高压配电柜风冷系统、控制方法及相关装置与流程

本技术涉及电力工程的领域，尤其是涉及一种高压配电柜风冷系统及控制方法。

背景技术：

1、在高压配电柜领域，由于配电柜的内安装了大量的接插件和各种电子元器件，这些插接件和电子元器件通常按照分类成排设置，且其上连接有大量的导线，因此配电柜内部实际上形成了一定的层结构，且各层在导电的情况下会散发大量的热量。因为配电柜内部的电子元器件和接插件对配电柜的防尘要求很高，因此配电柜大多采用密闭设计，减少灰尘进入配电柜内，这样就会使配电柜内的产生的热量很难的排出配电柜。

2、现如今常用的散热方法是在机柜内加装大功率的轴流风机，并开设散热孔，使轴流风机吹出的风形成风冷循环，将高低压配电柜内部的热量快速的吹出机体，达到散热的效果。对于不同工况高压配电柜，可以选用不同的风冷方式，比如自然风冷、强制风冷、智慧风冷等。自然风冷是利用自然对流进行散热，高压配电柜的外壳会设置一些通风孔，热空气会从内部上升，冷空气会从底部进入，这种方式适用于散热要求不高的场合。强制风冷是通过安装风扇在配电柜内部或外部，强制进行空气对流，提高散热效率，风扇可以根据温度自动启动或关闭，以达到有效控制散热的目的。智能风冷结合了传感器和控制器，实时监测配电柜内部的温度，并根据预设的温度阈值自动启动或关闭风扇，这样可以提高散热效果，同时节能降耗。闭式风冷用于在一些特殊环境下（例如高污染、高湿度等），这种方式是在配电柜内部设置风道，通过风扇进行强制对流，实现内外空气隔离，防止外部环境对设备造成影响。

3、但是，对于长时间使用的高压配电柜，其容易发生密封装置老化，导致外部雨水或者水汽渗入，使得内部的电子元器件和接插件发生腐蚀，将会导致其绝缘性能降低，导电性能降低，缩短设备的机械强度和使用寿命，通常情况下都需要对该高压配电柜进行更换。

技术实现思路

1、为了提高高压配电柜的使用寿命，本技术提供一种高压配电柜风冷系统、控制方法及相关装置。

2、第一方面，本技术提供的一种高压配电柜风冷系统，采用如下的技术方案：

3、一种高压配电柜风冷系统，包括若干个并排设置的高压配电柜，所述高压配电柜的下部侧壁设置有连通内外的下部通道，相邻的所述高压配电柜内腔通过下部通道相连通，所述通道内设置有下部双向风机，所述高压配电柜的下部设置有湿度传感器，所述高压配电柜内设置有控制器，相邻的高压配电柜的控制器通信连接，所述控制器电连接于所处高压配电柜内的湿度传感器和下部双向风机。

4、通过采用上述技术方案，控制器能够对高压配电柜内部的湿度进行检测，当某一高压配电柜因为密封装置老化，导致外部雨水或者水汽渗入，该配电柜的控制器能够通过湿度传感器检测到该配电柜内部湿度超标，从而启动下部双向风机向外排气。同时，相邻的配电柜的控制器能够接收到该配电柜控制器发出的信号，从而启动下部双向风机向内抽气。由于影响金属腐蚀的湿度，实际上是相对湿度。因为空气相对湿度大小关系着金属上是否形成水膜和形成的水膜厚度。研究表明，金属在表面上水膜极薄时，腐蚀速度很小。到水膜厚度为10nm时，腐蚀速度突然上升，至水膜厚度为约1μm时，金属腐蚀速度最大，此后水膜再继续增厚，超过1μm以后，腐蚀速度略有下降。因此，通过该方案，利用相邻的若干台配电柜进行抽气，一方面能够快速对本配电柜进行除潮，避免本配电柜的蒸汽压快速上升而到达露点的地步，同时，由于抽气并不能够在短时间内将本配电柜的水分完全排出，因此利用几个配电柜进行分摊，能够有效地降低蒸汽压。

5、虽然本方案将水汽引入到了相邻的配电柜内，但是由于发生分摊后蒸汽压降低，且由于分摊后配电柜内的金属表面不易生成足够厚的水膜，实际上不会对金属的加速腐蚀产生明显促进作用。另外，由于多台风机共同工作，各台配电柜内的空气流速高，空气流速会影响饱和蒸汽压。饱和蒸汽压是指在一定温度下，水蒸气与水达到平衡状态时的压强。当空气流速增加时，水蒸气分子与空气分子的碰撞次数增加，从而使饱和蒸汽压增加，通过该方法，也能够降低水膜的凝结速率。

6、综上，通过多个配电柜的并排设置，并利用湿度传感器、控制器、下部双向风机的配合，能够进行除湿的协同配合，提高单台配电柜的除湿能力，从而提高高压配电柜的使用寿命。

7、可选的，所述高压配电柜的上部侧壁设置有上部通道，所述上部通道内设置有上部双向风机。

8、通过采用上述技术方案，对于高压配电柜而言，高压配电柜的中部安装了大量的接插件和各种电子元器件，这些插接件和电子元器件通常按照分类成排设置，且其上连接有大量的导线，因此配电柜内部实际上形成了一定的层结构，且各层在导电的情况下会散发大量的热量。高压配电柜的主要发热部分集中于高压配电柜的中部，当气流经过时能够与插接件和电子元器件进行热交换。

9、一般化学反应在温度提高时速度增加。金属在大气腐蚀中，当相对湿度处于临界状态以上时，反应速度才随温度的提高而增加。和一般化学反应相似，每当温度升高10℃腐蚀速度增加一倍。同时，同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压，并随着温度的升高而增大。因此，上部双向风机向配电柜内抽气，一方面能够避免水汽直接上升到该配电柜中部的插接件和电子元器件，另外，经过各层插接件和电子元器件的气流相当于是被加热为热风，热风具有更高的饱和蒸汽压，一方面能够加速渗入的雨水或水汽的排除，另一方面，也能够降低水膜在相邻配电柜内的凝结速率。

10、可选的，所述高压配电柜的下部侧壁在下部通道的内部开口处设置有遮挡板，所述遮挡板上设置有若干缩放管。

11、通过采用上述技术方案，一方面，遮挡板能够提高气流向高压配电柜的导热效率。流体在缩放管内每经过一个旋流片时可以产生螺旋流。而此螺旋流可以依靠流体自身的运动惯性在旋流片的下游保持一定距离的自旋流。此螺旋流强化了冲孔内中心区的传热，改善了光滑管壁仅依靠近壁强化传热的局限性，使整个流道的传热得以加强。缩放圆管能够使得热气流冲刷流体的边界层，使得边界层变薄，加强近壁区的扰动，从而强化传热。另一方面，由于从缩放管穿出的气流具有较强的自旋效果，因此，气流在经过缩放管后穿出遮挡板，在缩放管的下游保持一定距离的自旋流，由于各个缩放管结构相同，也就是说相邻的缩放管之间产生的自旋方向相同，因此相邻的自旋流在相切处气流的运动方向相反。具体可以理解为两个顺时针转动的圆相互接触将会彼此阻碍转动。因此，相比于直管产生的相互平行的气流，旋流片产生的自旋气流将会相互影响而演变为紊流，一方面能够加速冷热空气的热量交换，另一方面，能够使得空气流速增加，水蒸气分子与空气分子的碰撞次数增加，从而使饱和蒸汽压增加。

12、可选的，所述高压配电柜的外部设置有两个双向通信接口，所述双向通信接口与所处的高压配电柜内的控制器电连接，所述双向通信接口用于与其它所述高压配电柜的双向通信接口电连接。

13、通过采用上述技术方案，位于中间的高压配电柜的控制器通过一个双向通信接口与左边的高压配电柜的控制器相连，也通过一个双向通信接口与右边的高压配电柜的控制器相连，通过双向通信接口的不同，位于中间的高压配电柜的控制器相连的高压配电柜位于左侧还是右侧，从而控制左侧的下部双向风机抽气或是排气，并控制右侧的下部双向风机抽气或是排气。

14、可选的，所述高压配电柜的下部侧壁设置有连通内外的通风孔。

15、通过采用上述技术方案，当高压配电柜内部湿度过低时，高压配电柜正常工作，上部双向风机向外抽气，通风孔向内进气，形成内部的上升气流，同时利用热气流上升的原理，加速高压配电柜内部散热。

16、可选的，所述高压配电柜的中部还设置有温度传感器。

17、通过采用上述技术方案，当高压配电柜内过热时，可以优先选择散热，并通过散热产生的热气流快速吹干下部的水分。

18、第二方面，本技术提供的一种高压配电柜风冷控制方法，采用如下的技术方案：

19、一种高压配电柜风冷控制方法，用于上述的高压配电柜风冷系统，包括以下步骤：

20、检测高压配电柜询问信号，并基于检测结果与相邻的高压配电柜内的控制器建立通信连接；

21、获取本高压配电柜内部的湿度检测信息和相邻高压配电柜内的湿度检测信息；

22、比较高压配电柜内部的湿度，并基于比较结果控制下部双向风机的转动方向。

23、通过采用上述技术方案，控制器能够对高压配电柜内部的湿度进行检测，当某一配电柜因为密封装置老化，导致外部雨水或者水汽渗入，该配电柜的控制器能够通过湿度传感器检测到该配电柜内部湿度超标，从而启动下部双向风机向外排气。同时，相邻的配电柜的控制器能够接收到该配电柜控制器发出的信号，从而启动下部双向风机向内抽气。由于影响金属腐蚀的湿度，实际上是相对湿度。因为空气相对湿度大小关系着金属上是否形成水膜和形成的水膜厚度。研究表明，金属在表面上水膜极薄时，腐蚀速度很小。到水膜厚度为100nm时，腐蚀速度突然上升，至水膜厚度为约1μm时，金属腐蚀速度最大，此后水膜再继续增厚，超过1μm以后，腐蚀速度略有下降。因此，通过该方案，利用相邻的若干台配电柜进行抽气，一方面能够快速对本配电柜进行除潮，避免本配电柜的蒸汽压快速上升而到达露点的地步，同时，由于抽气并不能够在短时间内将本配电柜的水分完全排出，因此利用几个配电柜进行分摊，能够有效地降低蒸汽压。

24、虽然本方案将水汽引入到了相邻的配电柜内，但是由于发生分摊后蒸汽压降低，且由于分摊后配电柜内的金属表面不易生成足够厚的水膜，实际上不会对金属的加速腐蚀产生明显促进作用。另外，由于多台风机共同工作，各台配电柜内的空气流速高，空气流速会影响饱和蒸汽压。饱和蒸汽压是指在一定温度下，水蒸气与水达到平衡状态时的压强。当空气流速增加时，水蒸气分子与空气分子的碰撞次数增加，从而使饱和蒸汽压增加，通过该方法，也能够降低水膜的凝结速率。

25、综上，通过多个配电柜的并排设置，并利用湿度传感器、控制器、下部双向风机的配合，能够进行除湿的协同配合，提高单台配电柜的除湿能力，从而提高高压配电柜的使用寿命。

26、可选的，还包括以下步骤：获取本高压配电柜内部的温度检测信息和相邻高压配电柜内的温度检测信息；

27、当本高压配电柜内部的温度大于预设阈值时，控制本高压配电柜的上部双向风机向外排气；

28、当本高压配电柜内部的温度小于预设阈值时，检测本高压配电柜的下部双向风机的转动方向，若下部双向风机的转动方向朝向本高压配电柜内部，则控制本高压配电柜的上部双向风机向外排气；若下部双向风机的转动方向朝向本高压配电柜外部，则控制本高压配电柜的上部双向风机向内排气。

29、通过采用上述技术方案，当高压配电柜内过热时，可以优先选择散热，并通过散热产生的热气流快速吹干下部的水分。当高压配电柜内温度低于预设阈值时，各个双向风机由较为潮湿的高压配电柜向较为干燥的高压配电柜排气，上部双向风机向配电柜内抽气，一方面能够避免水汽直接上升到该配电柜中部的插接件和电子元器件，另外，经过各层插接件和电子元器件的气流相当于是被加热为热风，热风具有更高的饱和蒸汽压，一方面能够加速渗入的雨水或水汽的排除，另一方面，也能够降低水膜在相邻配电柜内的凝结速率。

30、第三方面，本技术提供的一种计算机设备，采用如下的技术方案：

31、一种计算机设备，其包括：

32、一个或多个处理器；

33、存储器；

34、一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序配置用于：执行上述的高压配电柜风冷控制方法。

35、第四方面，本技术提供的一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

36、一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如上的上述方法的计算机程序。

37、所述存储介质存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现：如上述的高压配电柜风冷控制方法。