CN111780813A

CN111780813A - 一种预估式凝露监测方法及凝露监测装置

Info

Publication number: CN111780813A
Application number: CN202010805501.2A
Authority: CN
Inventors: 王庆
Original assignee: Hangzhou Honcen Technology Co ltd
Current assignee: Hangzhou Honcen Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2020-10-16

Abstract

本发明提供一种预估式凝露监测方法，分别采集电气柜内空气的空气温度和空气湿度；利用空气温度和空气湿度计算凝露温度，也即当电气柜内的温度达到凝露温度时发生凝露现象；采集电气柜内所要检测点的表面温度；计算凝露温度和表面温度的温度差值，判断温度差值是否在温差范围之内，若是，则判定为凝露；本发明通过当前空气温度和空气湿度得到凝露温度，通过设置合理的温差范围，使凝露现象实际发生之前就判定为凝露，采取相应的措施提前防止实际凝露的发生，而不是在实际凝露发生之后才检测得到。本发明还提供一种凝露监测装置，能够实现相同的技术效果。

Description

一种预估式凝露监测方法及凝露监测装置

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，更进一步涉及一种预估式凝露监测方法。此外，本发明还涉及一种凝露监测装置。

背景技术

我国南方属于热带气候，秋冬或梅雨时节气温昼夜变化较大且潮气重，造成电力柜内部潮湿情况严重，电气柜内部极易产生凝露，从而引发设备回路接地等问题，可能造成断路器误动或拒动，严重影响电网的安全运行。

传统的凝露检测方式是在电气柜内部设置传感器，当凝露产生时通过加热等手段去除，去除凝露的方式比较被动检测到凝露时已经产生凝露现象，对凝露的响应存在延迟，再采取除露手段就会有明显的延迟，在延迟期间凝露可能已经产生破坏效果；电气柜内部结构复杂，大多数时候会出现局部凝露，并且可能出现凝露的位置难以预估，传感器一般在出厂前已经安装完毕，无法匹配实际使用环境，一旦传感器安装位置不当很可能导致整个检测手段失效无法及时检测到凝露发生。

对于本领域的技术人员来说，如何降低凝露检测的延迟，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的核心在于提供一种预估式凝露监测方法及凝露监测装置，能够在凝露现象实现发生之前检测，能够有效地避免传统方式检测凝露的延迟，具体方案如下：

一种预估式凝露监测方法，包括：

分别采集电气柜内空气的空气温度和空气湿度；

利用所述空气温度和所述空气湿度计算凝露温度；

采集电气柜内所要检测点的表面温度，计算所述表面温度和所述凝露温度的温度差值；

判断所述温度差值是否在温差范围之内，若是，则判定为凝露。

可选地，利用所述空气温度和所述空气湿度计算凝露温度，具体包括：

1)计算水或冰表面的饱和水蒸汽压：

式中：E_S为饱和水蒸汽压，单位为hPa；E₀为空气温度为0℃时空气的饱和水蒸汽压；t为电气柜内的空气温度，单位为℃；a、b为常量参数；

2)计算空气的水蒸汽压：

e＝f×E_s

式中：e为空气的水蒸汽压，单位为hPa；f为电柜内的空气湿度，单位为％RH；E_S为饱和水蒸汽压，单位为hPa；

3)计算空气的露点温度：

式中：T_d为露点温度，单位为℃；e为空气的水蒸汽压，单位为hPa；a、b为常量参数。

可选地，还包括：判断是否存在干扰源，若是，则：

采集电气柜内所要检测点的表面湿度，计算所述表面湿度与所述空气湿度的湿度差值，判断所述湿度差值是否在湿度范围之内，若是，则判定为凝露。

一种凝露监测装置，包括空气检测端和表面检测端，所述空气检测端和所述表面检测端之间通过连杆相连；所述空气检测端设置温度传感器和湿度传感器，所述表面检测端设置温度传感器；

所述空气检测端延伸到电气柜内部，用于获取电气柜内空气的空气温度和空气湿度；所述空气温度和所述空气湿度用于计算凝露温度；

所述表面检测端固定在电气柜内所要检测点的表面，用于获取检测点的表面温度；所述表面温度用于与所述凝露温度进行比较。

可选地，所述表面检测端还设置湿度传感器，用于采集电气柜内所要检测点的表面湿度。

可选地，所述连杆至少包括两段，能够调节长度。

可选地，所述连杆的外周套装内腔中空的防护套，所述防护套的一端与所述表面检测端相对固定，所述防护套的另一端用于卡接限位所述空气检测端。

本发明提供一种预估式凝露监测方法，分别采集电气柜内空气的空气温度和空气湿度；利用空气温度和空气湿度计算凝露温度，也即当电气柜内的温度达到凝露温度时发生凝露现象；采集电气柜内所要检测点的表面温度；计算凝露温度和表面温度的温度差值，判断温度差值是否在温差范围之内，若是，则判定为凝露；本发明通过当前空气温度和空气湿度得到凝露温度，通过设置合理的温差范围，使凝露现象实际发生之前就判定为凝露，采取相应的措施提前防止实际凝露的发生，而不是在实际凝露发生之后才检测得到。

本发明还提供一种凝露监测装置，空气检测端和表面检测端之间通过连杆相连；空气检测端设置温度传感器和湿度传感器，分别用于获取空气温度和空气湿度；表面检测端设置温度传感器，用于获取检测点的表面温度；通过该装置获取的空气温度和空气湿度用于计算凝露温度；获取的表面温度用于与凝露温度进行比较，利用上述的预估式凝露监测方法判断是否凝露，能够实现相同的技术效果。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明提供的预估式凝露监测方法的流程图；

图2为本发明凝露监测装置的一种具体实施例的结构图。

图中包括：

空气检测端1、表面检测端2、连杆3、防护套4。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种预估式凝露监测方法及凝露监测装置，能够在凝露现象实现发生之前检测，能够有效地避免传统方式检测凝露的延迟。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的预估式凝露监测方法及凝露监测装置进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明提供的预估式凝露监测方法的流程图，包括以下步骤：

S1、分别采集电气柜内空气的空气温度和空气湿度；空气温度和空气湿度分别为电气柜内部空腔的温度与湿度情况，一般情况下越靠近电气柜内部中心的位置数值越具有代表性。

S2、利用空气温度和空气湿度计算凝露温度；凝露温度是在特定的湿度条件下，空气产生凝露的温度值；通常情况下，在湿度条件不变时，温度逐渐降低到一定值后会产生凝露现象。

S3、采集电气柜内所要检测点的表面温度，计算表面温度和凝露温度的温度差值；检测点为可能产生凝露点，将电气柜内容易产生凝露的若干个位置作为检测点，对检测点的温度进行监控测量，用于后续判断凝露的产生。

S4、判断温度差值是否在温差范围之内，若是，则判定为凝露；若否，则重复上述步骤继续监测；温差范围为数值范围或者数值点，通常当表面温度低于凝露温度时产生凝露，也即此时温差范围为小于零的范围；当检测点的表面温度远高于凝露温度时，认为检测点不产生凝露，当检测点的温度不断降低，最终与凝露温度较接近时，认为出现了凝露现象；通过采用此种方法，在凝露实际发生前做出预警提示，以便于采取相应的措施进行阻止实际凝露的产生；相对于传统的检测到实际凝露发生后再采用相应的措施，能够提前判断，提前采取操作，避免凝露去除的延时，从根本上防止内部电路受到损坏。

本发明用电气柜内部的空气温湿度计算一个目标温度作为凝露温度，当电气柜内部到了这个温度金属表面就应该会凝露；然后用凝露温度和实际检测到的检测点的表面温度做对比，如果表面温度高于凝露温度表示不会凝露，如果接近计算值表示快要凝露，如果低于计算值那表示已经凝露。

在上述方案的基础上，本发明步骤S2、利用空气温度和空气湿度计算凝露温度，具体包括：

1)计算水或冰表面的饱和水蒸汽压：

式中：E_S为饱和水蒸汽压，单位为hPa；E₀为空气温度为0℃时空气的饱和水蒸汽压；t为电气柜内的空气温度，单位为℃；a、b为常量参数，对于水面(t>0℃)，取a＝7.5，b＝237.3，对于冰面(t≤0℃)，取a＝9.5，b＝265.5。

2)计算空气的水蒸汽压：

e＝f×E_s

3)计算空气的露点温度：

式中：T_d为露点温度，单位为℃；e为空气的水蒸汽压，单位为hPa；a、b为常量参数，可取a＝7.5，b＝237.3。

利用以上三个公式，结合上述步骤测量的空气温度、空气湿度，计算得到凝露温度。

优选地，本发明的监测方法还包括：判断是否存在干扰源，若是，则：

采集电气柜内所要检测点的表面湿度，计算表面湿度与空气湿度的湿度差值，判断湿度差值是否在湿度范围之内，若是，则判定为凝露。

根据导热公式：

式中：Q—单位时间传导的热量，简称传热速率，W；

A—导热面积，即垂直于热流方向的表面积，m2；

λ—比例系数，称为物质的导热系数，W/(m2·K)(或W/(m2·℃)。

式中的负号是指热流方向和温度梯度方向相反，即热量从高温向低温传递。

空气的热导系数会受湿度影响，湿度越大热导系数就越大。所以当通过计算得出的温度和实际采集的表面温度、空气温度有明显区别就说明周边有发热源，需要通过获取的表面湿度对判断结果进行补偿修正，这样通过数据修正之后使露点计算结果更加精确。

当电气柜内部具有干扰源时，通常是电气柜内部存在发热源，会影响正常的判断准确度，为了降低干扰，采用上述的步骤，利用表面湿度的检测值对判断结果进行修正。

当存在热源时湿度的变化会更加明显，所以如果没有热源、没有凝露，理论上空气湿度与表面湿度应该是一样的；如果湿度有明显差异,就需要拿这个湿度来纠错，如果金属面的湿度大于空气湿度且差值大于一定数值，哪怕通过上述步骤中的温度计算没有凝露也会判定为凝露。

本发明还提供一种凝露监测装置，如图2所示，为本发明凝露监测装置的一种具体实施例的结构图；包括空气检测端1、表面检测端2、连杆3等结构，空气检测端1和表面检测端2之间通过连杆3相连，三者形成一个整体。

空气检测端1设置温度传感器和湿度传感器，能够检测温度和湿度；表面检测端2设置温度传感器，能够检测湿度。

空气检测端1延伸到电气柜内部，空气检测端1不与其他结构相接触，用于获取电气柜内空气的空气温度和空气湿度；获取的空气温度和空气湿度用于计算凝露温度，计算的方法如前文所述。

表面检测端2固定在电气柜内所要检测点的表面，用于获取检测点的表面温度；表面温度用于与凝露温度进行比较，判断温度差值是否在温差范围之内，若是，则判定为凝露。本发明所提供的凝露监测装置能够获取空气温度、空气湿度和表面温度，采用上述的凝露监测方法所提供的计算和分析步骤，能够实现相同的技术效果。

具体地，本发明的表面检测端2还设置湿度传感器，用于采集电气柜内所要检测点的表面湿度，利用表面检测端2设置的湿度传感器检测表面湿度，利用上述方法中所提供的过程进行修正。

优选地，本发明中的连杆3至少包括两段，能够调节长度，连杆3改变自身的长度，能够使空气检测端1和表面检测端2具有不同的间距。当电气柜内空气较小时，可适当缩短连杆3的长度，使空气检测端1和表面检测端2的距离缩短，满足电气柜对安全距离的要求；若电气柜内空间较大，将连杆3伸到最大长度；电气柜的上部容易产生凝露，通常将表面检测端2固定在电气柜的上部，空气检测端1向下延伸，伸到电气柜中间的位置，连杆3的长度伸长尽可能伸到电气柜的中部，使空气温度值与空气湿度值检测更具代表性。

如图2所示，连杆3的外周套装内腔中空的防护套4，防护套4为筒形，连杆3安装在防护套4之内，防护套4的一端与表面检测端2相对固定，防护套4的另一端用于卡接限位空气检测端1，空气检测端1可卡在防护套4的端部，通过摩擦力使空气检测端1和防护套4相互固定，使空气检测端1被卡接保持在特定的位置。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种预估式凝露监测方法，其特征在于，包括：

分别采集电气柜内空气的空气温度和空气湿度；

利用所述空气温度和所述空气湿度计算凝露温度；

2.根据权利要求1所述的预估式凝露监测方法，其特征在于，利用所述空气温度和所述空气湿度计算凝露温度，具体包括：

1)计算水或冰表面的饱和水蒸汽压：

2)计算空气的水蒸汽压：

e＝f×E_s

3)计算空气的露点温度：

3.根据权利要求2所述的预估式凝露监测方法，其特征在于，还包括：判断是否存在干扰源，若是，则：

4.一种凝露监测装置，其特征在于，包括空气检测端(1)和表面检测端(2)，所述空气检测端(1)和所述表面检测端(2)之间通过连杆(3)相连；所述空气检测端(1)设置温度传感器和湿度传感器，所述表面检测端(2)设置温度传感器；

所述空气检测端(1)延伸到电气柜内部，用于获取电气柜内空气的空气温度和空气湿度；所述空气温度和所述空气湿度用于计算凝露温度；

所述表面检测端(2)固定在电气柜内所要检测点的表面，用于获取检测点的表面温度；所述表面温度用于与所述凝露温度进行比较。

5.根据权利要求4所述的凝露监测装置，其特征在于，所述表面检测端(2)还设置湿度传感器，用于采集电气柜内所要检测点的表面湿度。

6.根据权利要求4所述的凝露监测装置，其特征在于，所述连杆(3)至少包括两段，能够调节长度。

7.根据权利要求4所述的凝露监测装置，其特征在于，所述连杆(3)的外周套装内腔中空的防护套(4)，所述防护套(4)的一端与所述表面检测端(2)相对固定，所述防护套(4)的另一端用于卡接限位所述空气检测端(1)。