楊志忠

摘 要：傳統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜一般通過(guò)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(méi)有降低。本文設(shè)計(jì)了一種采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)的自動(dòng)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(kāi)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(kāi)關(guān)柜正常運(yùn)行的難題，避免因濕度過(guò)大而造成高壓帶電體相間或相對(duì)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(lèi)號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）11（b）-0031-02

高壓開(kāi)關(guān)柜作為電能接受與分配的重要組成部分，其運(yùn)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(kāi)關(guān)室均設(shè)置有玻璃窗、軸流風(fēng)機(jī)和百葉窗，用來(lái)通風(fēng)散熱。但這種設(shè)計(jì)存在一個(gè)很大的弊端，即防潮防濕效果較差[1]。

傳統(tǒng)高壓開(kāi)關(guān)柜一般通過(guò)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(méi)有降低，當(dāng)環(huán)境溫度急劇降低后，凝露現(xiàn)象還會(huì)發(fā)生，危害高壓開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行。

該文設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度。

1 硬件設(shè)計(jì)

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(gè)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(chǔ)器，512B RAM，SCI/SPI/IIC接口，8位模/數(shù)定時(shí)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(shí)時(shí)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(qiáng)、性價(jià)比高的數(shù)字濕度傳感器DH11。它應(yīng)用專(zhuān)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(zhǎng)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(jī)，使潮氣快速凝結(jié)成水珠，然后通過(guò)導(dǎo)水管排出開(kāi)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(shí)現(xiàn)人機(jī)操控，實(shí)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(shí)時(shí)將高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度信息上傳給后臺(tái)監(jiān)控設(shè)備。同時(shí)可接收后臺(tái)設(shè)備的控制信息，遠(yuǎn)程啟動(dòng)除濕器。

2 軟件設(shè)計(jì)

除濕裝置的主要功能包括以下幾方面。

（1）濕度監(jiān)測(cè)：裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的濕度。

（2）自動(dòng)除濕：當(dāng)濕度超過(guò)設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)除濕，當(dāng)濕度低于設(shè)定值時(shí)）停止除濕。

（3）人工除濕：通過(guò)按壓裝置上的除濕按鍵，可強(qiáng)制啟動(dòng)除濕功能，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)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(tái)設(shè)備。

（5）遠(yuǎn)程除濕：后臺(tái)設(shè)備可發(fā)出命令，強(qiáng)制啟動(dòng)除濕功能，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間后裝置自動(dòng)停止除濕。

（6）人機(jī)界面：裝置實(shí)時(shí)就地顯示濕度值等信息，并可對(duì)所有參數(shù)設(shè)定。

其主程序流程如圖2所示。

3 結(jié)語(yǔ)

該文所設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)柜正常運(yùn)行的難題，避免因濕度過(guò)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&