楊志忠

摘 要：傳統(tǒng)高壓開關(guān)柜一般通過加熱器提升柜內(nèi)溫度的方法防止凝露的發(fā)生，但空氣中包含的水分并沒有降低。本文設(shè)計了一種采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的自動除濕裝置，該裝置能使空氣中的水分不斷在冷凝板表面凝結(jié)成水珠后排出高壓開關(guān)柜外面，快速降低柜內(nèi)的濕度，有效解決變電所高壓室因潮濕而影響開關(guān)柜正常運行的難題，避免因濕度過大而造成高壓帶電體相間或相對地放電，從而引發(fā)惡性事故的發(fā)生，提高供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。

關(guān)鍵詞：MC9S08QB8 DH11 半導(dǎo)體制冷

中圖分類號：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（b）-0031-02

高壓開關(guān)柜作為電能接受與分配的重要組成部分，其運行是否正常直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。目前，大部分變電站高壓開關(guān)室均設(shè)置有玻璃窗、軸流風(fēng)機和百葉窗，用來通風(fēng)散熱。但這種設(shè)計存在一個很大的弊端，即防潮防濕效果較差[1]。

傳統(tǒng)高壓開關(guān)柜一般通過加熱器提升柜內(nèi)溫度的方法防止凝露的發(fā)生，但空氣中包含的水分并沒有降低，當(dāng)環(huán)境溫度急劇降低后，凝露現(xiàn)象還會發(fā)生，危害高壓開關(guān)柜的安全運行。

該文設(shè)計了一種采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的除濕裝置，該裝置能使空氣中的水分不斷地在冷凝板表面冷凝成水珠后排出柜外，快速降低高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度。

1 硬件設(shè)計

除濕裝置的硬件主要包括：濕度傳感器、控制單元、除濕單元、顯示單元、通訊單元和供電單元，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1.1 控制單元

控制單元是整個裝置的核心，選用飛思卡爾的MC9S08QB8芯片。MC9S08QB8是飛思卡爾8位微控制器系列中具有很高集成度的芯片，采用高性能、低功耗的HCS08內(nèi)核，其內(nèi)置8KB FLASH存儲器，512B RAM，SCI/SPI/IIC接口，8位模/數(shù)定時器模塊，A/D模塊等。MC9S08QB8還集成了背景調(diào)試系統(tǒng)以及可進(jìn)行實時總線捕捉的內(nèi)置在線仿真（ICE）功能，具有單線的調(diào)試及仿真接口（BDM）[2]。

1.2 濕度傳感器

濕度傳感器選用品質(zhì)卓越、響應(yīng)速度快、抗干擾能力強、性價比高的數(shù)字濕度傳感器DH11。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。

1.3 除濕單元

除濕單元選用先進(jìn)的半導(dǎo)體制冷片，配合散熱片和制冷風(fēng)機，使潮氣快速凝結(jié)成水珠，然后通過導(dǎo)水管排出開關(guān)柜外。

1.4 顯示單元

顯示單元包括：高亮度LED、高清晰數(shù)碼管和耐久的操作按鍵，主要實現(xiàn)人機操控，實現(xiàn)就地顯示濕度值，并可完成參數(shù)設(shè)置。

1.5 通訊單元

通訊單元主要有RS-485通訊接口組成，采用Modbus-RTU協(xié)議。能實時將高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度信息上傳給后臺監(jiān)控設(shè)備。同時可接收后臺設(shè)備的控制信息，遠(yuǎn)程啟動除濕器。

2 軟件設(shè)計

除濕裝置的主要功能包括以下幾方面。

（1）濕度監(jiān)測：裝置實時監(jiān)測高壓開關(guān)柜內(nèi)的濕度。

（2）自動除濕：當(dāng)濕度超過設(shè)定值時啟動除濕，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時）停止除濕。

（3）人工除濕：通過按壓裝置上的除濕按鍵，可強制啟動除濕功能，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時間后停止除濕。

（4）數(shù)據(jù)上傳：裝置將采集到的濕度信息及工作狀態(tài)上傳給后臺設(shè)備。

（5）遠(yuǎn)程除濕：后臺設(shè)備可發(fā)出命令，強制啟動除濕功能，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時間后裝置自動停止除濕。

（6）人機界面：裝置實時就地顯示濕度值等信息，并可對所有參數(shù)設(shè)定。

其主程序流程如圖2所示。

3 結(jié)語

該文所設(shè)計的半導(dǎo)體除濕裝置可有效解決變電所高壓室因潮濕而影響開關(guān)柜正常運行的難題，避免因濕度過大而引發(fā)惡性事故，提高供配電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 宇接永.變電站高壓室的防潮除濕治理[J].電力安全技術(shù)， 2013（6）：67-68.

[2] Freescale. MC9S08QB8 Reference Manual [EB/OL]. http：//cache.nxp.com/files/microcontrollers/doc/ref_manual/MC9S08QB8RM.pdf？fromsite=zh-Hans&fsrch=1&sr=4&