智能新風(fēng)系統(tǒng)方案
變電站（配電房）智能新風(fēng)系統(tǒng)
一、產(chǎn)品背景
隨著電力工業(yè)的飛速發(fā)展，電力供需矛盾發(fā)生了很大的變化，特別是隨著電力企業(yè)改革的進(jìn)一步加速，如何利用高新科技手段來適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，如何提高效率、降低成本、實(shí)現(xiàn)高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)電力生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化的重要任務(wù)。
變電站（配電房）高壓室設(shè)備作為電力傳輸環(huán)節(jié)中的重要組成部分，其運(yùn)行是否正常直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。目前，大部分變電站（配電房）高壓室均設(shè)置有玻璃窗、軸流風(fēng)機(jī)和百葉窗，用來通風(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。尤其在南方地區(qū)，上半年多雨，在梅雨季節(jié)即使門窗關(guān)閉，也由于百葉窗的存在使高壓室內(nèi)空氣與外界空氣直接相通，戶外高濕度的空氣直接滲透進(jìn)高壓室。同時(shí)，由于高壓室通常布置在一樓，地表潮氣、電纜溝潮氣匯集，造成高壓室濕度非常之大，嚴(yán)重危及電力設(shè)備的安全運(yùn)行。
變電站（配電房）環(huán)境質(zhì)量問題越來越受到重視，南京順泰科技有限公司經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)積累，根據(jù)不同地區(qū)的氣候環(huán)境和需求而研發(fā)的新型產(chǎn)品——智能新風(fēng)系統(tǒng)，是改善電房空氣質(zhì)量、降溫除濕的重要手段。適時(shí)啟動新風(fēng)系統(tǒng)是保證變電站（配電房）內(nèi)環(huán)境滿足設(shè)備安全運(yùn)行的重要條件，解決了配電房空氣除塵凈化的問題。
二、溫濕度對開關(guān)柜設(shè)備效能的影響
2.1引起設(shè)備銹蝕
金屬銹蝕有一定的相對濕度臨界值，例如：鋼為70%，銅為60%，鋁為76%，鐵為63%，鋅為60%。在臨界濕度出現(xiàn)前腐蝕速度很小或幾乎不腐蝕，一旦進(jìn)入臨界濕度后，腐蝕性由化學(xué)腐蝕變成電化學(xué)腐蝕，銹蝕進(jìn)程發(fā)生質(zhì)變，腐蝕速度大大增加。進(jìn)入臨界濕度后，溫度的影響會起很大的作用，此時(shí)溫度每升高10度，銹蝕速度則提高約2倍。銹蝕對開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備主要存在以下影響：
1.開關(guān)柜內(nèi)主回路導(dǎo)體多為銅排或鋁排，銹蝕將直接影響導(dǎo)體搭接面的接觸電阻，是導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱缺陷的一個(gè)重要原因。
2.對開關(guān)柜內(nèi)操動機(jī)構(gòu)而言，金屬零部件的銹蝕是導(dǎo)致機(jī)械轉(zhuǎn)動部分卡澀的主要原因，同時(shí)加劇了設(shè)備零部件的老化，導(dǎo)致設(shè)備整體性能的下降，影響設(shè)備壽命。
3.潮濕會引起開關(guān)柜內(nèi)的輔助開關(guān)等二次元器件的接插件氧化，導(dǎo)致接觸不良或焊接性變差，引起二次設(shè)備的故障。
4.開關(guān)柜殼體銹蝕將降低開關(guān)柜的整體防護(hù)性能，且對設(shè)備的密封性造成影響。
2.2影響設(shè)備絕緣性能
1.空氣濕度較高甚至發(fā)生凝露時(shí)，引起柜內(nèi)二次設(shè)備絕緣性能下降，如柜內(nèi)平時(shí)不帶電的繼電器線圈，長期工作在濕度較高的環(huán)境下，水分會滲入線圈絕緣部分，使線圈受潮，絕緣性能下降；繼電器的常開節(jié)點(diǎn)也可能由于受潮導(dǎo)致短路，引起設(shè)備誤動。
2.開關(guān)柜集成度高，柜內(nèi)一次設(shè)備的絕緣強(qiáng)度相對較小，當(dāng)空氣濕度增大時(shí)，電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度大幅度下降，如果在設(shè)備絕緣表面或內(nèi)部形成結(jié)露，將大大增加電氣設(shè)備的絕緣閃絡(luò)故障的概率。
2.3濕度過低影響自動化設(shè)備的正常工作。
三、電力行業(yè)目前主要降溫除濕方法
（一）配電房室內(nèi)安裝工業(yè)除濕機(jī)，對室內(nèi)整體環(huán)境進(jìn)行整體除濕，從而降低設(shè)備內(nèi)部的濕度。這種工業(yè)除濕機(jī)功率大、耗能高，除濕機(jī)頻繁啟動，使用壽命有限。
（二）柜內(nèi)安裝電加熱器，對設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行加熱，通過提高柜內(nèi)溫度，降低柜內(nèi)相對濕度。該方法存在以下局限性：
1.這種方法并不能從根本上消除凝露，原因在于這種方法只是增加空氣中水蒸氣的不飽和程度，并沒有將柜內(nèi)的水汽排出。由于設(shè)備內(nèi)部加熱，翻倍增加銹蝕速度，大大縮短設(shè)備的壽命。
2.開關(guān)柜體數(shù)量眾多，每個(gè)柜體都需要安裝，導(dǎo)致前期安裝費(fèi)用高，后期維護(hù)困難，除濕器眾多導(dǎo)致除濕設(shè)備出現(xiàn)故障點(diǎn)的概率提高。
3.部分開關(guān)柜內(nèi)部空間狹窄，設(shè)備安裝緊湊，沒有預(yù)留空間專門用于安裝除濕器，導(dǎo)致裝置取電及安裝存在難題。
（三）柜內(nèi)添加驅(qū)潮劑，在柜體內(nèi)懸掛硅膠袋，或者是其他的吸水材料，吸收柜內(nèi)濕氣。然而實(shí)際因?yàn)槲畡┪萘坑邢?，且吸收的水分很難排出，所以效果往往并不明顯，更換工作量大。
根據(jù)以上分析，上述各方法在預(yù)防凝露的同時(shí)都帶有難以克服的問題。建議對整個(gè)房間內(nèi)部進(jìn)行整體除濕，從根本上解決電力設(shè)備內(nèi)部的潮濕問題，大大延緩電力設(shè)備銹蝕進(jìn)程，增加設(shè)備可靠性，延長運(yùn)行壽命。
四、開關(guān)柜溫濕度控制的標(biāo)準(zhǔn)
查閱相關(guān)資料，開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境濕度的控制并沒有具體的要求，但可參考以下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
1.《220kV—750kV變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T5218-2012）8.3.2中規(guī)定：變電站的主控室、計(jì)算機(jī)室、繼電器室通信機(jī)房及其他工藝設(shè)備要求的房間宜設(shè)置空調(diào)?？照{(diào)房間的室內(nèi)溫度、濕度應(yīng)滿足工藝要求，工藝無特殊要求是，夏季設(shè)計(jì)溫度為26-28度，冬季設(shè)計(jì)溫度為18-20度，相對濕度不宜高于70%。
2.《火力發(fā)電廠電子計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》（NDGJ 91-1989）第11.2.4條規(guī)定：“計(jì)算機(jī)室應(yīng)保證室內(nèi)相對濕度在45%-70%范圍內(nèi)，任何情況下不許結(jié)露?！?
3.ABB廠家對中壓柜的運(yùn)行維護(hù)要求中規(guī)定的最大相對濕度為70%。
4.《國家電網(wǎng)公司變電運(yùn)維管理規(guī)定（試行） 第5分冊 開關(guān)柜運(yùn)維細(xì)則》（國家電網(wǎng)企管〔2017〕206號），第1.4.1條規(guī)定：“應(yīng)在開關(guān)柜配電室配置通風(fēng)、除濕、防潮設(shè)備，防止凝露導(dǎo)致絕緣事故”。第1.4.3條規(guī)定：“運(yùn)行環(huán)境較差的開關(guān)柜配電室應(yīng)加強(qiáng)房間密封，在柜內(nèi)加裝加熱驅(qū)潮裝置并采取安裝空調(diào)或工業(yè)除濕機(jī)等措施，空調(diào)的出風(fēng)口不應(yīng)直接對著開關(guān)柜柜體，避免制冷模式下造成柜體凝露導(dǎo)致絕緣事故?！钡?.4.4條規(guī)定：“開關(guān)室長期運(yùn)行溫度不得超過50℃，否則應(yīng)采取加強(qiáng)通風(fēng)降溫措施（開啟開關(guān)室通風(fēng)設(shè)施）?！钡?.4.5條規(guī)定：“高壓開關(guān)柜配電室內(nèi)相對濕度保持在70％以下，除濕機(jī)應(yīng)定期排水，防止發(fā)生柜內(nèi)凝露現(xiàn)象,空調(diào)應(yīng)切換至除濕模式。”
五、智能新風(fēng)系統(tǒng)
5.1系統(tǒng)簡介
5.2系統(tǒng)原理
智能新風(fēng)系統(tǒng)充分利用電房內(nèi)外的環(huán)境條件溫差，引入室外清潔的冷空氣對電房內(nèi)進(jìn)行自然降溫，同時(shí)排出電房內(nèi)的熱空氣，依靠大量的空氣流通，有效地將電房內(nèi)的熱量迅速向外輸出，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)散熱。通過減少空調(diào)的使用時(shí)間，從而大幅度降低電能消耗和營運(yùn)成本、延長空調(diào)使用壽命。
5.3系統(tǒng)功能
5.3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測電房內(nèi)外溫濕度
當(dāng)室外溫度低于室內(nèi)設(shè)定值，控制器開啟新風(fēng)機(jī)引入室外新風(fēng)，同時(shí)關(guān)閉室內(nèi)空調(diào)達(dá)到節(jié)能效果。
在確保室內(nèi)環(huán)境的前提下，依據(jù)室內(nèi)外溫濕度，控制風(fēng)機(jī)、空調(diào)的切換運(yùn)行。
當(dāng)室內(nèi)溫濕度與要求值差距較大且通過新風(fēng)系統(tǒng)不能滿足要求時(shí)，系統(tǒng)開啟制冷、制熱功能，同時(shí)系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出風(fēng)口風(fēng)閥起保溫功能。
5.3.2與輔助設(shè)備聯(lián)動功能
新風(fēng)系統(tǒng)可以接入煙感、紅外、門磁、水浸、SF6氣體泄漏報(bào)警系統(tǒng)、PM2.5監(jiān)測、灰塵監(jiān)測等設(shè)備或信號，且可以聯(lián)動控制或上傳信號。
5.3.3延時(shí)啟動功能
系統(tǒng)具備有效防止風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)頻繁切換的功能，新風(fēng)系統(tǒng)與制冷（熱）壓縮機(jī)切換設(shè)置有延時(shí)功能，延時(shí)時(shí)間可調(diào)。
5.3.4顯示與查詢功能
系統(tǒng)具備8寸真彩觸摸屏顯示屏顯示功能，操作清新簡便，并可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。
5.3.5系統(tǒng)平臺功能
通信接口選用RS-485智能接口，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)讀取和設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行狀況、告警信息、操作信息、運(yùn)行時(shí)間以及機(jī)房環(huán)境、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、供電狀態(tài)等信息。
遙信：電力智能新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)排風(fēng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)的工作狀態(tài)，故障狀態(tài)；
遙控：開／關(guān)機(jī)控制，遠(yuǎn)程設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行控制參數(shù)等；
5.3.6噪音小
我司新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)選用低噪音風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)裝置噪音小于64db，排風(fēng)裝置噪音小于60db。
5.3.7節(jié)能效果顯著
節(jié)能30%-60%，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
5.3.8防塵效果好
第二級為中高效過濾器，用于滿足機(jī)房環(huán)境要求。
5.3.9具有故障告警功能
產(chǎn)生告警時(shí)可通過顯示界面查詢告警內(nèi)容。
5.3.10具有超低溫，超高溫告警功能
控制板中存儲的數(shù)據(jù)能自動上傳到后臺數(shù)據(jù)庫，可通過TCP/IP協(xié)議傳送數(shù)據(jù)。
5.3.11系統(tǒng)擴(kuò)展功能
對于各種不同房間可選擇不同配置功能新風(fēng)系統(tǒng)。
5.4系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
5.4.1工作電壓：AC220V/（DC48V/DC24V）/380V
5.4.2進(jìn)風(fēng)量：200-4500 m3/H（可按要求調(diào)整）
5.4.3排風(fēng)量：4000 m3/H（可按要求調(diào)整）
5.4.4制冷（熱）量：380V/12kW
5.4.5風(fēng)機(jī)換風(fēng)量：≥4000m3/H
5.4.6平均無故障時(shí)間：20000H
5.4.7溫度測量范圍/精度：-40～+123.8℃/±1℃（25℃）
5.4.8濕度測量范圍/精度：0～100%RH/±1.0%RH
5.4.9通訊方式與協(xié)議：RS485/GPRS/RJ45
5.4.10噪音：進(jìn)風(fēng)機(jī)＜64dB，排風(fēng)機(jī)＜60dB
5.4.11可接入設(shè)備：煙感、紅外、門磁、水浸、SF6氣體等
5.5系統(tǒng)核心技術(shù)
5.5.1優(yōu)化邏輯控制技術(shù)
連續(xù)采集晝夜、季節(jié)、室外、室內(nèi)區(qū)域環(huán)境溫濕度值的變化。準(zhǔn)確計(jì)算電房內(nèi)各“區(qū)域”平面與外部環(huán)境溫濕度值之間的關(guān)系。
5.5.2控制算法可設(shè)定
動態(tài)調(diào)整空調(diào)的設(shè)定溫度、濕度、修正等數(shù)值，根據(jù)電房空調(diào)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，配以智能化的控制算法軟件，優(yōu)化壓縮機(jī)運(yùn)行周期，平衡空調(diào)設(shè)備供冷量與目標(biāo)溫濕度值之間的關(guān)系。
5.5.3通風(fēng)效率高
根據(jù)電房內(nèi)外溫差，使電房內(nèi)外兩側(cè)氣體進(jìn)行熱量交換，降低室內(nèi)溫度。主要采用直接混合熱方式，只將室外新風(fēng)作為冷源，直接降低室內(nèi)溫度。
5.5.4自動除塵技術(shù)
濾網(wǎng)長期過濾空氣，需要定期除塵，本產(chǎn)品自帶智能凈化除塵功能，免維護(hù)，安全高效。
5.6系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
5.6.1智能新風(fēng)系統(tǒng)從根本上對室內(nèi)環(huán)境降溫除濕，這種方法直接減少整體環(huán)境空氣中的水分含量，從而減小水蒸氣的不飽和程度，并將其匯集排出。由于不會對設(shè)備加熱，增加銹蝕速度，延長設(shè)備的壽命。
5.6.2智能新風(fēng)系統(tǒng)直接對眾多開關(guān)設(shè)備等所在的室內(nèi)整體降溫除濕，相當(dāng)于同時(shí)對每個(gè)開關(guān)設(shè)備降溫除濕。
5.6.3智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝在開關(guān)設(shè)備外部，空間富裕，不用專門預(yù)留出空間專門用于安裝智能新風(fēng)系統(tǒng)，導(dǎo)致取電及安裝存在難題，前期安裝簡單，無需停電，后期維護(hù)方便。
5.6.4智能新風(fēng)系統(tǒng)可控制所有設(shè)備完全處于《220kV—750kV變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》、《火力發(fā)電廠電子計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》、五通開關(guān)柜運(yùn)維細(xì)則、ABB廠家對中壓柜的運(yùn)行維護(hù)要求中規(guī)定的設(shè)備所處的溫度及濕度范圍。
六、系統(tǒng)效果分析
6.1防凝露，防銹蝕：智能新風(fēng)系統(tǒng)的除濕功能是直接除去水分子使?jié)穸冉档停⑶以O(shè)置在金屬銹蝕相對濕度臨界值以下，使其保持在很小銹蝕階段，大大延長設(shè)備壽命（包括室內(nèi)柜體在內(nèi)的所有設(shè)備）。
6.2高可靠，易維護(hù)：智能新風(fēng)系統(tǒng)是通過除濕使相對濕度降低，所以當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，室內(nèi)濕度仍然比較低，在密封性經(jīng)過處理情況下，可保持幾十個(gè)小時(shí)不凝露。同時(shí)智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝在在室內(nèi)，柜體外，所以維護(hù)很方便，不需要斷電。
6.3節(jié)能減排，效率高：智能新風(fēng)系統(tǒng)是一種系統(tǒng)方案，通過傳感器信息采集，控制智能新風(fēng)系統(tǒng)主機(jī)工作狀態(tài)，始終保證室內(nèi)濕度在凝露閾值以下。室內(nèi)密封情況越好，室內(nèi)外濕度交換越少，低濕保持時(shí)間越長，能耗越低。
七、系統(tǒng)效益分析
7.1維護(hù)成本低。
智能新風(fēng)系統(tǒng)安裝維護(hù)無需停電，不存在停電成本。
7.2運(yùn)行成本低
常規(guī)工作狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境濕度在凝露閾值下限以下時(shí)，停止工作，在濕度高于凝露閾值上限后重新開始除濕；當(dāng)環(huán)境溫度在凝露閾值下限以下時(shí)，停止工作，在溫度高于閾值上限后重新開始降溫。
同時(shí)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)好壞直接決定電力系統(tǒng)的安全和效益，無論哪種設(shè)備出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)若不及時(shí)處理很可能會發(fā)展成故障，導(dǎo)致設(shè)備損壞、人身事故，電網(wǎng)停電事故，進(jìn)而造成不可估量的后果。對設(shè)備進(jìn)行有效的防凝露和防銹蝕，可使設(shè)備維修費(fèi)大大減少，設(shè)備壽命增加，事故率降低，直接經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
八、引用標(biāo)準(zhǔn)
智能新風(fēng)系統(tǒng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：
GB 2900.1-82 電工名詞術(shù)語:基本名詞術(shù)語
GB/T 2423.1-2008 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程，試驗(yàn)A：低溫試驗(yàn)方法
GB/T 2423.2-2008 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程，試驗(yàn)B：高溫試驗(yàn)方法
GB/T 2423.17 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程
GB/T 11021-2007 電氣絕緣 耐熱性分級
GB/T 11026.1-2003 電氣絕緣材料耐熱性 第1部分：老化程序和試驗(yàn)結(jié)果的評定
GB/T 11026.2-2012 電氣絕緣材料耐熱性 第2部分：試驗(yàn)判斷標(biāo)準(zhǔn)的選擇
GB/T 11026.3-2006 電氣絕緣材料耐熱性 第3部分：計(jì)算耐熱特征參數(shù)的規(guī)程
GB/T 11026.4-2012 電氣絕緣材料耐熱性 第4部分：老化烘箱 單室烘箱
GB/T 11026.5-2010 電氣絕緣材料耐熱性 第5部分：老化烘箱 溫度達(dá)300℃的精密烘箱
GB/T 11026.6-2010 電氣絕緣材料耐熱性 第6部分：老化烘箱 多室烘箱
GB 998-82 低壓電器基本試驗(yàn)方法
GB/T 4797.1-2005 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件溫度和濕度
GB/T 5832.2-2008 氣體中微量水分的測定 第一部分：露點(diǎn)法
GB/T 6388 運(yùn)輸包裝收發(fā)貨標(biāo)志
GB 6999-2006 環(huán)境試驗(yàn)用相對濕度查算表
GB/T 1122-1999 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求（eqv iec60694:1996）
GB/T 191-2000 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志
九、后期運(yùn)維建議
由于采用整體降溫除濕，故在高壓室日常運(yùn)維過程中應(yīng)注意以下問題，避免密封失效等問題：
9.1進(jìn)出高壓室大門管理，不能長期將大門敞開；
9.2變電站的門窗應(yīng)注意保持關(guān)閉，為保證檢修和操作安全，可在操作和巡視時(shí)打開，防止開關(guān)柜故障氣壓傷人；
9.3變電站空調(diào)在冬天宜關(guān)閉，且出氣口不得正對開關(guān)柜柜體，防止制冷模式下造成開關(guān)柜凝露；
9.4所有風(fēng)機(jī)除采用自動開啟模式外，還應(yīng)有手動開啟模式，避免SF6開關(guān)漏氣，且手動電源開關(guān)必須設(shè)置在戶外；
9.5應(yīng)加強(qiáng)進(jìn)出高壓室孔洞的日常檢查和維護(hù)，避免封堵失效造成密封不良或小動物事件；
9.6如該變電站后期有改擴(kuò)建工程，應(yīng)要求施工單位在破除電纜溝進(jìn)出高壓室處進(jìn)行臨時(shí)封堵。
十、系統(tǒng)配置方案
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序號 |
名稱 |
型號 |
圖片 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
智能新風(fēng)系統(tǒng) |
STXF05B/STXF03B |
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1套 |
根據(jù)設(shè)備散熱量/室內(nèi)空間選型 |
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2 |
電動百葉窗 |
ST-BY |
|
1只 |
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3 |
室內(nèi)溫濕度變送器 |
STB-20N |
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|
|
|
4 |
室外溫濕度變送器 |
STB-20W |
|
1只 |
|
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5 |
系統(tǒng)電源箱 |
JXF1 |
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1套 |
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6 |
室內(nèi)封堵 |
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1項(xiàng) |
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十一、現(xiàn)場安裝圖
公司名稱：南京順泰科技有限公司
公司網(wǎng)址：www.lipai168.com
公司郵箱：shuntai@jsshuntai.com
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