足，我们将进一步进行分析，规范作业流程，强化系统研究。

四、 参考文献

【1】智能开关柜操控装置设计及应用，工控技术网。

【2】配电实用技术，狄富清，机械工业出版社，2010版。

[3]黄新波，王列，华唐书霞，周柯宏，智能变电站开关柜综合状态监测IED设计【J】，《中国电力》 2014年2期