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引言
目前，现场运行的环网柜中均未安装温控和除湿远程监控系统。随着负荷的增大，环网柜内部曾发生过因温度过高而造成柜子故障甚至烧毁。在潮湿季节，还曾发生过柜内电缆隔室潮湿凝露、绝缘降低、放电异常等情况，严重时发生过绝缘击穿导致柜子烧毁的事故。为了解决环网柜温度过高、潮湿凝露问题，消除本身缺陷带来的安全隐患，实现具有云处理的远程监控系统，需要在现有建成的环网柜中安装智能环境监控和远程预警系统。智能环网柜环境监控系统，可以将环网柜内温湿度等环境工况实时传至运维班，根据工况数据及时开展运行维护工作，确保设备安全可靠运行。该项目研究主要通过环境监控系统解决环网柜现场因为过温、潮湿凝露而造成的设备故障。同时，通过基于无线专网与云处理实现远程监控，一旦出现异常，远程监控的值班室或手机APP就能发出报警信息，告诉人员具体异常的环网柜。同时，环网柜内加装的除湿加热器及冷却风扇根据定值自动投切运行，保障了环网柜运行的稳定性和安全性，也便于运检人员及时准确处理异常状况，最大限度降低故障率。该项目研究解决了环网柜内部过温过热无法预知报警问题，防止凝露产生，保障封闭式开关柜安全稳定运行，实现了环网柜的无人值班和远程监控，促进了环网柜设施的智能化监控建设，同时大大降低了环网柜的故障率，保障其安全稳定运行，维护了用电安全，提高了电力系统服务信誉，节省了运行维护人力和生产成本，且有效监视了环网柜环境工况。
1项目研究主要技术内容
1.1项目主要研究内容采用的技术手段和方法
1.1.1现场设备层技术手段和方法
环网柜的现场设备层采用的温湿度监控系统，包含了控制器、系统模块、除湿加热器和封闭良好的冷却风扇。它可以监测环境中的温度、湿度、露点温度和烟雾浓度，还能够根据当前环境的状况，通过远程云服务器智能控制启停加热器和冷却风扇，分别解决潮湿凝露的产生和过温现象的发生。它能感应环境中的烟雾浓度来预警柜内火灾。当柜内有烟雾产生时，能自动关闭加热器和风扇，避免事故扩大，便于及时处理。环网柜中每个隔室的环境参数因运行状态、外界因素的不同，存在一定的差异。温湿度监控系统通过环网柜间隔中的每个系统模块，实现对环网柜的温度、湿度、露点温度和烟雾浓度数据的采集，通过Mod-bus规约RS485通信接口连接智能终端模块，进而将数据上传至云服务器上。云服务器会通过专业的算法或用户的指令将控制命令下达至环网柜中的控制器，进而控制除湿加热器和冷却风扇，实现对环网柜的环境治理。
1.1.2专网通信层技术手段和方法
通信系统由智能终端、基站和智能云平台组成。系统成本低、功耗小，支持星形拓扑结构，可扩展性和可伸缩性好，能很好地解决目前环网柜建设过程中面临的设施分散、不利于集中监测的问题。
1.1.3应用层手段和方法
整个系统由前端数据采集终端、无线通信终端、无线通信基站、云端服务器、APP交互界面、PC端、控制系统和执行系统组成。用户端可以通过APP交互界面或者PC端的管理页面进行设备管理。本着对系统不断增加设备和扩容的考虑，系统设计时采用模块化设计，方便在不同阶段增加、修改、删除设备功能。系统客户端灵活配置，极大地避免了传统软件系统全部定制的弊端，避免了系统软件大规模的开发工作，减小了人力成本。
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1.2现场设备层的关键技术及创新性研究内容
安装在环网柜中的温湿度监控系统可解决开关柜内部过温问题，防止凝露产生，预警柜内火灾，保障封闭式开关柜安全稳定运行，实现环网柜的无人值班和远程监控，提高环网柜的智能化监控建设，同时大大节省了运行维护人力和生产成本，有效监视环网柜环境工况。环网柜中的温湿度监控系统的露点控制除湿技术、烟雾监测预警和防止烧毁故障以及配置的RS485接口通信功能都国内外领先。众所周知，凝露主要与温度和湿度的动态变化相关，是两个参数相互作用的结果，只依据温度或湿度除湿是不科学的。温度越高，空气中含有的最大水蒸气量越多，温度越低则越少。即便水蒸气量恒定，如果温度变化，湿度也会变化。如果从温度为20℃、相对湿度为60%的状态下，仅使温度降到15℃，那么相对湿度就会上升到82%。如果温度进一步降低，湿度超过100%，空气中的水蒸气就会呈水滴状态。此时的湿度称之为露点，该水滴为结露的主体。该系统采用闭环控制，在反馈控制系统中不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性，根据控制结果不断调整控制信号，使控制精度更高。
2研究成果实际应用及效果
2.1实现了环网柜远程环境参数监控
环网柜中温湿度监控系统采用设备监控设备的方式，实时监测环境中的温湿度、露点温度和烟雾浓度，可感知导体过热导致的烟雾，预警柜内火灾；可以通过控制加热器，实现机柜露点控制，防止凝露产生。温湿度监控系统通过Mod-bus规约RS485通信接口将监测参数通过环网柜辅助监控系统传输至运维班，运维人员在班部即可掌握柜内温湿度、露点温度、烟雾浓度，实现远程监控。
2.2运营维护成本降低
（1）减少人员下站和出车频次，降级车辆损耗和车辆油耗，即降级了生产成本。（2）温湿度监控系统能够助力环网柜无人值守，减少运维人员人数及巡检次数，节约人力资源成本。与没有配置该系统的环网柜相比，配置该系统的环网柜可靠性和稳定性更高，可有效避免因环境问题造成的各种隐患和损失。
2.3提升工作效率
（1）环网柜温湿度监控系统采用Mod-bus规约
RS485通信接口可将监测参数通过环网柜辅助监控系统传输至运维班，运维人员在班部即可掌握柜内的环境参数，增强了运维人员的巡检效率。（2）环网柜温湿度监控系统能够智能控制投切加热器，当柜内温度低或即将到达露点温度时，会立即启动加热器，防止设备低温运行或产生凝露。发现问题会及时解决问题，减少运维人员巡检次数，有效提高效率。
结语
通过现场应用，该成果有效解决了环网柜温湿度数据监测及实时控制的难题，实现了预期目标。一是运维人员能通过APP和PC端实时了解环网柜的温湿度及烟雾数据；二是利用云处理技术能对数据实时分析并下达指令；三是根据指令完成对环网柜温湿度、凝露的有效治理，改善了环网柜运行环网，确保了用电安全。
参考文献
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论文作者:蒋峰
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期
论文发表时间:2019/7/18
标签：温湿度论文; 环网柜论文; 监控系统论文; 柜内论文; 温度论文; 系统论文; 加热器论文; 《科技尚品》2018年第11期论文;