CN103269567A - 户外电气控制柜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外电气控制柜及其制造方法，该户外柜的四壁设置隔热层，顶部可根据热负荷大小确定是否设计成散热器形式，并在柜体的顶部设置遮阳棚，它们之间有一定空间，利于通风散热；底部设有用于连接电缆进出的通孔。本发明的户外电气柜具更加优良的热平衡能力，减少电气柜内温度骤变，从而提高户外柜内部设备的使用寿命。

Description

户外电气控制柜及其制造方法
技术领域
本发明涉及电力自动化或通信设备领域，尤其是一种户外电气控制柜及其制造方法。
背景技术
户外安装的电气设备需要满足一定等级的防水防尘要求的控制柜（箱）来保护电气设备的安全、可靠运行。如图1所示，中国专利201120368508.9公开了当前普遍采用的温控技术：柜体102上设有空调101，柜体102的六面（包括顶盖103和侧壁104）均采用双层不锈钢结构，中间设有保温层。虽然上述技术在一定程度上改善了柜体内部的环境，能够延长电力设备的使用寿命，但是其具有制造工艺复杂和原料使用量较大的缺点。另外，在控制柜内的安装的电气设备一般会产生热量，这也是导致柜内温度上升的一个原因，而全封闭的保温设计会导致热量积累在柜内，所以一般还要设置一个空调，这又造成了浪费电力。
发明内容
发明目的：本发明要提供一种保持户外电气控制柜及其制造方法，使内部温度控制在一个合理的、不影响内部电气设备寿命的范围之内，以提高设备的可靠性，延长电力设备的使用寿命。
技术方案：申请人认真分析了影响电气柜内部温度因素，它们包括：柜体内部电气设备产生的总热量Q1与阳光最大辐射能量Q2之和；允许的最大安全工作温度T1，环境最高温度T2；顶部散热能力Q3；侧壁隔热材料热传导能力。针对上述因素，申请人提出了如下方案：
一种保持户外电气控制柜，在户外电气控制柜的四个侧壁上设置隔热层，顶部为散热器，在柜体的上方设置遮阳棚。
所述四个侧壁上设置的隔热层优选为真空绝热板。隔热层以导热系数小的真空绝热板（VIP）为佳，其他高性能隔热材料也有相似效果，以减少阳光辐射产生的大量热量引起的控制柜内部的急剧上升及环境温度的影响，而柜体的顶部和底部为金属，顶部设计作为散热器，在柜体的顶部以上设置有隔热层的遮阳棚，保证柜体顶部与环境温度一致。
所述遮阳棚与所述柜体一体化设置，遮阳棚和柜体顶部之间具有用于通风散热的空间。所述遮阳棚设有隔热层，与柜顶之间有间隔留有风道，遮阳篷可以用支柱安装在柜顶。
所述电气控制柜底部设有透气孔，且透气孔用防水透气膜密封，增加户外电气控制柜内部温度变化时的呼吸能力。一般的户外电气柜要求全密封，在温度变化时内部空气密度发生变化形成压力，引起内外部气体的交换，带入水汽。底部透气孔形成合理通道，平衡内外部压力，隔离水汽进入。
所述户外电气控制柜设置内摇门或安装支架，电子设备安装在内摇门或安装支架上。
本发明还公开了一种户外电气控制柜的制造方法，它包括如下步骤：制造户外电气控制柜的柜体；在其四个侧壁上设置隔热层；或者，采用设有隔热层的材料制作户外电气控制柜的四个侧壁，采用导热材料制作户外电气控制柜的顶部和底部。
有益效果：与现有的六面全封闭式的温控方法相比，四壁隔热、顶部散热的户外柜的热平衡能力更好，使内部温度变化控制在允许范围内，提高了使用寿命。另外，本发明降低了空调系统的能耗。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的原理图；
图3是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明在户外电气控制柜的四个侧壁上设置隔热层4，而顶部2采用导热性能较好的金属制作，柜体1的上方设有遮阳棚9，遮阳棚与顶部2之间形成空气隔热层（风道）3。当电气工作时，其发出的热量向上流动，从顶部传导至外部环境中，热量流动方向如图中箭头所示。与六面设有隔热层的现有方案相比，该方案能够将柜体内部的热量散掉。控制柜的四壁和遮阳棚上设置保温层，减少了阳光直射而进入柜体内的热量，而柜体顶部的金属散热部又可以使电子设备产生的热量散发到环境中，从而使内部温度相对较低。在其他实施例中，为了增加金属散热部的散热面积，可以将顶部设计成波浪状或百叶窗状。
如图3所示，隔热层4设置在四个侧壁的内侧，而顶部2和底部采用金属制作，例如不锈钢。在柜体1的顶部一体化地设置遮阳棚9，遮阳棚9和顶部之间形成一个空气隔热层（风道）3，遮阳棚9上设有隔热层。电气控制柜底部设有透气孔，并用防水透气膜密封，从而能够避免水汽进入。柜体1设置有内外双层柜门，内侧柜门（摇门）5上安装有电气模块8，包括就地测量模块、电源模块和通信模块。航空连接器6安装在柜体1的底部。柜体设有支撑脚。柜体的侧壁向下延伸，形成导流部7。该导流部7能够使雨水或其他液体向下流动，滴落到地面，而非沿着侧壁流动柜体的底部，从而减少柜体的损坏，延长使用寿命。将上述电子模块设置在内层柜门上进一步具有的优点是：电子模块产生的热量能够及时地散发到周围的空气中，并随着图2所示的热量环流传导至外界环境中，从而有利于尽快的降低温度。与现有方案的将上述模块设置四壁上相比，不仅走线简洁，降低了制造难度，而且利于将真空绝热保温层设置在柜体内侧的四壁上，从而使本发明的温控方案更易于实现。在其他实施例中，还可以在户外电气控制柜内侧设置安装支架，电子设备安装在安装支架上。
总之，本发明提出了一种与现有技术完全不同的设计思路，即在户外电气控制柜的四壁设置隔热层，而顶部和底部并不设置隔热层，这种设计能有效阻止外部热量进入控制柜内，而且电气设备产生的热量也能够及时的散出去，从而能够保持控制柜内部的温度。这种设计不仅简化了现有产品的结构，使之容易制造、生产，并降低成本；而且，省略顶部和底部的隔热层后，该户外电气控制柜的温度控制能力更加优良，能够将柜内的温度保持在一个工程上可以接受的范围内。除了上述设计外，申请还将电气设备统一安装在摇门上，而不是安装在四壁，从而方便在四壁上设置隔热层，并增加电气设备周围的散热空间，有利于热量的流动。
依据上述方案设计制造了一种户外电气控制柜并进行了温度测试，发现：当户外温度为37°C时，不采用空调系统的六面全封闭的户外电气控制柜内的温度为80°C左右，而本发明户外电气控制柜柜内的温度为45°C左右。采用空调系统的电气控制柜的温度可以在较低的温度范围内，但是耗电量较大，将温度控制在35°C及以下时，每天将消耗1度电。
将采用本发明技术方案制造的户外电气柜（400 X 300 X 600mm）与常规户外柜悬挂在户外电线杆3米位置，柜门面向南安装；内部不安装电气元件进行对比测试，结果表明在盛夏下午2点，采用本发明电气柜内部温度与常规户外柜内部温度差达到20°C；新型户外柜绝对温度不超过45°C。

Claims (7)

1.一种户外电气控制柜，其特征在于，所述户外电气控制柜的四个侧壁上设置隔热层，顶部为散热器；柜体的上方设置遮阳棚。
2.如权利要求1所述的户外电气控制柜，其特征在于，所述隔热层为真空绝热板，设置在柜体的内侧。
3.如权利要求1所述的户外电气控制柜，其特征在于，所述遮阳棚与所述柜体一体化设置，遮阳棚和柜体顶部之间具有用于通风散热的空间。
4.如权利要求1或2所述的户外电气控制柜，其特征在于，所述遮阳棚设有隔热层。
5.如权利要求1所述的户外电气控制柜，其特征在于，所述户外电气控制柜的底部设有透气孔，所述透气孔用防水透气膜密封。
6.如权利要求1所述的户外电气控制柜，其特征在于，所述户外电气控制柜设置内摇门或安装支架，电子设备安装在内摇门或安装支架上。
7.一种户外电气控制柜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：制造户外电气控制柜的柜体；在其四个侧壁上设置隔热层；或者，采用设有隔热层的材料制作户外电气控制柜的四个侧壁，采用导热材料制作户外电气控制柜的顶部和底部。
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