一种环网柜自动除湿系统及除湿优化方法与流程

本发明涉及除湿设备技术领域，尤其是涉及一种环网柜自动除湿系统及除湿优化方法。

背景技术：

在环网柜运行过程中，由于环境相对湿度较大，在温度降低到水的凝露点时，空气中的水蒸气遇冷极易形成水珠，附着在电气设备的表面，导致绝缘材料的电阻下降，进而导致电气设备的绝缘性能降低，引发电气设备温升过高或者发生闪络，使设备寿命降低，甚至造成设备直接损坏或者环网柜损毁，造成重大财产损失。这不仅增加了维修成本，还影响了电气设备所在的电力系统安全运行。因此，监测环网柜的湿度，加装除湿系统，保持环网柜的湿度在允许范围内是急需解决的重要问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种环网柜自动除湿系统及除湿优化方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种环网柜自动除湿系统，该系统设于用以容纳环网柜的箱体上，该系统包括设置在箱体顶部的太阳能光伏板及设于箱体内的浪涌保护器、直流断路器、供能与储能单元和除湿装置，所述的太阳能光伏板通过浪涌保护器与地连接，并通过直流断路器与供能与储能单元连接，所述的除湿装置与供能与储能单元连接，所述的除湿装置设置在环网柜处，所述的除湿装置包括除湿感应控制单元及与除湿感应控制单元连接的除湿冷凝单元，所述的除湿感应控制单元设置在环网柜内，所述的除湿冷凝单元设置在环网柜外，并设置在箱体的内壁上，所述的除湿冷凝单元包括与除湿感应控制单元分别连接的半导体制冷片、风扇、冷凝水导管和集液器，所述的半导体制冷片与集液器连接，所述的集液器与冷凝水导管连接，所述的冷凝水导管的冷凝出水口通过导管接到环网柜外。

优选地，所述的除湿冷凝单元还包括壳体，所述的壳体的前侧设有进风口，所述的壳体的上方设有出风口，集液器、冷凝水导管设于壳体底部，所述的冷凝水导管的一端与集液器连接，另一端的冷凝出水口通过导管接到环网柜外，所述的壳体内设有散热片。

优选地，所述的半导体制冷片设于壳体内，所述的风扇设于半导体制冷片的侧壁上，半导体制冷片与风扇位于同一水平面上。

优选地，所述的除湿感应控制单元包括湿度传感器、温度传感器和控制单元，湿度传感器、温度传感器分别与控制单元连接。

优选地，所述的供能与储能单元包括太阳能控制器和蓄电池，所述的太阳能光伏板通过直流断路器与太阳能控制器连接，所述的太阳能控制器与蓄电池连接。

优选地，所述的控制单元为单片机。

优选地，所述的单片机采用at89s52微控制器。

一种环网柜除湿优化方法，包括如下步骤：

步骤1：根据电气设备对环网柜工作环境中的湿度选取允许范围。

步骤2：根据选取的环网柜工作环境中的湿度选取允许范围，结合除湿装置的持续工作时间，将太阳能光伏板供能、蓄电池储能容量、除湿装置功率进行参数多目标优化。

太阳能光伏板供能、蓄电池储能容量、除湿装置功率进行参数的多目标优化的具体内容为：

式中，w为蓄电池容量，ps为光伏板功率，pd为除湿装置功率，n为连续阴雨天数，trzn为连续阴雨天下的平均日照时间，twn为连续阴雨天下的除湿器每天工作时间，m为连续晴朗天数，trzm为连续晴朗天下的平均日照时间，twmm为连续晴朗天下的除湿器每天工作时间，ηs为光伏板的转换效率，y为连续阴雨天开始前蓄电池储能系数。

步骤3：设置环网柜内的湿度允许范围。

步骤4：若除湿感应控制单元检测到环网柜内湿度大于环网柜内的湿度允许范围时，单片机控制除湿冷凝单元接通，半导体制冷片的温度降低，使流通到内部的水蒸气冷凝成水珠流到集液器，再由冷凝出水口排出环网柜外，若除湿感应控制单元检测到柜内湿度小于环网柜内的湿度允许范围，则单片机控制除湿冷凝单元关断。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明可以实时检测柜内的湿度，根据湿度信号控制除湿冷凝单元工作，使环网柜内的湿度降低到允许湿度范围内，保证设备安全运行；

(2)本发明通过太阳能光伏板为蓄电池充电以及向整个系统供电，当太阳能供电不足时，太阳能控制器自动切换为蓄电池供电，保证系统能长时间供电，适用于缺乏低压供电系统的环网柜除湿领域；

(3)按照本发明的多目标优化公式配置，能够达到各功率之间的优化匹配，成本低、效益高；

(4)本发明的结构简单、操作方便，可拆卸性强，可节省人力物力成本及维修成本。

附图说明

图1为本发明一种环网柜自动除湿系统的安装示意图；

图2为本发明一种环网柜自动除湿系统的结构示意图；

图3为本发明一种环网柜自动除湿系统中除湿冷凝单元的结构示意图；

图中标号所示：

1、太阳能光伏板，2、浪涌保护器，3、直流断路器，4、太阳能控制器，5、蓄电池，6、除湿感应控制单元，7、除湿冷凝单元，71、壳体，72、半导体制冷片，73、进风口，74、散热片，75、出风口，76、风扇，77、冷凝水导管，78、集液器，8、环网柜，9、箱体，10、箱门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明涉及一种环网柜自动除湿系统，该系统设置在用于容纳环网柜8的箱体9上，本发明系统包括太阳能光伏板1、浪涌保护器2、直流断路器3、太阳能控制器4、蓄电池5和除湿装置。太阳能光伏板1设置在箱体9顶部，除湿装置、浪涌保护器2、直流断路器3、太阳能控制器4、蓄电池5设置在箱体9中。除湿装置设置在环网柜8处。

太阳能光伏板1通过浪涌保护器2与地连接，并通过直流断路器3与太阳能控制器4连接；太阳能控制器4与蓄电池5连接，构成供能与储能单元，通过直流断路器3与浪涌保护器2具备保护功能。除湿装置与供能与储能单元连接。

除湿装置包括除湿感应控制单元6与除湿冷凝单元7，二者相互连接。除湿感应控制单元6实时感应环境湿度，并根据湿度信号控制除湿冷凝单元7的工作状态，控制环网柜8的内部湿度，防止环网柜8电气设备受潮。

除湿感应控制单元6设置在环网柜8内，除湿感应控制单元6包括湿度传感器、温度传感器和单片机，湿度传感器、温度传感器将湿度和温度信号传送给单片机，单片机优选at89s52微控制器。

除湿冷凝单元7设置在环网柜8外，并设置在箱体9的内壁上，除湿冷凝单元7包括壳体71、半导体制冷片72、风扇76、散热片74和冷凝水导管77。壳体71的正前方设有进风口73，壳体71的上方设有出风口75，壳体71的底部设有冷凝水导管77。壳体71内设有散热片74和半导体制冷片72，半导体制冷片72的侧面设有风扇76；半导体制冷片72和风扇76位于同一水平面上。半导体制冷片72和风扇76均通过支架固定在壳体71内；半导体制冷片72的下方设置有集液器78，集液器78的底部与冷凝水导管77相连接，冷凝水导管77的冷凝出水口通过导管接到环网柜8外。

本发明还涉及一种环网柜除湿优化方法，该方法的具体内容为：

太阳能光伏板1供能、蓄电池5储能容量、除湿装置功率之间为优化配合。根据电气设备对工作环境中的湿度选取允许范围，如45％-60％的范围要求，以及合理的除湿装置持续工作时间，太阳能光伏板供能、蓄电池储能容量、除湿装置功率等参数多目标优化方法如下：

式中，w为蓄电池容量，单位w·h；ps为光伏板功率，单位w；pd为除湿装置功率，单位w。

n为连续阴雨天数，单位天；trzn为连续阴雨天下的平均日照时间，单位h，twn为连续阴雨天下的除湿器每天工作时间，单位h。

m为连续晴朗天数，单位天；trzm为连续晴朗天下的平均日照时间，单位h，twmm为连续晴朗天下的除湿器每天工作时间，单位h。

ηs为光伏板的转换效率；y为连续阴雨天开始前蓄电池储能系数。

优选地，将除湿装置的功率设置为60w、连续阴雨天为4天、正常工作天数不高于3天，取连续阴雨天开始前蓄电池储能为100％(y＝1)。此种情况下，可获取太阳能光伏板的最优功率为300w，蓄电池的最优容量为300ah*12＝3600w/h。此时，正常工作天数为2.67天，满足实际要求。

设置环网柜8内湿度允许范围，如50％以内，则当除湿感应控制单元6检测到柜内湿度大于50％时，单片机控制除湿冷凝单元7接通，半导体制冷片72的温度降低而使流通到内部的水蒸气冷凝成水珠流到集液器78，再由冷凝出水口排出环网柜8外；当除湿感应控制单元6检测到柜内湿度小于50％后，控制除湿冷凝单元7关断。

本发明可以实时检测柜内的湿度，根据湿度信号控制除湿冷凝单元工作，使环网柜内的湿度降低到允许湿度范围内，保证设备的安全运行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。