一种主动除湿的变电站高压开关柜装置及除湿控制方法

技术领域

本发明涉及电缆沟设备除湿技术领域，具体涉及一种主动除湿的变电站高压开关柜装置及除湿控制方法。

背景技术

目前许多老式变电站的设备室电缆沟为砖砌结构，底板为10cm的细石混凝土垫层，侧墙为砖墙，外面抹有砂浆层。由于基建施工时防水工艺处理不当，绝大多数砖砌的电缆沟存在渗水问题。由于电缆沟狭小，且内部电缆密集，防水的处理尤为困难，难以根治，水汽直接上升到控制柜内部，生成凝露，对设备运行安全造成较大影响。开关室内潮气较重，导致母线桥架内很容易积灰受潮，水气附着在绝缘隔板上，在高电压长时间作用下，容易引发放电，导致事故的发生。设备受外部恶劣环境的影响，绝缘件积污严重，在长时间高湿度的环境中，设备上积落的污秽就会吸收水份，易引发雾闪、绝缘击穿的安全事故。空气绝缘，绝缘强度降低的主要原因是湿度导致固体绝缘本身及表面放电电压下降，当湿度超过90％时，放电电压迅速下降；当湿度接近100％时，放电电压仅为湿度较小时的20％。当屏障表面凝露时，间隙的绝缘强度明显下降。对35kV有绝缘隔板的母线桥架异体在空气湿度为60％时，当空气中有水气存在且固体绝缘表面附着污秽时，放电电压下降更为明显。

所以，对于电气设备的绝缘性，最大的影响因素是温湿度。试验证明，电气设备长时间暴露在大气中，最容易造成设备绝缘劣化的就是潮湿、热环境。一般对于电气设备而言，保持30％～60％的相对湿度最为适宜，一旦超过了60％.将会对电气设备运行造成不利影响，并造成严重的经济损失，影响对用户的正常供电。

发明内容

设备受外部恶劣环境的影响，绝缘件积污严重，在长时间高湿度的环境中，设备上积落的污秽就会吸收水份，易引发雾闪、绝缘击穿的安全事故的问题，本发明提供一种主动除湿的变电站高压开关柜装置及除湿控制方法。

第一方面，本发明技术方案提供一种主动除湿的变电站高压开关柜装置，包括高压开关设备本体和防火材质的底板，高压开关设备本体设置在防火材质的底板的上，防火材质的底板设置在电缆沟上；高出地面部分的电缆沟内壁上固定有轴流风机，电缆沟与轴流风扇相对的壁高出地面的部分设置有通风孔；

高压开关设备本体内设置有控制模块，轴流风机与控制模块连接；

高压开关设备本体下部基础内和下部基础外侧均设置有湿度传感器，所述湿度传感器与控制模块连接，控制模块根据湿度传感器检测的湿度信息控制轴流风机工作。

湿度传感器采集高压开关设备本体内的湿度信息并将采集信息转换成电信号传输给控制模块，控制模块将接收到的信息与预设值进行比较，当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，控制模块控制轴流风机工作对高压开关设备本体底部的电缆沟沿电缆沟长度方向吹风使潮湿空气快速流动，降低高压开关设备本体底部的湿度。

作为本发明技术方案的优选，底板上设置有电缆贯穿孔，电缆穿过电缆贯穿孔连接到高压开关设备本体内部，使用柔性有机堵料填充电缆与电缆贯穿孔壁之间的缝隙。

作为本发明技术方案的优选，底板上刷涂疏水性防水涂料。

作为本发明技术方案的优选，该装置还包括除湿底座，高压开关设备本体通过除湿底座设置在底板上；

电缆贯穿孔贯穿除湿底座使电缆沟内的电缆接入高压开关设备本体内。

作为本发明技术方案的优选，除湿底座包括壳体，壳体的左右两个侧面上设置有可调节通风窗；

壳体内部设置有加热除湿模块，所述加热除湿模块与控制模块连接。

该装置还包括设置在高压开关设备本体外部的与控制模块连接的用于检测外部环境湿度的湿度传感器；

壳体内部设置有加热除湿模块，所述加热除湿模块与控制模块连接。

若外部的传感器检测外部的湿度小于内部的湿度，需要将可调节通风装打开，除湿底座内进行加热除湿。

作为本发明技术方案的优选，可调节通风窗包括窗框，窗框内设置有电动百叶窗；

所述电动百叶窗与控制模块连接。

电动百叶窗的开合根据内外部湿度的变化进行控制。

当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度，且高压开关设备本体内的湿度小于第一阈值时，控制模块控制启动轴流风机工作，当设置有电动百叶窗时，同时控制电动百叶窗开启；

当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，当设置有电动百叶窗和加热除湿模块时，同时控制电动百叶窗开启并控制加热除湿模块工作；

当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度时，当设置有电动百叶窗和加热除湿模块时，控制电动百叶窗关闭并控制加热除湿模块工作。

作为本发明技术方案的优选，加热除湿模块包括加热块和鼓风扇；

加热块设置在壳体的内底面，加热块的上表面设置有加热槽，加热槽内固定设置有多个加热管；

鼓风扇固定在壳体内顶部，鼓风扇的出风风向对准加热槽内的加热管；

加热管和鼓风扇分别与控制模块连接；

高压开关设备本体内还设置有与控制模块连接的温度传感器；

控制模块根据湿度传感器和温度传感器的检测信息控制加热管的通电数量。

作为本发明技术方案的优选，控制模块包括PLC控制器，PLC控制器分别通过继电器与加热管、鼓风扇、轴流风机连接；

当该装置包括电动百叶窗时，PLC控制器通过继电器与电动百叶窗连接；

该装置还包括分别与PLC控制器连接的异常指示灯和无线通信模块；

当启动除湿设定时间后，湿度没有达到设定要求时，控制异常指示灯点亮，并通过无线通信模块将异常信息传输到远端。

第二方面，本发明技术方案还提供一种如第一方面所述的主动除湿的变电站高压开关柜装置的除湿控制方法，包括如下步骤：

控制模块接收湿度传感器采集的信息；

当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，当设置有电动百叶窗时，同时控制电动百叶窗开启；

当高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度，控制控制模块停止轴流风机工作，当设置有电动百叶窗时，同时控制电动百叶窗关闭。

作为本发明技术方案的优选，该方法还包括：

当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度，且高压开关设备本体内的湿度小于第一阈值时，控制模块控制启动轴流风机工作，当设置有电动百叶窗时，同时控制电动百叶窗开启；

当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，当设置有电动百叶窗和加热除湿模块时，同时控制电动百叶窗开启并控制加热除湿模块工作；

当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度时，当设置有电动百叶窗和加热除湿模块时，控制电动百叶窗关闭并控制加热除湿模块工作。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：有效隔绝水汽的上升，同时属于防火材料，起到了防火的作用。通过湿度自动控制，可以根据内部的湿度情况，合理进行吹扫，避免凝露的形成。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的装置的示意图。

图2是本发明一个实施例的除湿底座内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1、2所示，本发明实施例提供一种主动除湿的变电站高压开关柜装置，包括高压开关设备本体1和防火材质的底板2，高压开关设备本体1设置在防火材质的底板2的上，防火材质的底板2设置在电缆沟上；高出地面部分的电缆沟内壁上固定有轴流风机，电缆沟与轴流风扇相对的壁高出地面的部分设置有通风孔；

高压开关设备本体1内设置有控制模块，轴流风机与控制模块连接；

高压开关设备本体1下部基础内和下部基础外侧均设置有湿度传感器，所述湿度传感器与控制模块连接，控制模块根据湿度传感器检测的湿度信息控制轴流风机工作。

湿度传感器采集高压开关设备本体内的湿度信息并将采集信息转换成电信号传输给控制模块，控制模块将接收到的信息与预设值进行比较，当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，控制模块控制轴流风机工作对高压开关设备本体底部的电缆沟沿电缆沟长度方向吹风使潮湿空气快速流动，降低高压开关设备本体底部的湿度。

底板2上设置有电缆贯穿孔，电缆穿过电缆贯穿孔连接到高压开关设备本体内部，使用柔性有机堵料填充电缆与电缆贯穿孔壁之间的缝隙。

底板2上刷涂疏水性防水涂料。

在有些实施例中，该装置还包括除湿底座3，高压开关设备本体1通过除湿底座3设置在底板2上；

电缆贯穿孔贯穿除湿底座使电缆沟内的电缆接入高压开关设备本体内。

除湿底座3包括壳体30，壳体30的左右两个侧面上设置有可调节通风窗31；

壳体30内部设置有加热除湿模块，所述加热除湿模块与控制模块连接。

若外部的湿度传感器检测外部的湿度小于内部的湿度，需要将可调节通风装打开，除湿底座内进行加热除湿。

在有些实施例中，可调节通风窗包括窗框，窗框内设置有电动百叶窗；

所述电动百叶窗与控制模块连接。

电动百叶窗的开合根据内外部湿度的变化进行控制。

当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度，且高压开关设备本体内的湿度小于第一阈值时，控制模块控制启动轴流风机工作，同时控制电动百叶窗开启；当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，同时控制电动百叶窗开启并控制加热除湿模块工作；当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制电动百叶窗关闭并控制加热除湿模块工作。

在有些实施例中，加热除湿模块包括加热块32和鼓风扇33；

加热块32设置在壳体30的内底面，加热块32的上表面设置有加热槽，加热槽内固定设置有多个加热管34；

鼓风扇33固定在壳体30内顶部，鼓风扇33的出风风向对准加热槽内的加热管34；

加热管34和鼓风扇33分别与控制模块连接；

高压开关设备本体内还设置有与控制模块连接的温度传感器；

控制模块根据湿度传感器和温度传感器的检测信息控制加热管的通电数量。

在有些实施例中，控制模块包括PLC控制器，PLC控制器分别通过继电器与加热管、鼓风扇、轴流风机连接；

当该装置包括电动百叶窗时，PLC控制器通过继电器与电动百叶窗连接；

该装置还包括分别与PLC控制器连接的异常指示灯和无线通信模块；

当启动除湿设定时间后，湿度没有达到设定要求时，控制异常指示灯点亮，并通过无线通信模块将异常信息传输到远端。

设备底部铺设底板也就是防火隔板(防火隔板能够有效保护设备的防火安全，并在一定程度上隔绝水汽的上升)、喷涂疏水性防水结晶涂层(防火隔板上喷涂防水结晶涂层，能够有效避免防火隔板遇水失效的问题，同时形成疏水层，隔绝水汽的上升)和安装自动湿度控制系统(安装智能控制系统，检测到开关柜内部湿度过大时，自动启动轴流风机，吹扫柜体和防火隔板的夹层。湿度降低到一定程度后，自动停止)。

底板也称防火隔板或不燃阻火板等,是由多种不燃材料经科学调配压制而成，具有阻燃性能好，遇火不燃烧时间可达2小时以上，机械强度高，不爆、耐水、油、耐化学防腐蚀性强、无毒等特点。

安装前检查防火隔板规格、型号是否符合设计要求，外观不得有破损。按使用部位大小切割防火隔板，用膨胀螺栓或专用挂钩螺栓把防火隔板固定在电缆沟壁上。

用防火隔板封堵孔洞、电缆竖井时，宜采用厚型防火隔板，固定方法应符合设计要求。防火板安装完毕后，应使用柔性有机堵料填充防火板之间的缝隙和电缆贯穿部位。在底板上刷涂疏水性防水涂料，防水涂料能够隔绝水汽上升，保护底板，延长底板的使用寿命。

高压开关设备本体湿度变化受外界影响较大，当湿度超过额定数值后，通过控制模块控制轴流风机工作对底板底部进行送风，另一侧进行抽风，迅速风干内部的凝露；当湿度降低到一定数值后，控制轴流风机停止工作。

若外部的传感器检测外部的湿度小于内部的湿度，需要将可调节通风装打开。

控制模块根据湿度传感器和温度传感器的检测信息控制加热管的通电数量。控制模块同时控制加热管和鼓风扇工作通过风扇作用使加热管的热量迅速扩散带走湿气。

需要说明的是，本发明实施例中的高压开关设备本体1的正面铰接有门，载有的实施例中，高压开关设备本体1上还设置有与控制模块连接的显示屏(附图中没有画出)用于实时显示高压开关设备本体1内工作以及环境状态信息。

本发明实施例还提供一种基于主动除湿的变电站高压开关柜装置的除湿控制方法，在这里，主动除湿的变电站高压开关柜装置包括高压开关设备本体和防火材质的底板，高压开关设备本体设置在防火材质的底板的上，防火材质的底板设置在电缆沟上；高出地面部分的电缆沟内壁上固定有轴流风机，电缆沟与轴流风扇相对的壁高出地面的部分设置有通风孔；高压开关设备本体内设置有控制模块，轴流风机与控制模块连接；高压开关设备本体下部基础内和下部基础外侧均设置有湿度传感器，所述湿度传感器与控制模块连接，底板上设置有电缆贯穿孔，电缆穿过电缆贯穿孔连接到高压开关设备本体内部，使用柔性有机堵料填充电缆与电缆贯穿孔壁之间的缝隙。该装置还包括除湿底座，高压开关设备本体通过除湿底座设置在底板上；电缆贯穿孔贯穿除湿底座使电缆沟内的电缆接入高压开关设备本体内。除湿底座包括壳体，壳体的左右两个侧面上设置有可调节通风窗；壳体内部设置有加热除湿模块，所述加热除湿模块与控制模块连接。可调节通风窗包括窗框，窗框内设置有电动百叶窗；所述电动百叶窗与控制模块连接；所述方法包括如下步骤：

步骤1：控制模块接收湿度传感器采集的信息；

步骤2：当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，同时控制电动百叶窗开启；

步骤3：当高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度，控制控制模块停止轴流风机工作，同时控制电动百叶窗关闭。

步骤4：当高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度，且高压开关设备本体内的湿度小于第一阈值时，控制模块控制启动轴流风机工作，同时控制电动百叶窗开启；

步骤5：当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制模块控制启动轴流风机工作，同时控制电动百叶窗开启并控制加热除湿模块工作；

步骤6：当高压开关设备本体内的湿度不小于第一阈值且高压开关设备本体内的湿度不大于高压开关设备本体外部的湿度时，控制电动百叶窗关闭并控制加热除湿模块工作。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。