一種電氣端子箱的智能除濕系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣設(shè)備除濕技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電氣端子箱的智能除濕系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)在城市建設(shè)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備被大量使用，用于安裝、保護(hù)這些電氣設(shè)備的電柜就得到了廣泛使用。為了防止電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程發(fā)生故障，電柜內(nèi)都會(huì)安裝除濕裝置來(lái)控制其濕度。
[0003]目前，電氣設(shè)備箱柜內(nèi)除濕常采用在箱柜內(nèi)電加熱配自然通風(fēng)，或采用強(qiáng)制通風(fēng)的一種體積較大的常規(guī)電子除濕器?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際箱柜內(nèi)部設(shè)電氣備除濕效果并不好，電加熱實(shí)際是增加空氣流動(dòng)，一定程度降低凝露，根本無(wú)法除濕;常規(guī)電子除濕器風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理，不能使箱柜內(nèi)空氣形成全部循環(huán)，只能在箱柜內(nèi)局部除濕。打開(kāi)箱柜門后發(fā)現(xiàn)在受到電氣設(shè)備隔擋或離常規(guī)電子除濕器安裝位置較遠(yuǎn)的位置，在箱柜門或電氣設(shè)備上有凝露水，說(shuō)明這種除濕方法不能滿足箱柜內(nèi)電氣設(shè)備安全運(yùn)行的基本要求。室內(nèi)外各類電氣設(shè)備箱柜的除濕采用箱柜內(nèi)加裝電加熱配自然通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)的方法，時(shí)有發(fā)生電加熱器周圍的二、三、四次導(dǎo)引線過(guò)早老化或燒熔，又因箱柜內(nèi)外空氣互通，頻繁加熱除濕不僅除濕效果差，而且耗電量高。
[0004]另外有一種排水型除濕法，但還未廣泛被應(yīng)用推廣，該除濕法是通過(guò)液化裝置制造一個(gè)冷凝面，使空氣中的水汽在冷凝面上變成液態(tài)水，然后通過(guò)特定的結(jié)構(gòu)排出箱外，因而排水除濕法還是無(wú)法解決柜內(nèi)已經(jīng)形成的凝露問(wèn)題。
[0005]電力系統(tǒng)多種電氣柜需要安放在室外，電氣柜由于加工工藝水平和使用的特點(diǎn)，難以做到完全密閉，導(dǎo)致大氣的濕熱空氣積累到電氣柜內(nèi)，當(dāng)氣溫驟降是，電氣柜內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生凝露，引起短路、銹蝕等問(wèn)題；因此包括端子箱在內(nèi)的電氣柜有效除濕一直是變電運(yùn)行領(lǐng)域的一項(xiàng)重要工作，如何解決電柜內(nèi)的凝露問(wèn)題，并預(yù)防再次凝露，是本領(lǐng)域亟待要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種電氣端子箱的智能除濕系統(tǒng)，能從根本上解決端子箱、開(kāi)關(guān)柜等電氣柜內(nèi)常見(jiàn)的凝露問(wèn)題。
[0007]—種電氣端子箱的智能除濕系統(tǒng)，包括安裝于電氣端子箱內(nèi)的硬件設(shè)備箱以及與硬件設(shè)備箱通信的遠(yuǎn)端上位機(jī);所述的硬件設(shè)備箱包括箱體以及設(shè)置于箱體內(nèi)的開(kāi)關(guān)電源、單片機(jī)、溫濕度傳感器、凝水除濕機(jī)構(gòu)和通信模塊;其中:
[0008]所述的箱體頂部開(kāi)有進(jìn)氣口，正面開(kāi)有出氣口；
[0009]所述的開(kāi)關(guān)電源用于為硬件設(shè)備箱內(nèi)的用電設(shè)備提供電源電壓；
[0010]所述的溫濕度傳感器用于檢測(cè)電氣端子箱內(nèi)的溫度和濕度，并通過(guò)電壓信號(hào)的形式將溫度和濕度信息輸送給單片機(jī)；
[0011 ]所述的單片機(jī)用于根據(jù)溫濕度傳感器提供的關(guān)于濕度信息的電壓信號(hào)，控制凝水除濕機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，并將電氣端子箱內(nèi)的溫度和濕度信息以及硬件設(shè)備箱的工作狀態(tài)信息通過(guò)通信模塊發(fā)送給遠(yuǎn)端上位機(jī)，同時(shí)通過(guò)通信模塊接收遠(yuǎn)端上位機(jī)的操作指令。
[0012]優(yōu)選地，所述的凝水除濕機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片、散熱片、冷凝片、風(fēng)扇和排水管；所述的散熱片貼合在半導(dǎo)體制冷片的放熱面上，所述的冷凝片貼合在半導(dǎo)體制冷片的吸熱面上，冷凝片位于進(jìn)氣口的下方，散熱片位于出氣口的后方，所述的排水管一端呈漏斗狀設(shè)置于冷凝片的正下方，另一端穿過(guò)箱體并從電氣端子箱引出，所述的風(fēng)扇設(shè)置于散熱片與出氣口之間。
[0013]優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體制冷片的正電壓端子通過(guò)一保護(hù)電阻與開(kāi)關(guān)電源的正極相連，負(fù)電壓端子通過(guò)一 MOS管與開(kāi)關(guān)電源的負(fù)極相連，所述的MOS管受控于單片機(jī)。
[0014]所述的風(fēng)扇由開(kāi)關(guān)電源經(jīng)過(guò)一繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)提供供電回路，所述的繼電器受控于單片機(jī)。
[0015]優(yōu)選地，所述的箱體正面安裝有按鍵顯示模塊，所述的按鍵顯示模塊與單片機(jī)連接，用于顯示電氣端子箱內(nèi)的溫度和濕度信息并接收用戶關(guān)于控制參數(shù)的按鍵設(shè)置。
[0016]優(yōu)選地，所述的通信模塊采用串口有線通信和無(wú)線通信，無(wú)線通信采用ZigBee模塊與GPRS模塊結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
[0017]所述的遠(yuǎn)端上位機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)控電氣端子箱內(nèi)的溫度和濕度，遠(yuǎn)程設(shè)置硬件設(shè)備箱的控制參數(shù)，記錄和存儲(chǔ)電氣端子箱的歷史數(shù)據(jù)以及就相關(guān)參數(shù)指標(biāo)為值班人員提供故障報(bào)警。
[0018]優(yōu)選地，當(dāng)電氣端子箱內(nèi)的相對(duì)濕度Φ超過(guò)閾值情況下，所述的單片機(jī)首先通過(guò)公式ΛΤ = -17.143 Φ+17.714計(jì)算出冷凝片表面的降溫幅度AT，然后根據(jù)公式ΛΤ = -5.56*10—3P2+0.892Ρ計(jì)算出半導(dǎo)體制冷片的電功率P，最后根據(jù)該電功率P通過(guò)PWM調(diào)制計(jì)算出MOS管開(kāi)關(guān)信號(hào)的占空比Θ并用以驅(qū)動(dòng)MOS管。采用該技術(shù)方案，和使得MOS管一直開(kāi)通的情況相比，能耗在理論上縮減到40%。
[0019]優(yōu)選地，所述的單片機(jī)接收溫濕度傳感器提供的關(guān)于濕度信息的電壓信號(hào)U，并對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理后，根據(jù)濾波處理后的電壓信號(hào)U*控制凝水除濕機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài);具體濾波處理的過(guò)程如下:
[0020]首先，取電壓信號(hào)U的當(dāng)前電壓值Ui及其前四個(gè)電壓值對(duì)于上述五個(gè)電壓值，剔除其中的最大值和最小值，使剩余三個(gè)電壓值的平均值作為濾波處理后電壓信號(hào)U*的當(dāng)前電壓值，依此遍歷得到濾波處理后的電壓信號(hào)U%最后，根據(jù)電壓信號(hào)U*通過(guò)公式υ* = 2.5Φ + 1.142計(jì)算出電氣端子箱內(nèi)的相對(duì)濕度Φ。采用該技術(shù)方案，可以過(guò)濾掉偶然的某次錯(cuò)誤測(cè)量。
[0021]每臺(tái)電氣端子箱內(nèi)的硬件設(shè)備箱均為終端，以其中一臺(tái)電氣端子箱內(nèi)的硬件設(shè)備箱作為主機(jī)，其余硬件設(shè)備箱均為從機(jī);所述的主機(jī)收集所有從機(jī)以及自身的信息上報(bào)給遠(yuǎn)端上位機(jī)，對(duì)于遠(yuǎn)端上位機(jī)下達(dá)的控制指令，由主機(jī)統(tǒng)一接收，再分發(fā)給各從機(jī)。
[0022]本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下:
[0023](I)本發(fā)明利用半導(dǎo)體制冷片工作時(shí)的特點(diǎn)，在冷凝片上形成極冷表面冷凝除濕，在散熱片上形成高溫表面重新加熱之前經(jīng)過(guò)冷凝的空氣，使得電氣端子箱內(nèi)的氣溫不會(huì)波動(dòng)過(guò)大，便于空氣在冷凝片上循環(huán)冷凝;冷凝片和散熱片的安裝位置使得進(jìn)氣口附近氣溫低，出氣口附近氣溫高，而進(jìn)氣口比出氣口的相對(duì)位置要高，這種設(shè)計(jì)有助于空氣對(duì)流;再加上風(fēng)扇的作用，能強(qiáng)制形成空氣循環(huán)，空氣被吸入進(jìn)氣口后其中的水分將被冷凝片冷凝抽離并排到電氣端子箱外部，使箱體內(nèi)空氣絕對(duì)含水量降低，達(dá)到真正除濕的目的，從根本上解決了端子箱、開(kāi)關(guān)柜等電氣柜內(nèi)常見(jiàn)的凝露問(wèn)題。
[0024](2)本發(fā)明半導(dǎo)體制冷片由單片機(jī)產(chǎn)生的P麗波觸發(fā)MOS管來(lái)控制供電，根據(jù)檢測(cè)到空氣濕度的不同，給定不同占空比的HVM波，可以調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷片的功率，可以有效節(jié)會(huì)K。
[0025](3)本發(fā)明能將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控結(jié)果傳至遠(yuǎn)端PC，可以大大減少人工定期巡檢端子箱環(huán)境條件的工作量。
[0026](4)本發(fā)明可以接收來(lái)自遠(yuǎn)端PC設(shè)置(控制)指令，遠(yuǎn)程改變運(yùn)行條件。
[0027](5)本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)各電氣端子箱內(nèi)的硬件設(shè)備箱通過(guò)ZigBee模塊構(gòu)建局域網(wǎng)，由預(yù)先設(shè)定的某個(gè)電氣端子箱(主機(jī))匯總各電氣端子箱(從機(jī))的狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后主機(jī)由串口或GPRS模塊與遠(yuǎn)端PC通訊，上報(bào)所有硬件設(shè)備箱的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù);對(duì)于遠(yuǎn)端PC下發(fā)的指令，也由主機(jī)統(tǒng)一接收，再分配給各從機(jī)。
[0028](6)本發(fā)明當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到系統(tǒng)異常時(shí)，會(huì)使得顯示及按鍵部分的LED燈閃爍，并向遠(yuǎn)端PC上報(bào)這一信息，監(jiān)控軟件會(huì)在屏幕上報(bào)警，提醒值班人員；如果屏幕上報(bào)警一段時(shí)間內(nèi)無(wú)人處理，會(huì)給值班人員的手機(jī)發(fā)送短信報(bào)警。
[0029](7)本發(fā)明遠(yuǎn)端PC上的監(jiān)控軟件可以記錄和查閱歷史數(shù)據(jù)，便于以后分析更加有效的除濕機(jī)工作策略和整定參數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明除濕系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意