CN202523988U - 一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，包括柜内温度传感器、柜壁温度传感器、冷凝板温度传感器、柜内湿度传感器、微处理器、键盘电路、显示电路、继电器驱动电路、继电器、电源、制冷装置、散热片、风扇、冷凝片和排水装置等组成，为了对运行中的高压开关柜柜内防凝露控制，利用半导体制冷方法降低开关柜内部湿度，使开关柜内部潮湿的空气水分被吸收在半导体制冷装置冷凝板表面，以达到降低柜内湿度，该装置主要通过测量柜内湿度、柜内温度和柜壁温度差值，根据设定的湿度值和温度差值控制制冷装置的工作状态，该实用新型可以有效降低开关柜内部湿度，为完全消除因凝露故障引发重大事故提供一种科学有效的解决方法。

Description

一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置

技术领域

本实用新型涉及一种电柜内部抗潮和防凝露的控制器，以保障电力设备安全可靠运行。 

背景技术

电力行业是国民经济的支柱产业，在输变电设备中，高压开关柜是量大面广的电气设备，6-35KV金属封闭开关设备是配电系统的主要关键设备之一，直接影响着电力系统的运行安全，一旦发生故障，产生巨大的经济损失，对于现阶段广泛应用的小车式开关柜，当柜内的断路器、隔离触头相间或对地距离空气间隙不足，潮湿脏污对沿面绝缘影响较大，开关柜内潮湿而产生凝露，发生对地放电的几率较大，最终造成开关柜烧毁事故，事故率高，后果严重因。为提高开关柜的运行安全性，我国在开关柜中一直采用自动加热除湿控制器防止凝露的方法，这种加热除湿控制器在抗潮湿、防凝露、保证高压设备可靠运行起到了积极作用，但由于我国幅员辽阔，气候条件差异大，广大南方地区空气潮湿，雨季时间长，尤其是在南方的梅雨季节，有时开关柜内部的空气湿度较高，甚至柜内局部已有结露现象，由于安装在柜体内部的凝露传感器位置并没有到达凝露的程度，或者凝露传感器长期受空气中灰尘和气体侵蚀，使传感器的灵敏度受到影响，凝露控制器不能及时地启动加热器，制使凝露控制的作用失灵，给开关设备的安全运行带来威胁，使得开关柜的运行安全无法得到保证，存在重大的安全隐患。 

现在市场上通常采用的凝露控制器是利用凝露传感器来自动启动或停止加热器工作的，从其控制机理来说存在以下几个缺陷：一是这种凝露传 感器是被动型动作器件，即一定要在空气中的水汽压力饱和时，也就是在物体表面到达露点温度，发生凝露时才会驱动加热工作，而防凝露作为一个电柜反事故重要措施来说，接近凝露的边缘再启动加热来消除凝露，就缺少一个预防过程，从安全、可靠的角度来看，作为一个反事故措施在可靠性上还是远远不够的；二是如果凝露传感器安装位置不当，或者凝露传感器的表面受到灰尘或气体的侵蚀后特性已改变，虽然柜内金属表面已有结露现象，但凝露控制器仍不能及时启动加热器投入，也会带来严重后果；三是对于柜体密封较好，内外湿度均较大的情况下采用传统的加热除湿的方法，潮气出不去，起不到除湿的效果。 

传统加热和风扇除湿方法具有一定的局限性，在很多情况下对下列几种典型的场合基本无效；(1)高压开关的操控柜或户外端子箱这种电柜密封较好一般放置在户外、早晚和四季的温差很大，这种柜子一旦有潮气进入就很难自己排出，一旦内外产生很大温差或梅雨潮湿季节会发生严重结露直接威胁到开关设备的安全运行；(2)带电作业工具存储柜：带电作业工具对绝缘有特定的要求，规定带电作业工具不能受潮湿或结露，要求平时防置在干燥条件下，但一般的存放柜没有专门的防潮措施，用热烘的办法在一般柜内难以做到均匀除湿，而且工具受长期烘烤热容易老化，最好的办法应该是抽湿加热微热通风除湿；(3)移开式或紧凑型的高压开关柜：这种电柜内部结构紧凑、空间爬电距离小，对绝缘防潮有很高的要求，目前均采用加热器控制除湿，但是在潮湿季节空气中的大量水泡有可能进到电柜内部，用加热的方法效果也很微弱；(4)户外小型箱式变电环网开关柜或地铁配电柜，由于这些电柜完全是户外或地下在自然环境下工作，其内部水汽十分严重，尽管内部设备都有较强的防潮措施但有时在恶劣环境 气候下还会由于潮湿而造成严重事故。因此，发明基于半导体制冷原理的一种新型开关柜除湿装置具有非常重要的意义。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是根据凝露形成机理，凝露形成必须具备环境温度、环境湿度和环境温度变化等三个条件，其中主要原因是环境湿度影响较大，当环境湿度较大存在温差时就形成凝露，所以为了防止凝露形成必须破坏凝露形成条件，可以采取降低环境湿度、破坏凝露形成的温度差等措施，其中最有效的方法是降低环境湿度。 

目前国内外防凝露主要采用加热器加热和风机抽湿两种方法对电柜柜体内部进行防凝露控制，但是这两种方法对于湿度较大的南方梅雨季节控制开关柜凝露效果较差，已经有多起由于凝露原因造成开关柜内部烧毁事故。为了真正消除凝露形成，必须降低开关柜内部空气湿度，现有的方法中加热法只能控制开关柜的内部温度，不能降低柜内湿度，存在被动防凝露，长时间加热除了耗能，还容易造成设备老化，风机排风控制凝露在空气湿度较大时，不能降低柜内湿度，所以防凝露效果也较差。为此本实用新型提出一种基于半导体制冷技术采用降低开关柜内部湿度，即采用除湿法防止凝露形成。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，包括柜内温度传感器、柜壁温度传感器、冷凝板温度传感器、柜内湿度传感器、微处理器、键盘电路、显示电路、继电器驱动电路、继电器、电源、制冷装置、散热片、风扇、冷凝片和排水装置组成；柜内温度传感器的输出端与微处理器的A/D口连接，柜壁温度传感器的输出端与微处理器的A/D端口连接，冷凝板温度传感器的输出端与微处理器的A/D 端口连接，柜内湿度传感器的输出端与微处理器的A/D端口连接；键盘电路的输入端与微处理器的I/O口连接；显示电路的输入端与微处理器的I/O口连接；继电器驱动电路的输入端与微处理器的I/O口连接，继电器驱动电路的输出端与继电器的线圈端连接；电源分别与微处理器和继电器连接。 

制冷装置电源端一端与电源的一端直接相连，制冷装置电源端另一端通过继电器的常开点与电源的另一端相连。 

散热片的一面与风扇固定连接在一起，散热片的另一面与制冷装置的制热面固定连接在一起；制冷装置的制冷面与冷凝片固定连接在一起；排水装置固定连接在冷凝片的下面，收集冷凝片上滴落的水珠，由排水管排出柜外。 

制冷装置采用半导体制冷，当环境湿度较大时，会在制冷装置中温度较低的冷凝片的表面上结霜，这样就可以利用制冷装置将空气中的水分不断地吸到制冷装置冷凝片的表面上，当冷凝片上水滴聚集较多时会滴落到采用专用排水装置中，通过排水装置将水排到柜体外部，达到降低开关柜柜体内部空气湿度的目的，有效防止凝露发生。 

本实用新型具有积极的效果：(1)本实用新型的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，采用半导体制冷方法，降低开关柜内部湿度，采用除湿法防止凝露形成。(2)本实用新型的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，在柜内采用湿度传感器测量和控制开关柜内的相对湿度，取代长期加热驱潮的方式，具有明显节能的效果。 

附图说明

图1为实施例1的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置结构原理图。 

具体实施方式

见图1所示，本实施例的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，包括柜内温度传感器1、柜壁温度传感器2、冷凝板温度传感器3、柜内湿度传感器4、微处理器5、键盘电路6、显示电路7、继电器驱动电路8、继电器9、电源10、制冷装置11、散热片12、风扇13、冷凝片14和排水装置15组成。 

柜内温度传感器1、柜壁温度传感器2和冷凝板温度传感器3均可以采用热敏电阻(例如10KΩ，35KΩ)，也可以采用数字式温度传感器(例如AD590、LM92)，采集开关柜内外温度，测温范围及精度：0-80℃±％+1字。 

柜内湿度传感器4采用湿度传感器，柜内测湿范围及精度：20％-98％RH±5％。 

继电器9线圈工作电压12VDC，触点功率12VDC/5A。 

微处理器5选用PIC、NSP430、51或AVR系列等。 

制冷装置11采用半导体制冷片制冷，半导体制冷片型号为TEC1-12701-12，工作电压12V，电流1-12A，理论功率12-144W，制冷装置11冷面用铝冷凝片14，热面用铝散热片12配合风扇13散热。 

风扇13采用直流风扇，工作电压12V，电流0.2A。 

散热片12采用铝散热片，尺寸较大远大于冷凝片14。 

冷凝片14采用铝片，尺寸远小于散热片12。 

排水装置15固定在壳体上，下端有排水口。 

电源10采用开关电源，输入220VAC，输出12VDC，电流大于5A。 

键盘电路6采用三个按键设置湿度上下限和柜内温度与柜壁温度差值。 

显示电路7采用三位数码管显示柜外温度和湿度值。 

继电器驱动电路8采用三极管驱动继电器9。 

本实施例新型电柜内部抗潮和防凝露装置的工作原理和过程如下： 

首先通过键盘电路6设定湿度值(湿度可在30-90％范围内设定)和柜内温度与柜壁温度差值，当柜内湿度大于设定值时(例如65％)强制起动新型电柜内部抗潮和防凝露装置，当柜内温度比柜壁温度高于3度，且湿度大于40％时起动新型电柜内部抗潮和防凝露装置，不满足上述条件则通过继电器9切断制冷装置11与电源10的电连接，电源10停止给制冷装置11供电；当起动新型电柜内部抗潮和防凝露装置后，若环境湿度较大时，会在制冷装置11中温度较低的冷凝片14的表面上结霜或凝露，这样就可以利用制冷装置11将空气中的水分不断地吸到制冷装置11的冷凝片14的表面上，当冷凝片上水滴聚集较多时会滴落到采用专用排水装置11中，通过排水装置11将水排到柜体外部，达到降低开关柜柜体内部空气湿度的目的，有效防止凝露发生；制冷装置11的热面采用散热片12配合风扇13散热，防止烧毁制冷装置11。 

上述结合实施例对本实用新型的技术方案进行了说明，但是上述实施例并不能理解为是对本实用新型技术方案的限定，如柜内湿度和柜内温度与柜壁温度差值的控制数值进行调整，凡是根据本实用新型的精神实质利用半导体制冷片达到防凝露措施所作的任何等效变换，都应在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，其特征在于，包括柜内温度传感器(1)、柜壁温度传感器(2)、冷凝板温度传感器(3)、柜内湿度传感器(4)、微处理器(5)、键盘电路(6)、显示电路(7)、继电器驱动电路(8)、继电器(9)、电源(10)、制冷装置(11)、散热片(12)、风扇(13)、冷凝片(14)和排水装置(15)组成；柜内温度传感器(1)的输出端与微处理器(5)的A/D口连接，柜壁温度传感器(2)的输出端与微处理器(5)的A/D端口连接，冷凝板温度传感器(3)的输出端与微处理器(5)的A/D端口连接，柜内湿度传感器(4)的输出端与微处理器(5)的A/D端口连接；键盘电路(6)的输入端与微处理器(5)的I/O口连接；显示电路(7)的输入端与微处理器(5)的I/O口连接；继电器驱动电路(8)的输入端与微处理器(5)的I/O口连接，继电器驱动电路(8)的输出端与继电器(9)的线圈端连接；电源(10)分别与微处理器(5)和继电器(9)连接。

2.如权利要求1所述的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，其特征在于，制冷装置(11)电源端一端与电源(10)的一端直接相连，制冷装置(11)电源端另一端通过继电器(9)的常开点与电源(10)的另一端相连。

3.如权利要求1所述的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，其特征在于，散热片(12)的一面与风扇固定连接在一起，散热片(12)的另一面与制冷装置(11)的制热面固定连接在一起；制冷装置(11)的制冷面与冷凝片(14)固定连接在一起；排水装置(15)固定连接在冷凝片(14)的下面，收集冷凝片(14)上滴落的水珠，由排水管排出柜外。

4.如权利要求1所述的一种新型电柜内部抗潮和防凝露装置，其特征在于，制冷装置(11)采用半导体制冷片制冷。

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