專(zhuān)利名稱(chēng)：一種端子箱防凝露控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)變電站設(shè)備的防凝露技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及端子箱防 凝露控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
室外端子箱管理是變電站設(shè)備管理中一個(gè)重要方面。在變電站內(nèi)，晝夜溫差大且 空氣潮濕的地方，部分端子箱柜體內(nèi)頂部、內(nèi)壁均有可能凝結(jié)水珠。箱體內(nèi)的凝露現(xiàn)象將 造成端子間絕緣下降、端子銹蝕、端子排上的二次回路的短路或接地，甚至造成斷路器的誤 動(dòng)，危害極大，因此，對(duì)端子箱內(nèi)部進(jìn)行防凝露控制很有必要。新型高壓端子箱內(nèi)部空間十分緊湊，為保證在高濕地區(qū)內(nèi)部絕緣水平，保證裝置 可靠工作，對(duì)箱內(nèi)防潮、防凝露提出了更高的要求。目前，我國(guó)端子箱的防潮保護(hù)主要有從 兩方面入手，一是從物理結(jié)構(gòu)上實(shí)施保護(hù)，如通過(guò)在端子箱外設(shè)置額外保護(hù)箱體，在端子 箱內(nèi)設(shè)置露水隔斷保護(hù)裝置，在箱體內(nèi)加橡膠密封條等；另一措施是通過(guò)排氣加溫裝置對(duì) 端子箱進(jìn)行除濕操作。措施一，由于額外箱體同樣存在與端子箱相似的老化、內(nèi)部隔斷保護(hù) 裝置也在只是對(duì)可以考慮到的箱體內(nèi)外部實(shí)行局部防潮保護(hù)，對(duì)于濕度較大的室外環(huán)境物 理上的阻斷依然無(wú)法確保低溫潮濕下潮濕空氣向端子箱體內(nèi)的侵入。目前的措施二的排氣 加溫為非智能化裝置，多數(shù)裝置在端子箱內(nèi)局部已有結(jié)露現(xiàn)象才啟動(dòng)排氣、加熱去濕；非智 能化去凝露裝置在啟動(dòng)排氣和加熱裝置去濕時(shí)缺乏策略化方法，無(wú)法根據(jù)端子箱內(nèi)外環(huán)境 有序地安排排氣、加熱的時(shí)間、時(shí)機(jī)、順序、和強(qiáng)度；更惡化的是長(zhǎng)期箱內(nèi)凝露、灰塵等污染 降低了傳感器的靈敏度，致使凝露控制器作用失靈，給開(kāi)關(guān)設(shè)備的安全帶來(lái)威脅。目前的放 凝露控制器均是采用單一凝露傳感器，通過(guò)檢測(cè)凝露測(cè)試電阻的大小來(lái)感知或預(yù)知是否發(fā) 生凝露，再進(jìn)行簡(jiǎn)單的排氣和加熱處理。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種端子箱防凝露控制系統(tǒng)，能 夠根據(jù)端子箱內(nèi)外環(huán)境有序地安排排氣和加熱的時(shí)間、時(shí)機(jī)、順序和強(qiáng)度，智能地在凝露形 成前啟動(dòng)去濕功能來(lái)阻斷箱內(nèi)潮濕環(huán)境。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種端子箱防凝露控制系統(tǒng)，包括內(nèi)溫\濕度 傳感器、外溫\濕度傳感器、電源模塊、中央控制運(yùn)算模塊、排氣裝置和加熱器；內(nèi)溫\濕度 傳感器和外溫\濕度傳感器的信號(hào)輸出端與中央控制運(yùn)算模塊的信號(hào)輸入端電連接，中央 控制運(yùn)算模塊的控制輸出端與排氣裝置和加熱器的控制輸入端電連接；電源模塊的電源輸 出端與中央控制運(yùn)算模塊、內(nèi)溫\濕度傳感器、外溫\濕度傳感器和排氣裝置的電源輸入端 電連接。進(jìn)一步所述中央控制運(yùn)算模塊包括箱內(nèi)外溫\濕度采集模塊、策略運(yùn)算模塊、排 氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊和上電自檢模塊；所述內(nèi)外溫\濕度采集模塊的信號(hào)輸入端與內(nèi)溫\濕度 傳感器和外溫\濕度傳感器的信號(hào)輸出端電連接，內(nèi)外溫\濕采集模塊的信號(hào)輸出端與策略運(yùn)算模塊的信號(hào)輸入端電連接，策略運(yùn)算模塊的控制輸出端與排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊的控制 輸入端電連接；所述排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊的控制輸出端分別與排氣裝置和加熱器的控制輸入 端電連接；排氣裝置和加熱器的工作狀態(tài)信號(hào)輸出端與上電自檢模塊的工作狀態(tài)信號(hào)輸入 端電連接，上電自檢模塊的工作狀態(tài)信號(hào)輸出端與策略運(yùn)算模塊的工作狀態(tài)信號(hào)輸入端電 連接；進(jìn)一步所述外溫\濕度傳感器和內(nèi)溫\濕度傳感器是SHTll ；進(jìn)一步所述電源模塊包括電源芯片AS1117 ；進(jìn)一步中央控制運(yùn)算模塊是STM32F103單片機(jī)芯片；進(jìn)一步所述排氣裝置為風(fēng)扇；進(jìn)一步風(fēng)扇、加熱器帶有上電檢測(cè)電路；進(jìn)一步加熱器為遠(yuǎn)紅外加熱裝置，加熱器內(nèi)設(shè)兩個(gè)檔次加熱電路；進(jìn)一步電源模塊內(nèi)設(shè)電源轉(zhuǎn)換電路、濾波、防雷電路。本實(shí)用新型的有益效果是根據(jù)凝露發(fā)生和預(yù)防機(jī)理，通過(guò)采集端子箱箱內(nèi)、箱外 的溫、濕度來(lái)控制箱內(nèi)溫、濕度，預(yù)防凝露的發(fā)生。系統(tǒng)的中央控制運(yùn)算模塊采用經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算出箱內(nèi)露點(diǎn)，獲得控制的基本判決條件；然后，根據(jù)箱內(nèi)外溫、濕度之間的差，再進(jìn)行條 件判決，確定排氣加熱的時(shí)間、時(shí)機(jī)和強(qiáng)度，從而破壞露點(diǎn)產(chǎn)生的條件，主動(dòng)防凝露。在凝露 發(fā)生前啟動(dòng)排氣加熱，減少了設(shè)備的無(wú)效使用時(shí)間，并提高工作效率，提高端子箱防凝露控 制器的可靠性和工作壽命，降低了 30-40%的能耗。系統(tǒng)為全自動(dòng)化、智能化操作，不用人為 干預(yù)，工作可靠，穩(wěn)定連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，具有系統(tǒng)故障自恢復(fù)功能。

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用 新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1示出了端子箱防凝露控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了端子箱防凝露控制系統(tǒng)的工作流程圖；圖3示出了端子箱中央控制運(yùn)算模塊的防凝露策略圖。
具體實(shí)施方式
以下將對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。本實(shí)用新型包括傳感器模塊、電源模塊、中央控制運(yùn)算模塊、排氣裝置和加熱器， 如圖1所示。溫\濕傳感器是一體化結(jié)構(gòu)，溫\濕度傳感器型號(hào)為SHTll ；可測(cè)溫度范圍 為-40-125度，精度0. 1攝氏度，濕度測(cè)量范圍為0-100%，精度為1 % ；使用SHTll傳感器采 集溫度濕度，其溫度線形很好，可以直接轉(zhuǎn)換輸出。本實(shí)用新型采用內(nèi)溫\濕傳感器和外溫 \濕傳感器，內(nèi)溫\濕傳感器用于設(shè)置于端子箱內(nèi)，外溫\濕傳感器用于設(shè)置于端子箱外。中央控制運(yùn)算模塊包括內(nèi)外溫\濕度采集模塊、策略運(yùn)算模塊、排氣加熱驅(qū)動(dòng)模 塊和上電自檢模塊；中央控制運(yùn)算模塊采用STM32F103單片機(jī)芯片，完成溫、濕度信號(hào)采 集，排氣加熱單元的控制，同時(shí)完成系統(tǒng)控制的條件判定與策略實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型的中央控 制運(yùn)算模塊用于設(shè)置于端子箱內(nèi)。
4[0023]排氣裝置為風(fēng)扇，風(fēng)扇型號(hào)為KDE0504PKB2，功率1W，排風(fēng)量達(dá)到9CFM，通過(guò)計(jì)算 得知其能夠在10分鐘之內(nèi)完成一個(gè)容積為5m3的端子箱的空氣交換。本實(shí)用新型的風(fēng)扇 用于設(shè)置在端子箱一側(cè)壁，側(cè)壁上對(duì)應(yīng)開(kāi)有通風(fēng)口。加熱器利用市電供電，采用遠(yuǎn)紅外加熱裝置，遠(yuǎn)紅外加熱與傳統(tǒng)的蒸汽、熱風(fēng)和電 阻等加熱方法相比，具有加熱速度快、設(shè)備占地面積小、費(fèi)用低和加熱效率高等許多優(yōu)點(diǎn)。 用它代替電加熱，可節(jié)電30%左右。加熱器采用額定功率分別為60和120W的兩路加熱，可 以根據(jù)不同需要組合為三個(gè)等級(jí)的加熱強(qiáng)度。本實(shí)用新型加熱器用于設(shè)置在端子箱內(nèi)。電源采用市電供電，市電電壓經(jīng)電源內(nèi)AC-DC電源轉(zhuǎn)換電路獲得+5V工作電壓， +5V工作電壓經(jīng)過(guò)電源內(nèi)的低壓差的LDO電源芯片AS1117得到3. 3V電壓作為整個(gè)系統(tǒng)的 主要工作電壓；電源向系統(tǒng)的中央控制運(yùn)算模塊STM32F103，風(fēng)扇，內(nèi)溫\濕度傳感器和外 溫\濕度傳感器供電；電源內(nèi)設(shè)置有濾波、防雷電路。電源用于設(shè)置在端子箱內(nèi)。如圖2所示，端子防凝露控制系統(tǒng)上電后，上電自檢模塊通過(guò)風(fēng)扇和加熱器的檢 測(cè)電路檢測(cè)風(fēng)扇和加熱器的故障，將檢測(cè)信息輸入策略運(yùn)算控制模塊判斷是否可進(jìn)入凝露 檢測(cè)階段；如無(wú)故障，系統(tǒng)啟動(dòng)內(nèi)外溫\濕度采集模塊從內(nèi)溫\濕度傳感器和外溫\濕度傳 感器分別采集端子箱的內(nèi)、外溫濕度；內(nèi)外溫\濕度采集模塊將溫、濕度信息傳入策略運(yùn)算 模塊進(jìn)行決策，策略運(yùn)算模塊利用內(nèi)設(shè)的防凝露策略判斷是否是凝露產(chǎn)生前的臨界狀態(tài)， 如果是，則給排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊信號(hào)，通過(guò)排氣加熱模塊啟動(dòng)加熱器和風(fēng)扇進(jìn)行箱體內(nèi)排 濕處理。策略運(yùn)算模塊的防凝露策略如圖3所示，Sl表示端子箱內(nèi)濕度，S2表示端子箱外 濕度，Tl表示端子箱內(nèi)溫度，T2表示端子箱外溫度。系統(tǒng)每1分鐘采集一次端子箱內(nèi)外溫、濕度，將濕度作為第一判定條件，分為大于 85%、85%和70%之間和小于70%三種情況，根據(jù)控制策略結(jié)合溫度進(jìn)行相應(yīng)的控制排氣 與加熱。對(duì)于箱內(nèi)濕度大于85%的情況，系統(tǒng)啟動(dòng)加熱器加熱30分鐘，然后通過(guò)內(nèi)溫\濕 度傳感器和外溫\濕度傳感器獲取端子箱內(nèi)、外濕度，如果內(nèi)濕度大于外濕度，則啟動(dòng)加熱 器和風(fēng)扇加熱排氣30分鐘。對(duì)于端子箱內(nèi)濕度大于70%的情況，系統(tǒng)啟動(dòng)內(nèi)溫\濕度傳感 器和外溫\濕度傳感器獲取端子箱內(nèi)、外溫度，如果端子箱內(nèi)溫度小于端子箱外溫度，則啟 動(dòng)加熱器加熱30分鐘，然后獲取端子箱體內(nèi)、外濕度，如果端子箱體內(nèi)濕度大于外濕度，則 啟動(dòng)加熱器和排氣裝置加熱排氣30分鐘。對(duì)于箱內(nèi)濕度小于70%的情況，如果端子箱內(nèi)溫 度小于端子箱外溫度，則啟動(dòng)緩加熱60分鐘。鑒于一般自然規(guī)律，當(dāng)溫度高于55度時(shí)，端子 箱內(nèi)肯定不會(huì)發(fā)生凝露現(xiàn)象，因此，設(shè)定在高于55度時(shí)停止加熱程序。當(dāng)溫度低于0度時(shí)， 為了防止凝露結(jié)冰，應(yīng)該進(jìn)行60分鐘的緩慢加熱操作，在緩加熱過(guò)程中假如出現(xiàn)濕度大于 70%情況，則停止動(dòng)作，若是外部濕度較低的話(huà)，則進(jìn)行排氣操作。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣， 倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則 本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于包括內(nèi)溫\濕度傳感器、外溫\濕度傳感器、電源模塊、中央控制運(yùn)算模塊、排氣裝置和加熱器；內(nèi)溫\濕度傳感器和外溫\濕度傳感器的信號(hào)輸出端與中央控制運(yùn)算模塊的信號(hào)輸入端電連接，中央控制運(yùn)算模塊的控制輸出端與排氣裝置和加熱器的控制輸入端電連接；電源模塊的電源輸出端與中央控制運(yùn)算模塊、內(nèi)溫\濕度傳感器、外溫\濕度傳感器和排氣裝置的電源輸入端電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于所述中央控制運(yùn)算模塊 包括箱內(nèi)外溫\濕度采集模塊、策略運(yùn)算模塊、排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊和上電自檢模塊；所述內(nèi) 外溫\濕度采集模塊的信號(hào)輸入端與內(nèi)溫\濕度傳感器和外溫\濕度傳感器的信號(hào)輸出端 電連接，內(nèi)外溫\濕采集模塊的信號(hào)輸出端與策略運(yùn)算模塊的信號(hào)輸入端電連接，策略運(yùn) 算模塊的控制輸出端與排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊的控制輸入端電連接；所述排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊的 控制輸出端分別與排氣裝置和加熱器的控制輸入端電連接；排氣裝置和加熱器的工作狀態(tài) 信號(hào)輸出端與上電自檢模塊的工作狀態(tài)信號(hào)輸入端電連接，上電自檢模塊的工作狀態(tài)信號(hào) 輸出端與策略運(yùn)算模塊的工作狀態(tài)信號(hào)輸入端電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于所述外溫\濕度傳感器 和內(nèi)溫\濕度傳感器是SHTl 1。
4.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于所述電源模塊包括電源 芯片 AS1117。
5.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于中央控制運(yùn)算模塊是 STM32F103單片機(jī)芯片。
6.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于所述排氣裝置為風(fēng)扇。
7.如權(quán)利要求6所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于風(fēng)扇、加熱器帶有上電檢 測(cè)電路。
8.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于加熱器為遠(yuǎn)紅外加熱裝 置，加熱器內(nèi)設(shè)兩個(gè)檔次加熱電路。
9.如權(quán)利要求1所述的端子箱防凝露控制系統(tǒng)，其特征在于電源模塊內(nèi)設(shè)電源轉(zhuǎn)換 電路、濾波、防雷電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種端子箱防凝露控制系統(tǒng)，包括內(nèi)溫\濕度傳感器、外溫\濕度傳感器、電源模塊和中央控制運(yùn)算模塊；其中，中央控制模塊包括箱內(nèi)外溫\濕度采集模塊、策略運(yùn)算模塊、排氣加熱驅(qū)動(dòng)模塊和上電自檢模塊；策略運(yùn)算模塊利用箱內(nèi)外溫\濕度采集模塊從內(nèi)溫\濕度傳感器和外溫\濕度傳感器采集端子箱內(nèi)外溫、濕度，利用上電自檢模塊測(cè)試風(fēng)扇和加熱器的健康狀態(tài)，最后利用策略運(yùn)算模塊內(nèi)設(shè)置的防凝露決策方案驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和加熱器進(jìn)行除凝露處理；本實(shí)用新型采用了根據(jù)內(nèi)外溫、濕度環(huán)境進(jìn)行決策的策略運(yùn)算模塊，能夠在凝露產(chǎn)生前有序地啟動(dòng)排氣和加熱動(dòng)作，主動(dòng)防凝露的方式提高了系統(tǒng)工作可靠性、穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02B1/56GK201663368SQ20102010652
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者姜毅, 郭俊峰 申請(qǐng)人:重慶市電力公司萬(wàn)州供電局;重慶潤(rùn)創(chuàng)科技有限公司