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摘要：随着时代的变化，人们生产与生活用电需求量逐渐加大。电网的负荷急剧上升，变电所的重要性就突显出来了，为高压开关柜提供一个干燥的运行环境是保证开关柜中电气设备长期安全、稳定、可靠运行的基本保障条件，同时也是确保电力系统长期安全运行的重要环节。当空气湿度过大时，将极大地影响电气绝缘强度，造成事故。本文就变电所高压室设备的运行现状及开关柜自动除湿装置的应用进行了简单分析。
关键词：变电所；自动除湿装置；应用推广
一、变电所高压室设备的运行现状
变电所高压室设备作为电力传输环节中的重要组成部分，其运行是否正常直接关系到电网的安全稳定。目前，大部分变电所高压室均设置有玻璃窗、轴流风机和百叶窗，用来通风散热。但这种设计存在一个很大的弊端，即防潮防湿效果较差。尤其在南方地区，上半年多雨，在梅雨季节即使门窗关闭，也由于百叶窗的存在使高压室内空气与外界空气直接相通，户外高湿度的空气直接渗透进高压室。同时，由于高压室通常布置在一楼，地表潮气、电缆沟潮气汇集，造成高压室湿度非常之大，严重危及电气设备的安全运行。遇到返潮天气，有些高压室的室内湿度能达到95%以上，使高压设备绝缘水平严重下降，极可能引起柜内放电，甚至会造成开关柜爆炸。另外，由于电气设备长时间（南方地区每年雨季至少4个月）在高湿度环境下运行，会造成各种金属材料严重锈蚀，最直接的危害是造成开关拒动以及影响刀闸的正常操作。特别是对于室内单列布置的开关柜，往往由于墙体百叶窗对称设计，使开关柜腹背湿空气形成对流，导致绝缘事故的可能性大大增加。
二、开关柜自动除湿装置的应用
1、加装开关柜加热器
高压开关柜防潮除湿一个非常有效的手段就是在开关柜中装设加热器。要想防止高压开关柜中产生凝露，就要使开关柜内部的温度始终高于开关柜外部的环境温度，并尽可能地降低开关柜内部的相对湿度，这样可以有效地防止凝露产生。以某一高压开关柜防凝露控制系统为例，为了保证开关柜内部的温度始终比开关柜外部温度高，同时还要兼顾到省电和节能，该系统采用多个温度传感器对开关柜外壁温度、开关柜内壁温度以及开关柜内部各设备隔间的温度分别进行测量，并通过智能化控制芯片来对加热器的投退进行控制，以调节开关柜内部温度始终比开关柜外部温度要至少高2~3℃，从而消除开关柜内部产生凝露的条件，达到防止凝露的目的。当开关柜内外的温差大于2~3℃时，加热器就停止工作，温差小于2~3℃就启动加热器。同时，为了进一步加强开关柜防潮和防凝露的可靠性，还在开关柜内部安装了线性测量的相对湿度传感器，实现了在系统测量环境温度与温差的同时，还可对开关柜内部的相对湿度进行测量，一旦相对湿度超过预先设定的值，就启动加热器，进一步提高防潮和防凝露能力。该控制系统的创新在于将传统被动式的防凝露方式转变为主动防凝露方式，可以控制加热器在开关柜工作环境温度超限，凝露即将要产生时工作，不仅有效增加了防潮和防凝露的可靠性，还大大节约了电能。
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2、在配电房中加装防潮除湿设备
配电房中常用的防潮除湿设备一般有空调和工业除湿机两种。其中空调既能制冷又能制热，有一些带独立除湿功能的空调同样可以进行除湿，其工作原理是当室内空气流过室内蒸发器时，在蒸发器的冷却降温作用下，空气温度会降至露点温度以下，使得空气中的水汽凝结成结晶水析出，从而达到了除湿的目的；工业除湿机则由压缩机、热交换器、风扇、盛水器以及控制器构成，其工作原理是室内空气由风扇吸入并经空气过滤网过滤后，在冷却的蒸发器上进行降温除湿，将空气中的水汽凝结为结晶水析出，从而降低空气的相对湿度。由于水的冷凝过程要带走一部分热量，会导致空气的温度随之降低，为了使空气的温度及湿度恢复到比较适宜的状态，工业除湿机还会对经过冷凝器的空气进行加热，从而提高空气温度，大大提升除湿机的除湿效果。
三、无源、无线传感技术在自动除湿装置中应用推广
1、无源、无线传感技术对开关柜温度控制的应用
采用先进的无源、无线温度传感器对开关柜实施柜内温度的在线监测系统，可以实现对温度数据的实时采集、在线监测、自动报警等一系列联动功能。该系统主要利用声表温度传感器技术进行实时监控：数据采集装置通过射频信号进行天线接收，传感器收到天线发送过来的信号后经叉指换能器（IDT）转换为声表面波。声表面波经压电效应又转换为电信号，此电信号就是携带温度信息的信号，又通过传感器天线端辐射传回，即可在数据采集装置中得到温度值。因此，这种声表面波传感器的设计具有自动识别功能。在使用这项技术时可以结合采用声表面波测温芯片设计、数据采集装置软硬件设计、后端智能装置系统设计和声表面波温度传感器封闭结构设计，共同完成数据的及时传输、阅读、后台监控以及自动处理的功能。
2、无源、无线传感技术在自动除湿装置中的应用
自动除湿装置可借鉴案例采用最先进的声波传感技术、无源无线传感技术、无线通讯技术和数字信号处理技术同时进行自动化处理，完成开关柜内湿度的实时监控和处理。
（1）借鉴采用无源无线的工作方式
无源无线传感器主要是通过无线的通信方式使传感器与数据采集端联通起来，无需电池无需电线，更好的做到了电气分离。一般传感器设计较小，安装简单，寿命较长。因此可以解决高温高湿度环境下危害性物质对机器设备以及电缆造成的绝缘性降低的问题。在开关柜内设置无源无线温度传感器的成功设计，可以在开关柜工作室、开关柜内、电缆沟内多处设置无源无线湿度传感器，打造更绝缘更安全的工作环境。
（2）无线数据的采集和传输功能
采用射频信号进行无线数据的传输，打造无线的数据采集装置。这项技术也可用在对湿度数据的传输上，使数据进行自动化传输，从而达到湿度值的实时监控。
（3）数值的智能识别和自动控制
通过无线温度传感器、无线湿度传感器将实时监测的数据传输到计算机系统中，然后对这些数据信息进行智能识别。通过计算机主机系统将各处湿度值识别后进行固定的运算处理，可分析出柜内外的相对湿度差、柜内设备间的湿度差、柜内与电缆沟的湿度差等。如果出现过潮的情况，则会出发报警装置，同时启动除湿器装置进行除湿措施。
（4）除湿器的连接
除湿装置一般与计算机主机的控制系统相连，如果出现湿度达到危险值时，计算机控制系统将会发出信号和指示，除湿器接收到指示后将自动进行柜内除湿设置。
（5）报警装置
报警装置一般采用光和声的信号同时进行预警，常采用LED灯和蜂鸣器进行警报。实时监控时，一旦设备出现湿度异常则会发出警报提示工作人员。同时可结合数据的准确传输定位到精确的故障点，这样就提高了维修过程的效率。开关柜自动除湿装置可以有效的减少人员定期排查的次数，降低人工操作率、减少操作流程的运用，这无疑也会大大的降低人工成本、管理成本和事故处理成本，提高开关柜的整体工作效益。
结语：在智能电网发展的大环境下，为了实现变电所更安全的输电送电，要采取多种手段来做好高压开关柜的防潮除湿工作，如加装加热器、在配电房中安装空调和除湿机等。也可以通过结合最新的无源、无线传感器技术在实际中的运用，进一步改善开关柜的除湿状况。同时在实际运行过程中还要加强对高压开关柜运行环境的维护，以保证高压开关柜的安全稳定运行。
参考文献：
[1]温洪曾.高压配电室防潮除湿方法及治理措施[J].中国新技术新产品.2013（17）
[2]黄强，陈贵亮，张维静，聂小涛.变电所高压开关柜室防潮除湿方法及治理措施[J].安徽电力.2012（03）
论文作者:王新生
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：开关柜论文; 无源论文; 湿度论文; 高压论文; 柜内论文; 温度论文; 变电所论文; 《电力设备》2016年第17期论文;