環(huán)網(wǎng)柜智能降溫除濕技術(shù)研究及應(yīng)用

丁 旭 曾繁祎 馬鵬程 胡海彬 黃燕生 朱光羽

（海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司三亞供電局，三亞 572099）

三亞位于我國(guó)最南端，地處北緯18°，屬熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)[1]。全年日照時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2 534 h，年平均氣溫25.7 ℃，其中夏天（5—9月）平均氣溫28.7 ℃，日最高溫度達(dá)36 ℃左右；年平均濕度80%左右，是典型的三高（高溫、高濕、高鹽）氣候環(huán)境[2-5]。

近年來(lái)，隨著配電電纜的普及應(yīng)用和電網(wǎng)智能化建設(shè)的開(kāi)展，增加了一批帶自動(dòng)化功能的環(huán)網(wǎng)柜。環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)有保護(hù)、自動(dòng)化、通信和電源等二次模塊，要求日常運(yùn)行溫度在30 ℃以下[6]。但是，由于三亞氣候具有高溫高濕特點(diǎn)，且目前環(huán)網(wǎng)柜殼體普遍是封密的鐵皮殼，在高溫環(huán)境、日照強(qiáng)烈以及環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)備工作產(chǎn)生許多熱量等多因素的影響下，夏季其內(nèi)部溫度普遍在50～60 ℃，且濕度和鹽度極高[7]。這不但嚴(yán)重影響了環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)二次模塊的可靠性和靈敏性，也縮短了環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)各電氣元件的使用壽命，給環(huán)網(wǎng)柜的安全使用帶來(lái)了極大隱患，急需進(jìn)行改造[8-9]。

1 工作原理

針對(duì)存在的問(wèn)題，本文研發(fā)了一種環(huán)網(wǎng)柜專(zhuān)用降溫除濕裝置，其技術(shù)原理和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介圖如圖1所示。該裝置延長(zhǎng)了電纜頭和隔離開(kāi)關(guān)等機(jī)構(gòu)的壽命，達(dá)到了最大經(jīng)濟(jì)使用效率，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

如圖1所示，在原有環(huán)網(wǎng)柜的頂端開(kāi)若干個(gè)出氣口。在風(fēng)機(jī)的作用下，將環(huán)網(wǎng)柜中50～60 ℃的熱空氣抽入熱風(fēng)管中，經(jīng)管道依次經(jīng)過(guò)空調(diào)器和除濕器，將熱空氣溫度降到30 ℃以下、濕度降到40%以下后，再進(jìn)入布置在環(huán)網(wǎng)柜底部的冷風(fēng)管，然后通過(guò)冷風(fēng)管上的進(jìn)氣孔吹入冷風(fēng)管網(wǎng)柜，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)網(wǎng)柜的降溫除濕。環(huán)網(wǎng)柜的側(cè)壁上安裝了溫度傳感器和濕度傳感器，并分別與空調(diào)器和除濕器相連。當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜溫度下降到指定溫度時(shí)，空調(diào)器停止工作；環(huán)網(wǎng)柜溫度高于工作極限溫度時(shí)，空調(diào)器開(kāi)始工作。同理，當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜濕度下降到指定濕度時(shí)，除濕器停止工作；環(huán)網(wǎng)柜濕度高于工作極限濕度時(shí)，除濕器開(kāi)始工作。在冬季溫度較低時(shí)，環(huán)網(wǎng)柜靠自身自然散熱完全可以滿足工作要求，此時(shí)風(fēng)機(jī)停止循環(huán)，達(dá)到智能化降溫除濕的效果。此外，在環(huán)網(wǎng)柜的頂部加設(shè)了防雨蓋板，可防止雨水淋濕風(fēng)機(jī)、空調(diào)器和除濕器。

圖1 技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介圖

2 裝置的優(yōu)點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)的降溫除濕裝置能夠有效消除環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部長(zhǎng)期運(yùn)行集聚的潮氣，避免環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，保護(hù)電纜頭和隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備，減少了設(shè)備故障，延長(zhǎng)了環(huán)網(wǎng)柜的使用壽命。

（2）裝置能夠有效降低環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行溫度，保護(hù)了環(huán)網(wǎng)柜中電器元件的安全運(yùn)行，有利于預(yù)防環(huán)網(wǎng)柜發(fā)生火災(zāi)。

（3）裝置制造和安裝簡(jiǎn)便，使用方便，壽命長(zhǎng)，運(yùn)行成本低，易于推廣。

3 現(xiàn)場(chǎng)安裝使用情況

廣東廉江的1臺(tái)10 kV環(huán)網(wǎng)柜由于長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫高濕的不良環(huán)境下，經(jīng)常因?yàn)檫^(guò)熱和凝露等因素引起絕緣劣化，導(dǎo)致火災(zāi)事故頻發(fā)。為了解決存在的問(wèn)題，提高環(huán)網(wǎng)柜的運(yùn)行可靠性，需對(duì)其環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行改造。因此，基于上文的設(shè)計(jì)思路，將風(fēng)機(jī)、空調(diào)器和除濕器等設(shè)備耦合安裝在廉江的這臺(tái)10 kV環(huán)網(wǎng)柜上并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比測(cè)試。對(duì)比測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 對(duì)比測(cè)試結(jié)果

由表1可得：環(huán)網(wǎng)柜平均溫度下降18.85 ℃，下降幅度達(dá)到40%左右；平均濕度下降幅度達(dá)到58%左右?？梢?jiàn)，改造后的降溫除濕效果顯著。目前，此降溫除濕裝置的使用時(shí)間已超過(guò)半年，用戶反映運(yùn)行效果良好。

4 結(jié)語(yǔ)

本文研發(fā)了一種環(huán)網(wǎng)柜專(zhuān)用降溫除濕裝置，通過(guò)耦合加裝風(fēng)機(jī)、空調(diào)器和除濕器等設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)1臺(tái) 10 kV環(huán)網(wǎng)柜的智能化降溫除濕，解決了長(zhǎng)期困擾用戶的設(shè)備故障問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)比測(cè)試結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的環(huán)網(wǎng)柜專(zhuān)用降溫除濕裝置可使溫度下降幅度達(dá)到40%左右，濕度下降幅度達(dá)到58%左右，降溫除濕效果極其顯著。此外，設(shè)計(jì)的環(huán)網(wǎng)柜專(zhuān)用降溫除濕裝置有利于電網(wǎng)公司安全風(fēng)險(xiǎn)防范工作機(jī)制的建設(shè)，為進(jìn)一步提升公司安全風(fēng)險(xiǎn)管控水平提供了有力手段。工程中的具體應(yīng)用表明，該裝置可以有效控制環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)的溫度和濕度參數(shù)，避免產(chǎn)生凝露，降低環(huán)網(wǎng)柜因凝露發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，有效改善了電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，降低了維護(hù)工作量，提高了控制的智能化水平，市場(chǎng)前景廣闊，值得大力推廣。