一种新型自动化温控配电箱在电网中的应用

覃孟

【摘 要】随着国家电网的发展，人们对于电网安全、可靠、高效的运行目标要求越来越高。如何才能保证此环节的正常工作，是目前智能电网正在深入研究的课题之一。文章尝试推出一种结构更加合理、自动化模式新颖、具有智能化管控终端的新型户外温控配电箱设备，以提高配电箱的性能和使用质量。

【关键词】新型自动化温控配电箱 电网 应用

一、引言

目前，全球都在大力发展智能化电网。而变电站作为电网运行的重要环节，其电源系统的安全稳定是保障整个电网稳定连续运行的关键。对于传统变电站而言，电网户外配电箱的漏水、渗水、端子生锈腐化等非人为因数损耗一直在困扰着电力企业。又由于配电箱安置的地理位置较为特殊，部分还处于较为偏僻的山上，设备长时间处于无人值守的状态。如何实时地监控箱内的各元器件、线路、温湿度的状态，是保证内部电器寿命和稳定性的关键，也是保证整个智能化电网信息管控的关键。本人企图通过探索实践，尝试推出一种结构更加合理、自动化模式新颖、具有智能化管控终端的新型户外温控配电箱设备，以提高配电箱的性能和使用质量。

二、传统配电箱结构及使用情况分析

（一）传统配电箱的使用

传统配电箱一般为方箱结构（见图1）。

配电箱配备外开式的电箱门，侧开朝下的百叶窗通风孔，其机构较为简单，适用于家庭用的室内电表、闸刀的安装。但是安装在室外时，由于箱内渗入或者百叶窗内的雾气透入等原因，都会对箱内的元器件造成过早的老化腐蚀。同时，由于箱内无排风装置，箱内气体流通慢，无法及时将箱内潮湿气体排出箱外，反而因箱内受热不均匀更容易造成局部凝露。

（二）传统配电箱防漏措施

如何防止外部雨水、潮湿气体渗透至箱内，同时又要使箱内的潮湿气体能排出箱外？有两个途径：第一，增强箱体密封性，提高其防护等级；第二，加装驱潮控装置，控制箱内的温度及湿度。

（三）传统配电箱故障报修

传统的故障报修方式为人工反馈方式，在一些危险或者恶劣的环境下，打开配件箱检测极为困难，检修工作难以展开，所以就难免出现一些隐报瞒报的现象，导致故障不能及时处理，民怨较大。目前，较好地处理措施就是定期对每个配电箱进行检测，发现有故障隐患的及时整改更新，将问题扼杀在源头。

（四）传统配电箱故障记录

传统的故障记录方式一般为台账记录。由于每个维修技师表达能力及描述能力有限，就会造成信息失真，会对整个故障后期排查造成误导。目前，台账的记录一般为电脑录入，数据积累难以形成线性的分析报告，给上层决策造成一定的困扰。

（五）传统配电箱故障处理方式

传統的故障分析一般为人工+仪器判断，在技术分析人员离岗时，难以对临时故障做出预判，而仪器判断还停留在实验室中分析阶段，时效性差。

三、新型自动温控配电箱的结构及基理

（一）结构形式

新型自动化温控配电箱主要包括箱体、箱门、支撑杆、防雨顶盖和自动化温度控制系统六个部分（如图2所示）。在箱门正面设置有门锁和警示牌，起到警示的作用。

（1-箱体；2-箱锁；3-箱门；4-防雨顶盖；5-支撑杆；6-自动化温度控制系统；7-警示牌）

自动化温度控制系统主要包括微处理器、电源模块、驱动模块、报警驱动模块、无线通信模块、数字温度传感器、降温装置、报警装置、上位机和移动终端等设备。数字温度传感器用于采集信号并与微处理器相连，微处理器通过驱动模块控制降温装置，微处理器通过驱动报警模块控制报警装置，微处理器通过无线通信模块与上位机、移动终端实现通讯（如图3所示）。

（二）防漏措施

在箱体上部通过支撑杆安装防雨顶盖，下雨时雨水顺着不锈钢防雨顶盖滴落到地上，防止雨水侵蚀箱体。

（三）故障传输、记录、分析处理

在箱体内部设置有自动化温度控制系统及其电源接线，当箱内出现异常故障时，通过数字温度传感器将采集到的信号输送给微处理器处理。当温度高于微处理器的设定值时，微处理器控制驱动模块和驱动报警模块报警。报警模块提示操作人员箱体内部处于过热状态，需要进行处理。同时微处理器通过无线通信模块与上位机内的无线通信模块实现通信，将处理的信息提供给上位机。操作人员可根据所提供的信息，通过上位机输出控制信号，最终通过微处理器驱动降温装置进行工作，通过远程控制及时对箱体进行降温处理。降温装置只由一组抽风机构成，通过抽风机运作，加快箱内气体流通，从而将箱内潮湿气体通过户外箱体呼吸通道向外排放。

上位机就各节点采集的各种数据进行处理，将收集、处理后的数据实时显示在人机界面上，同时可以记录驱动报警模块报警和动作记录等历史数据。上位机还可以设定微处理器各节点动作定值。综合后台通过M0UDBUS协议与上位机通信。通过采集软件，除了拥有同上位机一样具有遥测、遥控、遥调的功能外，还能够基于SQL Server数据库对采集到的温度数据进行分析，生成指定时间段的数据报表，对每个节点采集到的整个数据进行评估。最后可通过综合后台安装的打印机，打印报表数据。

四、新型自动温控配电箱的使用效果

新型带防雨顶盖的配电箱彻底解决了箱内渗水、漏水的问题，从而避免了由于箱内水汽蒸发造成的线路端子潮湿生锈、腐化等问题。同时，此新型配电箱内、外配备的自动化控制设备能实时监控箱内的温度、湿度、线路联通状态，及时报警，从而避免了因箱体内温度过高到导致电气元件烧坏的现象，保证了电气元件的性能。

使用此新型自动温控配电箱还可以免去配电箱定期检查的工序，降低维护成本。

五、新型自动温控配电箱的推广

此结构为新型配电箱结构，在实际应用中发现，箱体的制造工艺并不复杂，其加工性及其耐腐蚀性较好。较为复杂的是整个自动温控系统的布置及程序设置，在较为有限的箱体空间时，温度传感器、驱动模块、降温装置布置受限，需要另行开发更小巧型的元件，对制造成本造成一定的影响。不过此影响可通过调整配电箱的容积大小来消除。对于程序设置，需要有一个长期的试验、数据收集、验证过程，只有通过不断的试验，才能找到一个最佳的温度控制点。

六、结论

随着生活水平的不断提高，人们对于电网安全、可靠、高效的运行目标要求也越来越高。而配电箱是电力系统的重要组成部分，它承担着保障电力系统安全稳定运行的重任。随着工业技术水平的不断发展，配电箱的体积及安装方法越发先进，其应用范围也越发广泛。这就给电力配电箱的操作及运行提出了更高的要求，它必须适应多种恶劣环境且能够可靠运行，只有这样才能够为电力系统创优工程提供强有力的支持。配电箱的选择、安装以及日常维护均会对其运行产生一定的影响，任何一个环节都需要我们进行全面分析与研究。在今后的工作中，笔者将继续致力于该领域的研究工作，以期能够获得更多更有价值的研究成果。

【参考文献】

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