环网柜智能降温除湿技术研究及应用

丁 旭 曾繁祎 马鹏程 胡海彬 黄燕生 朱光羽

（海南电网有限责任公司三亚供电局，三亚 572099）

三亚位于我国最南端，地处北纬18°，属热带海洋性季风气候区[1]。全年日照时间长达2 534 h，年平均气温25.7 ℃，其中夏天（5—9月）平均气温28.7 ℃，日最高温度达36 ℃左右；年平均湿度80%左右，是典型的三高（高温、高湿、高盐）气候环境[2-5]。

近年来，随着配电电缆的普及应用和电网智能化建设的开展，增加了一批带自动化功能的环网柜。环网柜内有保护、自动化、通信和电源等二次模块，要求日常运行温度在30 ℃以下[6]。但是，由于三亚气候具有高温高湿特点，且目前环网柜壳体普遍是封密的铁皮壳，在高温环境、日照强烈以及环网柜内设备工作产生许多热量等多因素的影响下，夏季其内部温度普遍在50～60 ℃，且湿度和盐度极高[7]。这不但严重影响了环网柜内二次模块的可靠性和灵敏性，也缩短了环网柜内各电气元件的使用寿命，给环网柜的安全使用带来了极大隐患，急需进行改造[8-9]。

1 工作原理

针对存在的问题，本文研发了一种环网柜专用降温除湿装置，其技术原理和结构简介图如图1所示。该装置延长了电缆头和隔离开关等机构的寿命，达到了最大经济使用效率，具有十分重要的应用价值。

如图1所示，在原有环网柜的顶端开若干个出气口。在风机的作用下，将环网柜中50～60 ℃的热空气抽入热风管中，经管道依次经过空调器和除湿器，将热空气温度降到30 ℃以下、湿度降到40%以下后，再进入布置在环网柜底部的冷风管，然后通过冷风管上的进气孔吹入冷风管网柜，实现对环网柜的降温除湿。环网柜的侧壁上安装了温度传感器和湿度传感器，并分别与空调器和除湿器相连。当环网柜温度下降到指定温度时，空调器停止工作；环网柜温度高于工作极限温度时，空调器开始工作。同理，当环网柜湿度下降到指定湿度时，除湿器停止工作；环网柜湿度高于工作极限湿度时，除湿器开始工作。在冬季温度较低时，环网柜靠自身自然散热完全可以满足工作要求，此时风机停止循环，达到智能化降温除湿的效果。此外，在环网柜的顶部加设了防雨盖板，可防止雨水淋湿风机、空调器和除湿器。

图1 技术原理及结构简介图

2 装置的优点

（1）设计的降温除湿装置能够有效消除环网柜内部长期运行集聚的潮气，避免环网柜内部出现凝露现象，保护电缆头和隔离开关等设备，减少了设备故障，延长了环网柜的使用寿命。

（2）装置能够有效降低环网柜的运行温度，保护了环网柜中电器元件的安全运行，有利于预防环网柜发生火灾。

（3）装置制造和安装简便，使用方便，寿命长，运行成本低，易于推广。

3 现场安装使用情况

广东廉江的1台10 kV环网柜由于长期运行在高温高湿的不良环境下，经常因为过热和凝露等因素引起绝缘劣化，导致火灾事故频发。为了解决存在的问题，提高环网柜的运行可靠性，需对其环网柜进行改造。因此，基于上文的设计思路，将风机、空调器和除湿器等设备耦合安装在廉江的这台10 kV环网柜上并进行了现场对比测试。对比测试结果如表1所示。

表1 对比测试结果

由表1可得：环网柜平均温度下降18.85 ℃，下降幅度达到40%左右；平均湿度下降幅度达到58%左右。可见，改造后的降温除湿效果显著。目前，此降温除湿装置的使用时间已超过半年，用户反映运行效果良好。

4 结语

本文研发了一种环网柜专用降温除湿装置，通过耦合加装风机、空调器和除湿器等设备，成功实现了对1台 10 kV环网柜的智能化降温除湿，解决了长期困扰用户的设备故障问题。现场的对比测试结果表明，设计的环网柜专用降温除湿装置可使温度下降幅度达到40%左右，湿度下降幅度达到58%左右，降温除湿效果极其显著。此外，设计的环网柜专用降温除湿装置有利于电网公司安全风险防范工作机制的建设，为进一步提升公司安全风险管控水平提供了有力手段。工程中的具体应用表明，该装置可以有效控制环网柜内的温度和湿度参数，避免产生凝露，降低环网柜因凝露发生故障的风险，有效改善了电气设备的运行环境，降低了维护工作量，提高了控制的智能化水平，市场前景广阔，值得大力推广。