智能除湿装置的研发.docx

智能除湿装置的研发摘要：文章详细介绍了35千伏开关柜智能除湿装置的研发背景、原因、设计安装以及使用效果。通过该装置的开发可以有效降低由于水汽凝露导致变电设备绝缘降低进而引发的故障发生几率。关键词：开关柜；除湿；故障1背景调查慈溪市地处北亚热带南缘属季风型气候。在夏季尤其在梅雨季节气候潮湿、高热柜体内部断路器等设备长期运行会产生热量最终使得变电所里的高低压柜产生凝露由于高低压柜相对密封产生的凝露会挂在柜顶当凝露积聚一定的数量时形成水珠水珠就会掉落到高压开关或其它供电设备上造成绝缘降低引发开关跳闸或电气损坏。根据我们的生产系统显示由于水汽使绝缘降低引起的故障发生几率较往年增加。我们对慈溪市35kV未安装任何除湿设备的变电所发生的缺陷进行调查（详情见表1）。针对以上问题的产生为了有效防止凝露的产生解决因凝露产生造成的危害减少突发事故停电的概率智能除湿装置的开发迫在眉睫。目前慈溪地区变电所的开关柜带有加热装置或温控装置用安装加热板的形式来作为除湿装置当开关柜内的湿度达到设定值时加热板工作。但是开关柜相对封闭当柜内温度升高水蒸气上升到柜顶形成水珠水珠滴落周而复始还是会引发开关跳闸或造成设备损坏（见图1）。2方案提出运用“头脑风暴法”针对开关柜除湿装置方案提出了各种初步选型方案并用亲和图归纳整理（详情见图2）。根据以上分析我们从可靠性、灵活性、经济性以及实用性方面提出以下方案。方案一：温度控制原理解决除湿开关柜内很多元器件对温度和湿度是有要求的温度过低元器件不能正常工作或损坏；温度过高会在元器件的表面形成凝露降低绝缘而放电。温度控制原理设计可以提供适合电器元件运行的温度延长产品使用寿命它的设计原理较为简单当达到设定的临界温度时会报警而且制作安装费用也不高。温度控制原理参考的是环境温度临界温度也是按照环境温度设定。而电气设备运行时自身会产生很多热量有时会远远高于预先设定的温度警戒线造成误报给操作和检修带来很大的不确定因素因此必须要进行停电检查。方案二：采用加热原理设计当开关柜内的湿度达到设定值时加热板工作使柜内环境温度升高空气能容纳更多水分防止水汽在柜内凝结。但是遇到突然降温时柜体内部断路器等设备运行产生的热量与一直停留空气中的水分凝露于电气设备表面使电气设备存在较大的隐患容易引发事故。该方案实际原理较复杂产品设计安装费用较第一个方案要大。方案三：冷凝原理是采用空气冷凝技术通过风扇吸收空气经过半导体制冷元件凝结空气中的水分并排出柜体外产生的干燥气体排出除湿装置外如此循环使开关柜的潮湿空气不断减少空气湿度显著下降直至柜体内空气湿度达到要求。即使环境温度发生极大的变化也不会再产生凝露避免因潮湿而引发的安全事故。该方案的设计原理较第二个方案简单费用相当安装较之前二个方案简单选择余地大。综上所述我们选择方案三。3方案优化3.1冷凝原理设计的在线除湿装置其主要核心分为传感部分和控制部分传感部分主要有传感器组成按照实际需要其主要作用是采集温度、湿度的实际量值并把数据传输到控制中枢。所以以物理量为判断标准的温湿度传感器是最好的选择。3.2控制部分分中央处理器和执行器中央处理器（CPU）通过数据的输入把模拟量转化为数字信号然后进行比较、运算、判断作出执行命令。执行器为各个独立的执行器件主要由半导体制冷片、冷凝片、散热片、风扇等组成。3.2.1多元平形流冷凝器（见图3）冷媒以水平方向流动在流动的过程中降温降压。冷媒的回路不是单一的一个循环而是经过多个回路循环的。能够节约成本。半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度因此在制冷片的热端持续散热能进一步降低制冷片冷端的温度。3.2.2内属于翅片管式冷凝器（见图4）属于热交换设备包括立式壳体、带有尾气进口的上管箱、带有冷凝水出口的下管箱冷水进口、热水出口结构限制变形以后容易堵所需空间较大。3.2.3管带式冷凝器根据相关资料的调查和仿真算法相比平形流冷凝器管带式冷凝器的单位迎风面积和单位体积传热量下降51%和45.8%。根据以上分析小组决定采用以多元平形流冷凝器为主要技术核心的除湿手段。4方案实施4.1图纸设计确定安装位置以后设计本装置的尺寸本装置长宽高分别为15.2*8.5*21cm（详情见图5）。4.2装置制作安装将装置的各组件进行组装安装。特别要注意的是由于开关柜型号的不同必须注意CT或者高压电缆头的运行位置与本装置的距离。导水管通过高压电缆沟安装完毕后及时进行封堵（见