CN109413950A - 一种电气设备空腔冷凝恒湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电气设备空腔冷凝恒湿装置，是在电气设备的空腔内部设置冷凝装置，或在电气设备的外壳外部加装与电气设备空腔连通的冷凝装置，其中冷凝装置为半导体冷凝装置。本发明通过温度传感器、湿度传感器和控制器的控制，彻底解决了电气设备封闭空腔内的冷凝积水问题，实现在任何情况下，将电气设备空腔内的空气湿度控制在设定的范围内，从而保证设备的电气装置绝缘电阻处于良好状态。

Description

一种电气设备空腔冷凝恒湿装置

技术领域

本发明涉及除湿装置，具体涉及一种电气设备空腔冷凝恒湿装置。

背景技术

目前，国内外的电气设备，当其使用环境为潮湿地区或是在梅雨季节时，其设备空腔与外部潮湿空气在呼吸的作用下，其空腔内部就有潮湿空气。由于电气设备的外壳基本是金属构成，其金属外壳的一个关键作用就是对空腔内部电气设备在发热后，通过空腔空气的转导作用，将热量传递到设备的外壳上进行散热，这样就形成了金属空腔内壁的表面温度低于空腔内部的空气温度，所以潮湿的空气就非常容易地在金属空腔内壁上产生冷凝。这种冷凝的结果就造成了设备空腔内部的湿度小于设备外部环境的湿度，从而引起水分子的间隙渗透，形成一种在电气设备运行过程中的：潮湿空气在空腔内壁冷凝→设备内外湿度差→外部水分子渗透→在空腔内壁冷凝的恶性循环。

如果设备外壳防护属于开启式结构，由于空气的对流性好，所以冷凝现象即使发生了也不会在设备内部形成积水现象。但是对于电气设备，其外壳防护等级一般不低于IP44，这种防护等级就先天性形成了空腔内外部的空气交流不畅，但又不能阻止空腔的呼吸和水分子渗透作用，此时如果设备处于停机状态，其循环条件和循环状态为（不考虑迟后现象）：外部空气温度逐步升高→积水气化→空腔内空气湿度大于外部环境湿度→水分子向外扩散。但是这个循环是自然环境下实现的，所以温差小其扩散也是缓慢的，这就是设备运行率比较大的电气设备内部形成积水现象的根本原因。

当电气设备停止运行一段时间后，其电气设备空腔内的空气温度就会与设备外壳达成温度平衡，由于电气设备外部环境温度的变化，加之设备金属外壳的热导性好，这样就形成了电气设备的空腔内壁温度高于空腔空气的温度，电气设备内壁上的冷凝水就会部分气化，从而形成了空腔空气湿度处于高位状态，对电气装置的绝缘造成严重影响，这时启动电气设备会发生相间短路或对地短路的重大设备事故，严重影响了电气设备的安全性。所以对于关键电气设备其空腔内均增加了独立的加热装置，而这个加热装置是通过对电气设备空腔内空气的再加热→提高电气装置温度→驱散电气装置的潮气→恢复绝缘性能→潮湿空气在设备内壁上再冷凝的循环，所以这种方法只是临时的解决了电气绝缘电阻降低的问题，而不能解决电气设备封闭空腔内冷凝积水。

上述情况在南方企业、沿海企业、特定环境企业（如煤矿井下）反映强烈，但是一直没有得到有效的解决。经过调研发现现在沿海石化部门采取的另一个办法是：在电气设备的空腔内放置干燥剂，但是更换干燥剂需要拆解相关设备上的零部件，非常麻烦，同时也对设备电气的安全性能、机械性能带来隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电气设备空腔冷凝恒湿装置，是对设备电气进行空气干燥处理的冷凝恒湿装置，该装置可彻底解决电气设备封闭空腔内的冷凝积水问题，并实现在任何情况下，将电气设备空腔内的空气湿度控制在设定的范围内，保证设备的电气装置绝缘电阻处于良好状态。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电气设备空腔冷凝恒湿装置，是在电气设备的空腔内部设置冷凝装置，或在电气设备的外壳外部加装与电气设备空腔连通的冷凝装置。

所述冷凝装置为半导体冷凝装置，在半导体制冷元件的发热面上设温度传感器一，在半导体制冷元件制冷面的冷凝片上设温度传感器二，在电气设备空腔中设湿度传感器；所述温度传感器一、温度传感器二、湿度传感器、半导体制冷元件均与设置在电气设备外部或内部的电源及控制器相连；在半导体制冷元件制冷面的冷凝片下方设置集水池，集水池上设排水孔。

当冷凝装置设置在电气设备的外壳外部时，冷凝装置置于由盒座及盒盖构成的空腔内，盒座与电气设备的外壳通道连通。

进一步地，将半导体制冷元件的发热面设置散热装置，或直接与电气设备的外壳结合在一起。

本发明采用上述技术方案所设计的一种电气设备空腔冷凝恒湿装置，通过在电气设备的空腔内部设置冷凝装置，或在电气设备的外壳外部加装与电气设备空腔连通的冷凝装置，采用半导体冷凝装置，通过温度传感器、湿度传感器和控制器的控制，彻底解决了电气设备封闭空腔内的冷凝积水问题，实现在任何情况下，将电气设备空腔内的空气湿度控制在设定的范围内，从而保证设备的电气装置绝缘电阻处于良好状态。

附图说明

图1表示本发明一种电气设备空腔内置式冷凝恒湿装置的结构示意图。

图2表示本发明一种电气设备空腔外置式冷凝恒湿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种电气设备空腔冷凝恒湿装置作具体说明。

参见图1和图2，本发明一种电气设备空腔冷凝恒湿装置，其是在电气设备空腔2内部设置冷凝装置，或在电气设备外壳1外部加装与电气设备空腔2通过连通通道12连通的冷凝装置。本发明的冷凝装置为半导体冷凝装置，其在半导体制冷元件5的发热面上设温度传感器7，在半导体制冷元件5制冷面的冷凝片8上设温度传感器6，在电气设备空腔2中设湿度传感器9。本发明温度传感器6和温度传感器7、湿度传感器9、半导体制冷元件5均与设置在电气设备外部或内部的电源及控制器10相连。上述所有传感器均为已经设定了通断条件的数字开关式传感器，通过逻辑比较及线路逻辑组合来实现控制半导体制冷元件的工作状态，见下表。

本发明的电源及控制器为独立的供电系统，以保证电气设备即使处于停机状态，也能对设备空腔进行干燥除湿即恒湿状态。在半导体制冷元件制冷面的冷凝片8下方设置集水池4，集水池4上设排水孔3或排水装置，以实现将冷凝水及时排出设备外壳外部。当冷凝装置设置在电气设备外壳的外部时，冷凝装置将置于由盒座11及盒盖13构成的空腔内。

冷凝装置，按冷源产生的方法有两种：压缩机制冷和半导体制冷。压缩机制冷由于其体积大、成本高所以在电气设备的除湿上不实用。而半导体制冷元件不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件，是一种固体片件，且其体积小、工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易等优点。但是，半导体固体片一个面制冷，一个面制热，制冷效率不高，但制热效率很高，所以需要对制热面进行散热处理，否则半导体制冷片就会烧坏，一般冷热面的温差在70℃左右，因此，本发明一种电气设备空腔冷凝恒湿装置采用的是半导体制冷元件。

半导体制冷元件直接置于电气设备空腔内就可以实现对潮湿空气的冷凝，但其要长期稳定的工作，就需要对发热面进行冷却，采用散热片结构冷凝装置的体积就会很大，结构也比较复杂，所以，本发明其散热采用了半导体发热面直接与设备金属外壳进行面接触，这样利用金属外壳的储能效应、散热效应来解决半导体制冷元件的散热问题。

Claims (4)

1.一种电气空腔冷凝恒湿装置，其特征是在电气设备的空腔内部设置冷凝装置，或在电气设备的外壳外部加装与电气设备空腔连通的冷凝装置。

2.根据权利要求1所述的一种电气空腔冷凝恒湿装置，其特征是所述的制冷元件为半导体制冷元件。

3.根据权利要求1所述的一种电气空腔冷凝恒湿装置，其特征是在电气设备的空腔内设置湿度传感器。

4.根据权利要求2所述的一种电气空腔冷凝恒湿装置，其特征是将半导体制冷元件的发热面直接与电气设备的外壳结合在一起。