研制一种户外分接箱太阳能除湿装置

来源：期刊VIP网所属分类：综合论文发布时间：2021-05-14浏览：次

　　摘要：以户外分接箱太阳能除湿装置为基本探讨对象，突破传统技术的束缚，将太阳能视为电源，所配套的装置经过冷凝工艺后达到除湿的效果，在保证分接箱内温度维持稳定的前提下，高效完成水汽的收集与除湿操作，全流程中设备的能耗较低，安全可靠。

　　关键词：太阳能;除湿装置;分接箱

太阳能学报

　　1 背景技术

　　10kV户外分接箱装置组成中，基础底部配套电缆井，其与分接箱基础间难以实现完全的密封阻隔，不利于分接箱的运行，受潮湿阴冷环境的影响，加大箱内电缆附件、带电显示器等相关装置的故障发生概率，伴有局部放电、闪络等问题，导致整体装置处于失衡的状态[12]。部分10kV户外分接箱未配套除湿装置，无法满足除湿要求;在某些情况下虽然配套该装置，但必须得到220V电源的支持，而与之相矛盾的是10kV户外分接箱的安装场景通常发生于户外，难以从固有电网中实现220V电源的接入，导致该除湿装置缺乏电能的支持，无法发挥出作用，形同虚设。

　　而通过对太阳能的应用可满足电源供应需求，经加热处理后使水蒸气蒸发，达到除湿的效果，但其依然具有局限性[34]。一方面，经过持续的蒸发后，水蒸气将散布在分接箱内的各角落，箱内的实际除湿效果欠佳;另一方面，过度加热将影响分接箱的内部温度，超出零部件的最佳运行温度，不利于零部件的正常使用，而遇户外较低气温的条件时，箱内将存在较明显的水汽凝结现象。

　　2 户外分接箱太阳能除湿装置的技术方案

　　鉴于前述所提的技术局限性，此处提出太阳能供电+冷凝除湿相结合的方式，基本目标在于以确保分接箱的内部温度具有合理性为前提，高效收集水汽并除湿。以该目标为工作导向，确定技术方案：

　　以太阳能除湿装置为主体，基本组成包含太阳能供电箱、除湿器(负压风扇、冷凝散热排)等。在结构组成中，太阳能供电箱连接的是负压风扇和冷凝散热排。通过太阳能供电箱的稳定运行，能够充分发挥出太阳能的使用价值，面向除湿装置提供电能，以便在不对接电网的情况下也可驱动除湿装置正常运行，实现除湿功能。并且，太阳能是具有节能、环保特性的能源，正好顺应了绿色发展潮流。太阳能供电箱除了输送电能外，还可有效储存富余的电能，确保在阴雨天气时除湿装置依然可享受到高品质的电能供应服务，达到资源效益最大化的效果。

　　在除湿装置的组成中，负压风扇可吸入空气中的水汽，再汇聚至冷凝散热排内，在实现对水汽的凝结处理后达到除湿的效果。除湿装置的内部零部件均具有低能耗的特点，对电量的需求量较小，加之太阳能供电箱具备储电功能，因此即便遇到持续性的阴雨天气，也依然可维持正常供电状态，使分接箱稳定运行。

　　太阳能供电箱集多类单元于一体，各自分别对应特定的功能，包含太阳能的采集、存储、控制三大单元，彼此协同作业。对于太阳能采集单元而言，其为多层可折叠结构，使用过程中的灵活性更强。

　　3 实施方式

　　3.1 实施例1

　　太阳能除湿装置102实例，其工艺原理如图1所示，除湿装置的结构组成如图2所示。

　　结合图中内容展开分析，在除湿装置中，其具体包含湿度传感器和时间控制器两部分。其中，湿度传感器的主要作用在于自动监测湿度，以所得的监测结果为准，设定时间控制器的时间，形成定时，使负压风扇和冷凝散热排两部分可在该时间段内持续运行状态，满足除湿的要求。通过湿度传感器与时间传感器两大装置的协同作用，可检测实际状况，动态采取控制措施，达到自动除湿的效果。

　　对于太阳能供电箱，其中的存储单元可实现对电能的存储与释放操作，具体根据现场天气情况而定，晴天则收集并存储富余的电能，阴雨天气则向除湿装置释放电能;太阳能采集单元的功能在于高效采集太阳光，通过对太阳能的转化处理，生成电能，供除湿装置所用;太阳能控制单元主要服务对象为太阳能存储单元，可实现对其充放电的控制。

　　太阳能采集单元采用的是多层可折叠结构，其除了满足基础层面的太阳能采集需求外，还可便捷收纳，所需的空间占用量相对较少。具体而言，在搬运和储存期间可以将太阳能采集单元折叠，减小体积;在运行阶段则将太阳能采集单元展开，使其可充分地采集阳光，高效生产电能。除此之外，太阳能采集单元的电池具有较完善的功能，主要有两种：一是晶体硅太阳电池，作为一种典型的传统形式，其应用优势在于对光能的转化效率较高，可减少资源损耗量;二是薄膜电池，体积小、可弯曲。对于太阳能存储单元，其配置的是锂电池，具有较良好的续航效果，可以满足连续阴雨天气下除湿装置的电能需求。

　　3.2 实施例2

　　结合图3的户外分接箱结构情况展开分析。户外分接箱是10kV电网中不可或缺的装置，通过支撑架的作用有效维持户外分接箱的稳定性，在运行太阳能除湿装置后，可以实现对户外分接箱的除湿操作，以保证在回南天等各类天气环境下均可高效除湿。在常规的10kV带电设备运行期间，除湿装置使用的是强电，若处于停电的状态，箱内还带有220V易触电点，技术人员若不慎操作，则容易发生触电事故，安全隐患较多，违背了安全性的设计原则。并且，户外分接箱的内部环境欠佳，除湿装置的故障发生概率较高，若存在故障易出现漏电的情况，导致包含箱体外壳在内的各类金属设备处于放电的状态，外界人员碰触该部分装置后，随之发生触电事故。而在本次设计中，除湿装置可在弱电24V的条件下运行，能够有效降低触电的发生概率，而即便发生也可减小其不良影响范围。

　　除湿装置共两个，安装位置分别为箱体的顶部和底部，必要时可在户外分接箱内适当增加除湿装置，以提高除湿效率。

　　太阳能采集单元与支撑架采取的是转动连接的方式，其优势在于可灵活调整太阳能采集单元的方向，以便在日间充分采集太阳能，经转化后产生更加丰富的电能。在支撑架的底部配套数个万向轮，其提高了户外分接箱移动的便捷性，可根据需求快速转移至特定场所，搬运量随之减少。

　　4 应用效果分析

　　该装置可达到以下应用效果：

　　(1)以太阳能这一节能型能源为动力源，一方面可解决以往接入固定电源难度较大的问题，另一方面则减少了能源投入。

　　(2)冷凝散热排的运行原理为冷凝除湿，此过程中分接箱内的温度无异常上升的情况。

　　(3)除湿装置内部的元件能耗较低，未对电能供应提出过高的要求，而太阳能存储单元的储量较大，因此即便在持续阴雨天气下也可正常除湿。

　　(4)时间控制器具有调控作用，除湿装置可在特定的时间内展开除湿作业，无须工作时则闲置，合理利用资源，可提高除湿装置的耐久性。

　　(5)太阳能采集单元具有多层可折叠的特点，因此能够提高采集效率，减小非运行状态下的空间占有量，也可根据需求灵活搬运。

　　5 结语

　　综上所述，文章以户外分接箱太阳能除湿装置为基本对象，对其结构组成、技术特点展开分析，克服了以往能耗高、安全性不足、除湿效果差等问题，可充分发挥出太阳能的应用优势，实现集约化运行的目标，取得较高的除湿效率，总体来看具有可行性。通过本次分析希望能为同行提供可行的参考。

　　参考文献：

　　[1]王飞军.10kV电缆分支箱的防潮关键要素探析[J].机电信息，2019(29)：8586.

　　[2]邓家荣.10kV電缆分接箱除湿装置研制[J].中国高新技术企业，2017(06)：34.

　　[3]孙后中，董冉，李玉宝，王猛.外挂式10kV电缆分支箱太阳能降温除湿装置[J].农村电工，2018(11)

研制一种户外分接箱太阳能除湿装置

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