CN103368087A - 一种船用大容量的主配电板控制屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，内部由金属隔板将柜体分成上下两部分，上半部分放置仪器仪表、控制板、控制回路器件，柜体下半部分后面放置汇流排和电流互感器，其中汇流排放置在隔板后下方，位于整个柜体的中间，柜体的下部分前面从上到下分别安装断路器和对外接线端子排，柜体的前方下面的门板及后方上下盖板上均有通风结构，上下部分中间的金属隔板仅对着汇流排位置有通风结构。解决了大量船用控制设备由于安装空间小而无法安装，以及维修不便的问题，结合设备电气和散热要求，合理利用空间，配置最大安装空间。本发明除了可以应用于普通船用电站外，也可以推广应用于其它控制复杂的大容量电站。

Description

一种船用大容量的主配电板控制屏

技术领域

本发明涉及一种电气控制屏，特别涉及一种船用大容量的主配电板控制屏。

背景技术

传统的主配电板是船舶电力系统的中枢，对全船电力系统的发电和配电的操作、控制、保护、测量及监视等功能都集中在主配电板上，主配电板通常由发电机控制屏、并车屏、负载屏等组成。

主配电板的结构型式原则上采用垂直，自立，固定面板式，通常用钢板做成箱体式结构，各种开关设备、控制器、电气测量仪表、信号指示器及保护电器等均安装在其上面。主配电板前后应设有坚固的绝缘扶手，是工作人员操作时不会触及带电部分。仪表、指示灯及转换开关等小型电器常安装在盘面上，其安装位置便于观察和操作。主配电板内部电器安装的位置应考虑到便于调整、检修和拆换，整个构架、底座、面板、封板等应有足够的强度，在振动和冲击的情况下，不应发生有害的变形。

传统的主配电板控制屏的缺点是下部和仪表室后部的空间利用率不高，并且主配电板的容量较小，对本船用主配电板来说，首先供电网络复杂，控制对象复杂，并且主配电板的自动化程度高，导致大量的控制设备无法在主配电板中就地安装，其次主配电板容量大，许多技术性能指标用传统的主配电板结构就无法保证。因此，要解决控制设备无法安装，技术性能指标无法满足的情况，必须要从主配电板的总体结构布置上采取措施。

发明内容

本发明是针对传统的船用主配电板控制屏结构设计无法满足越来越多控制设备安装的问题，提出了一种船用大容量的主配电板控制屏，在满足总体尺寸、重量、设备动热稳定、汇流排大载流量等各方面的要求，充分利用主配电板控制屏下部和仪表室后部的空间，解决大量控制设备的安装问题，并使主配电板控制屏各方面性能都满足船用要求。

本发明的技术方案为：一种船用大容量的主配电板控制屏，内部由金属隔板将柜体分成上下两部分，上部分放置仪器仪表、控制板控制回路器件，柜体下部分后面放置汇流排和电流互感器，其中汇流排放置在隔板后下方，位于整个柜体的中间，柜体的下部分前面从上到下分别安装断路器和对外接线端子排，柜体的前方下面的门板及后方上下盖板上均有通风结构，上下部分中间的金属隔板仅对着汇流排位置有通风结构。

所述通风结构为百叶窗，百叶窗位置的柜体内部安装有金属网。

所述金属隔板采用不锈钢板。

所述汇流排外由上下两夹具固定，夹具开有对应汇流排个数的凹槽，两块夹具成对使用，将汇流排固定在凹槽中。所述夹具采用环氧层压板3242材质制成。

所述柜体上部分内安装内部照明灯，照明灯由安装在门沿处的行程开关控制开关。

本发明的有益效果在于：本发明一种船用大容量的主配电板控制屏，解决了大量船用控制设备安装空间小，维修不便的问题，结合设备电气和散热要求，合理利用空间，配置最大安装空间。本发明除了可以应用于普通船用电站外，也可以推广应用于其它控制复杂的大容量电站，且对主配电板技术指标要求比较高的船舶上，具有非常良好的应用前景，具有较高的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为传统主配电板控制屏分布图；

图2为本发明船用大容量的主配电板控制屏分布图；

图3为传统主配电板控制屏散热通路示意图；

图4为本发明船用大容量的主配电板控制屏散热通路示意图；

图5为本发明船用大容量的主配电板控制屏中隔板示意图；

图6为本发明船用大容量的主配电板控制屏中汇流排安装示意图；

图7为本发明船用大容量的主配电板控制屏中汇流排固定夹具结构示意图；

图8为本发明船用大容量的主配电板控制屏中百叶窗结构示意图。

具体实施方式

本发明船用大容量的主配电板控制屏设计中并未采用传统的配电板中将内部空间分为前、后两部分隔断，如图1所示传统主配电板控制屏分布图和图3所示传统主配电板控制屏散热通路示意图，主要发热元器件汇流排以及电流互感器放置在柜体的后面部分③中，其中汇流排在柜体的后面上端，柜体上半部分①放置测量仪表、转换开关、按钮指示灯、控制设备等，②放置断路器，④放置对外接线端子排，散热途径如图3所示箭头，散热通道从柜体底部前后百叶窗通过柜体后面部分③，从柜体后面的上部百叶窗导出。

本发明船用大容量的主配电板控制屏将内部空间分为上、下两部分隔断，中间用金属隔板隔离，在下面部分又分成了前后排布，如图2所示，柜体的上部分①放置测量仪表、转换开关、按钮指示灯、控制设备等，柜体的下部分后面③放置汇流排和电流互感器，其中汇流排放置在隔板后下方，位置在整个柜体的中间，采用了汇流排从中间贯穿的设计思想，使主回路与控制回路按上、下两部分分开走线，不但提高了整个主配电板的电磁兼容性能，并且充分利用了主配电板控制屏下部和仪表室后部的空间。柜体的下部分前面从上到下分别位置②中安装断路器，位置④中安装对外接线端子排，散热途径如图4所示箭头，散热通道从柜体下部分的前后百叶窗通过隔板，隔板如图5所示，仪表元器件下没有散热孔，在后面对着置于中后部的汇流排位置有散热孔，下部的热量通过隔板的散热孔导出直接从柜体上部①的后面百叶窗导出。（图1、2中分区用了直线和虚线区分，直线为真正隔断，虚线为人为分区）

主配电板内部安装大量有自动化设备，均为发热器件，且本配电板载流量达到5000A，运行时也会产生大量热量，为解决散热问题，在配电板前方下面的门板及后方上下盖板上均设计了百叶窗结构，这样在配电板内部可形成多条散热通道，达到理想的散热效果。

本配电板的汇流排安装上设计了专用的夹具，如图7所示，该夹具10采用了高强度、阻然、耐电弧的环氧层压板3242，可防霉菌、盐雾和湿热环境。该夹具10的一侧开有三个凹槽，两块夹具10成对使用，可对ABC三相汇流排11安装固定，如图6所示，10mm厚度的夹具10固定后，可在120kA短路电流产生的电动力下汇流排不产生有害变形。

本发明船用大容量的主配电板控制屏内部均为独立的结构，采用直立框架屏蔽结构，模数化设计，便于安装、维修，即每一屏均可拆分为独立个体，每个独立个体可以随意调节大小。 

本发明船用大容量的主配电板控制屏上部内安装内部照明灯，给内部设备的维修提供了方便，具体实施如下：在内部的侧面安装灯管，控制该灯管的开关采用行程开关，安装在门沿处，开关的触点朝向门板，当门板关闭时，该触点被压紧，熄灭了内部照明灯，门板打开时，触点复位，照明灯被点亮，此设计即达到照明的目的又有节约电能，减少发热的效果。

百叶窗外均为金属密闭结构，百叶窗处的电磁泄漏成为影响配电板电磁兼容性的要素，因此，在百叶窗21内部同时安装了金属网20，这样既保证了散热效果，又使配电板具有良好的电磁兼容性，如图8所示。主配电板控制屏的上下半屏的隔板采用不锈钢板，不但可以降低母排通大电流后产生的涡流，将上半屏的控制元件可以有效隔离，防止电磁干扰，隔板的后半部分开散热孔，使热量快速散发。

与传统主配电板控制屏比较，船用大容量的主配电板控制屏在结构上主要采取了以下措施：

1）汇流排绝缘夹板强度的设计：根据“短路电动力稳定性和热稳定性”计算和仿真结果结果，在绝缘支撑件的工艺设计中采用了绝缘支撑件改用高强度、阻然、耐电弧的环氧层压板3242，适当增大支撑件厚度，提高支撑件强度，在断路器上下连接排上增加绝缘支撑件，在汇流排AB相和BC相之间加绝缘支撑件等措施，可保证在120kA短路电流产生的电动力下汇流排不产生有害变形；

2）柜体结构设计：在主配电板高度方向尺寸无法突破、上下半屏器件众多、电气间隙和爬电距离必须保障等情况下，要保证留有足够的底部电缆接线空间，充分利用主配电板后部空间、断路器零飞弧、电流互感器采用双绕组等条件，进行细致的结构设计，较好的满足了各项指标要求。

本发明充分运用仿真技术，研制出满足高性能指标的紧凑型主配电板控制屏，运用Fluent对主配电板内的温升进行流体和传热仿真，运用Ansoft对汇流排发热、电动力、柜体涡流、电磁场干扰进行仿真，运用Ansys进行冲击、振动的结构计算，使主配电板的结构布置合理，空间得到有效利用，并且解决了大量控制设备无法安装的问题。

Claims (6)

1.一种船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，内部由金属隔板将柜体分成上下两部分，上部分放置仪器仪表、控制板、控制回路器件，柜体下部分后面放置汇流排和电流互感器，其中汇流排放置在隔板后下方，位于整个柜体的中间，柜体的下部分前面从上到下分别安装断路器和对外接线端子排，柜体的前方下面的门板及后方上下盖板上均有通风结构，上下部分中间的金属隔板仅对着汇流排位置有通风结构。

2.根据权利要求1所述船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，所述通风结构为百叶窗，百叶窗位置的柜体内部安装有金属网。

3.根据权利要求1所述船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，所述金属隔板采用不锈钢板。

4.根据权利要求1所述船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，所述汇流排外由上下两夹具固定，夹具开有对应汇流排个数的凹槽，两块夹具成对使用，将汇流排固定在凹槽中。

5.根据权利要求4所述船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，所述夹具采用环氧层压板3242材质制成。

6.根据权利要求1所述船用大容量的主配电板控制屏，其特征在于，所述柜体上部分内安装内部照明灯，照明灯由安装在门沿处的行程开关控制开关。

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