CN108011299A - 一种变电站智能电气设备除湿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变电站智能电气设备除湿装置，所述除湿装置设置于户内或户外电气设备的箱体内；所述除湿装置包含热电半导体组件，其中设有利用珀尔帖效应的若干个半导体制冷片，经由除湿装置内的通气管道将箱体内的空气输送至半导体制冷片附近；对半导体制冷片通电，使附近空气中的水分在半导体制冷片的冷端凝结成水滴，通过导流管排放到箱体外部。本发明采用高热电转换效率的热电半导体，体积小巧、除湿效率高，可有效防止因设备绝缘表面产生凝露和附着污秽而导致的设备绝缘水平下降，避免因柜内凝露引起的爬电、闪络事故。
Description
技术领域
本发明提供一种变电站智能电气设备除湿装置。
背景技术
户外端子箱、配电柜、开关柜等，长期工作于空旷环境中，柜内空间相对密闭，潮气进入后不能及时排出，极易在柜壁和电器元件表面产生凝露现象，造成短路事故。
除湿装置经历方案和技术变革，大致可以分为两类：第一类，加热除湿；第二类，制冷除湿。通过加热来降低相对湿度，存在以下问题：柜内受热不均匀，部分死角湿度无明显降低，效果差，且停止加热后，湿度上升较快；功耗高，一般为几百瓦，间断工作，间断时间短；温升较高，一般为10°以上，局部温升较大，加速附近导线和器件老化；加热时间过长，靠近加热器附近的电缆、元件受热严重，严重时会造成电缆烤糊、元件毁坏；没有过热保护功能，只要线路导通就会一直加热；箱内气体流通缓慢，无法有效将箱内潮湿气体排出箱外，反而因箱内受热不均匀，更容易造成局部凝露；加热器工作时间过长，寿命短；户外仅可适用于非封闭箱体；小功率更适用于户内，但除湿效果很差。
发明内容
本发明提供一种变电站智能电气设备除湿装置，为各种柜体防凝露的需要而设计，采用高热电转换效率的热电半导体，体积小巧、除湿效率高，可有效防止因设备绝缘表面产生凝露和附着污秽而导致的设备绝缘水平下降，避免因柜内凝露引起的爬电、闪络事故。
为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种变电站智能电气设备除湿装置，所述除湿装置设置于户内或户外电气设备的箱体内；所述除湿装置包含热电半导体组件，其中设有利用珀尔帖效应的若干个半导体制冷片，经由除湿装置内的通气管道将箱体内的空气输送至半导体制冷片附近；对半导体制冷片通电，使附近空气中的水分在半导体制冷片的冷端凝结成水滴，通过导流管排放到箱体外部。
优选地，所述除湿装置还包含控制器，和与控制器连接的温度传感器、湿度传感器。
优选地，所述除湿装置还包含与控制器连接的数码显示屏。
优选地，所述除湿装置还包含报警模块，其在温度传感器或湿度传感器数据采样故障，或除湿装置持续除湿时间超过设定时间而相对湿度依然大于设定的报警阈值时，发出报警信号。
优选地，所述除湿装置还包含RS-485通讯接口，与其它智能设备进行数据通讯。
优选地，所述除湿装置的本体安装于电气设备的除湿空间的上部，且该除湿装置与水平面垂直，与其他装置的间隔在10厘米以上。
优选地，所述导流管插入到除湿装置的导流管接口底部，并装有卡箍。
优选地，所述除湿装置还配置有空气的加热器。
优选地，所述除湿装置的控制器在实测湿度值大于设定的湿度值时，发送使半导体制冷片通电的控制指令，以及在实测湿度值小于设定的湿度回差值时，发送使半导体制冷片断电的控制指令。
优选地，所述除湿装置的控制器根据收到的测试指令，使该除湿装置在设定的时间内强制除湿的测试状态。
与现有技术相比，本发明所述变电站智能电气设备除湿装置，其优点在于：
本发明的体积小巧，适用于电气设备如开关柜中，对电气设备内结构和布置影响小；进入除湿装置内的高湿度气体经与热电半导体作用后结露排出柜外，除湿效率高；除湿能力强，30W的功耗即可确保2m3柜体内部的湿度保持在60％RH以下；没有发热源，可保护柜内设备。
本发明的除湿装置利用半导体制冷替代以氟利昂为工作介质的压缩制冷的小型系统，免除污染源、结构简化、工作稳定、噪音低。较之其他设备，体积小巧，制冷效率提高83％左右，除湿效果提高80％左右，实现去除潮气，干燥空气的效果。
传统柜内的除湿设备多为加热器，虽能有一定的除湿效果，但长期使用可能会因温度过高造成柜内设备损伤。本发明是基于热电半导体的除湿装置，可以直接降低单位体积的含水量，可有效防止凝露的产生；根据温湿度条件自动控制，能有效降低能耗。
附图说明
图1是变电站智能电气设备除湿装置中热电半导体的珀尔帖原理示意图。
图2是变电站智能电气设备除湿装置的示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的变电站智能电气设备除湿装置，采用高热电转换效率的热电半导体组件，能利用珀尔帖效应使柜内局部制冷使空气中的水分在半导体冷端凝露。当半导体制冷片通过一定的直流电流时，由于珀尔帖效应，冷端温度降低而吸收热量，热端温度升高而放出热量；当湿热气体流经除湿装置内部管道时也被降温，致使其中的水分凝结出来，进而凝结成水滴，然后通过导流管排放到箱体外部，降低柜内绝对湿度，从根本上达到除湿的目的。
除湿装置本体在安装时，应尽可能安装于设备除湿空间的上部，需保证除湿装置与水平面垂直，不得倾斜；还需保证除湿装置与其他装置间留有最小10厘米空间，保证出风口畅通，不得遮盖。
通过螺栓将除湿装置固定在电气设备内，连接电源输入端子，并安装导流管。导流管应保持顺直，不缠绕，使一端完全插入导流管接口内部，以避免出现导流管接口漏水情况；另一端通向柜体外。
将导流管插入除湿装置上的接口，确认导流管已插到接口底部，并装上卡箍。在拆卸导流管时，可取下卡箍，将管舌往里按至底的同时，抽出导流管。
除湿装置还包含控制器、电源、数码显示屏、温度传感器、湿度传感器、RS-485通讯接口。在确认导流管已经正确安装后，打开除湿装置上的电源开关，除湿装置开始工作，在数码显示屏上显示测量到的相对湿度。
根据环境实际需求，预先设置好需要达到的湿度值(默认75％)和湿度控制回差值(默认回差10％)。在启动智能控制的除湿装置后，可以自动检测箱体内湿度，当箱内湿度超过预设值，热电半导体通电，除湿指示灯亮，开始除湿；当湿度回归到设置的湿度回差值时，除湿装置停止除湿，断开热电半导体电源，除湿指示灯灭。例如，设定≥5 5％R H时除湿；≤4 5％R H时停止除湿。
如需对除湿装置进行测试，可按下“Test”按钮，除湿装置进入测试状态，强制投入除湿48小时(当空气温度大于5℃时)，数码显示屏上显示闪烁的数字，再次按下“Test”按钮，除湿装置退出测试状态。
当除湿装置的温度传感器或湿度传感器数据采样故障，或除湿装置持续除湿时间≥24小时后，相对湿度依然大于80％RH时，报警接点闭合(报警接点在正常情况下是常开接点)，发出报警信号。
除湿装置的RS-485通讯接口，可与其它智能设备进行数据通讯，上传当前柜内的温度、湿度测量值、运行状态，及接收远方后台命令。通讯协议为MODBUSRTU方式，通过按键设置除湿装置通讯地址可轻松组态成基于C/S架构或WEB服务器的远程网络控制系统。
一个示例的除湿装置，其工作电源为AC220V±10％，50/60Hz；工作环境的温度为-20℃～70℃，相对湿度<95％RH；温度的显示范围为0℃～99℃，相对湿度的显示范围为18％～98％RH；温度的误差±1℃，湿度的误差±3％RH；通讯接口为RS-485，9600bps(<1000米)，MODBUSRTU；通过软管连续排水(标配长度1米)；噪音≤40dB(A)；重量约2Kg，以导轨、支架等进行安装。
除湿装置适用于户内户外的各种箱体；尤其适用于户外端子箱、配电柜、开关柜。柜体的封闭性越好，则除湿效果越好，除湿效率也越高。对于密封性差的箱/柜，建议增加数量或采用分体组合方式以确保良好的除湿效果。
示例的除湿装置及其应用效果如下表所示：
表1
表2
本发明采用热电半导体制冷，局部凝露、析出水分，降低绝对湿度。数十秒即可析出水分，除湿快，效果明显，停止除湿后，湿度反弹缓慢。局部凝露析水，通过管道排出，保障内部空气在允许湿度范围内。半导体组件无故障运行时间为10万小时以上，散热风扇无故障运行时间为5万小时，按每天工作一小时计算，长达15年左右的使用寿命。
本发明还可以进一步选配加热器来加热内部空气，以降低相对湿度；加热功率很小，温升低，不会影响内部元件使用寿命。选配的加热器具有过热保护功能，箱内温度超过设定值后会自动切除加热功能。除湿装置温升低，一般为1-3℃。功耗低，一般为几十瓦，且为间断工作，间断时间长。
综上所述，本发明的变电站智能电气设备除湿装置，安全性高。装置内没有运动部件、温升低、功耗低、寿命长。操作简单，设置项目少，采用直接凝水除湿方式，效率高、实用性好。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置设置于户内或户外电气设备的箱体内；
所述除湿装置包含热电半导体组件，其中设有利用珀尔帖效应的若干个半导体制冷片，经由除湿装置内的通气管道将箱体内的空气输送至半导体制冷片附近；对半导体制冷片通电，使附近空气中的水分在半导体制冷片的冷端凝结成水滴，通过导流管排放到箱体外部。
2.如权利要求1所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置还包含控制器，和与控制器连接的温度传感器、湿度传感器。
3.如权利要求2所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置还包含与控制器连接的数码显示屏。
4.如权利要求2所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置还包含报警模块，其在温度传感器或湿度传感器数据采样故障，或除湿装置持续除湿时间超过设定时间而相对湿度依然大于设定的报警阈值时，发出报警信号。
5.如权利要求2所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置还包含RS-485通讯接口，与其它智能设备进行数据通讯。
6.如权利要求1所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置的本体安装于电气设备的除湿空间的上部，且该除湿装置与水平面垂直，与其他装置的间隔在10厘米以上。
7.如权利要求1所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述导流管插入到除湿装置的导流管接口底部，并装有卡箍。
8.如权利要求1所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置还配置有空气的加热器。
9.如权利要求2所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置的控制器在实测湿度值大于设定的湿度值时，发送使半导体制冷片通电的控制指令，以及在实测湿度值小于设定的湿度回差值时，发送使半导体制冷片断电的控制指令。
10.如权利要求2所述变电站智能电气设备除湿装置，其特征在于，
所述除湿装置的控制器根据收到的测试指令，使该除湿装置在设定的时间内强制除湿的测试状态。
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