CN104158099A - 一种新型配电柜散热结构 - Google Patents

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CN104158099A CN201410401683.1A CN201410401683A CN104158099A CN 104158099 A CN104158099 A CN 104158099A CN 201410401683 A CN201410401683 A CN 201410401683A CN 104158099 A CN104158099 A CN 104158099A
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蔡旭
姜广宇
王海松
金涛
刘永志
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Abstract

本发明揭示了一种新型配电柜散热结构，配电柜柜体两侧分别为进风面和排风面并分别具有进风口和排风口，所述柜体内部设有多层放置器件的空间，且每层器件之间均具有风机，且除底层外，每层器件与位于其下面的风机之间以及每层器件与排风口之间均具有隔板，所述柜体顶部与顶层器件之间设有风机。本发明的优点在于散热系统结构紧凑，各发热源均有独立散热通道，电器元件发热互不影响，杜绝了内部元器件二次受热或内部形成环流的现象。散热结构安全可靠，无需在外部增加额外的散热结构即可满足其散热需求，成本大大降低。本散热系统可以有效排出配电柜内部热量，控制配电柜内部的温度，进而保证了配电柜内部元器件运行安全性、可靠性。

Description

一种新型配电柜散热结构
技术领域
本发明涉及配电柜柜体结构，尤其涉及配电柜柜体的散热结构。
背景技术
近几年来，配电柜产业一直是国家工业增长的一直强有力量。面对激烈的国际竞争，国家大力培育发展的新兴高技术产业，任何一个工业制造行业如果没有配电柜在行业的支持，是很难完成的。
配电柜中一般都安装着大量的热继电器、断路器、电容器等热源器件，这些器件在使用过程中会产生大量热量；如果产生的热量不能及时散发出去，就可能烧毁这些器件，甚至引起爆炸。
市面上常见的配电箱的散热设计往往不够理想，仅仅是利用单一的风道进行散热，因风道排布不合理导致内部元器件散热效果不理想，并可能出现二次受热，并且无法对风机的运行及内部温度进行有效的监控。也有一些柜体额外增加其他强制降温的物理降温或化学降温的方法，但这无疑增加了柜体的制造成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种在不增加生产成本的前提下通过独特的散热风道设计来提高散热效果的，并可以实时监控柜体内部风机运行及温度数据的配电柜柜体结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种新型配电柜散热结构，配电柜柜体两侧分别为进风面和排风面并分别具有进风口和排风口，所述柜体内部设有多层放置器件的空间，且每层器件之间均具有风机，且除底层外，每层器件与位于其下面的风机之间以及每层器件与排风口之间均具有隔板，所述柜体顶部与顶层器件之间设有风机。
所述柜体顶层风机的上方设有防雨罩，所述防雨罩侧向伸出进风面和排风面。
所述风机的进风面密封。
所述底层的排风面密封。
所述的柜体顶层风机为轴流风机，其他各层风机为涡流风机。
所述柜体具有三层，底层放置有变压器，中间层放置有电抗器，顶层放置有IGBT。
所述排风面与竖直设置的隔板构成排风道。
本发明的优点在于散热系统结构紧凑，各发热源均有独立散热通道，电器元件发热互不影响，杜绝了内部元器件二次受热或内部形成环流的现象。散热结构安全可靠，无需在外部增加额外的散热结构即可满足其散热需求，成本大大降低。本散热系统可以有效排出配电柜内部热量，控制配电柜内部的温度，进而保证了配电柜内部元器件运行安全性、可靠性。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为柜体侧面剖视图；
上述图中的标记均为：1、轴流风机；2、IGBT；3、涡流风机；4、电抗器；5、变压器；6、进风口；7、柜体；8、排风道；9、排风口；10、防雨罩；
图中箭头为空气流动方向。
具体实施方式
参见图1可知，配电柜散热结构具有多层结构，底部固定在底座上，顶部具有防雨罩10，并且防雨罩10侧向伸出进风面和排风面，防雨罩10可以避免雨水进入柜体7。配电柜柜体7两侧分别为进风面和排风面并分别具有进风口6和排风口9，进风口6和排风口9为具有通风功能的镂空面板。
柜体7内的器件分层放置，可以避免器件之间二次受热，底层器件固定在柜体7底部，其他各层均具有放置器件的支架，每层器件之间固定有用于通风的风机，且除底层外，每层器件与位于其下面的风机之间以及每层器件与排风口9之间均具有隔板，即具有一个L形的导风隔板，间隔各个器件。柜体7顶部与顶层器件之间设有风机，可以将汇集到顶部的热风侧向排出。
基于上述结构，排风面与竖直设置的隔板构成排风道8，则使得热风通过排风道8向上排出，优选方案可以将风机的进风面密封，底层的排风面密封，可以增大经过器件周围空气流通速度，提高散热效果，并且可以提高排风道8的风速。
柜体7通常设置三层，底层放置有变压器5，中间层放置有电抗器4，顶层放置有IGBT2，并且柜体7顶层风机为轴流风机1，其他各层风机为涡流风机3。
柜体7上的进风口6和排风口9均由百叶窗和过滤棉构成，防护等级可达IP55级，可避免灰尘或杂物进入柜体7，造成器件污染。柜门位于柜体7左侧，均采用密封条密封防水。每层放置器件的空间内均设有温度传感器，并在柜门上设有显示每层温度的显示器，便于操作或维护人员及时监控柜体内部温度数据。
基于上述硬件结构，配电柜散热控制方法：
每层放置器件的空间内的温度传感器实时采集温度信号；
当温度传感器超过预设开启阀值，则该层上方的风机启动；
当温度传感器低于预设关闭阀值，则该层上方的风机关闭。
阀值均为预设值，根据每个器件的安全稳定设定，开启阀值要高于关闭阀值，这样可避免风机频繁启动，每层风机为独立的单元，其启动相互独立，转速也相互独立，可以根据每个风机下方的温度传感器所采集的温度信号控制风机转速，风机转速随温度的升高而增大，这样智能调节，可以节约电能，提高设备使用寿命，并能保证散热的可靠性。
当箱体遭受到长时间暴晒或进风口和排风口因异物导致进风或排风不畅及其他极端因素导致的柜体在风机最大排风功率条件下长时间工作时，为避免内部元器件受到损坏，当其中一个或多个风机工作时间超过预设工时阀值，则启动柜体上的报警单元；或者当其中一个或多个风机以最大功率工作的时间超过预设工时阀值，则启动柜体上的报警单元；当其中一层或多层放置器件的空间内的温度超过安全阀值，则启动柜体上的报警单元。这样能够及时发现故障，方便工作人员及时维护。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型配电柜散热结构，其特征在于：配电柜柜体两侧分别为进风面和排风面并分别具有进风口和排风口，所述柜体内部设有多层放置器件的空间，且每层器件之间均具有风机，且除底层外，每层器件与位于其下面的风机之间以及每层器件与排风口之间均具有隔板，所述柜体顶部与顶层器件之间设有风机。
2.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述柜体顶层风机的上方设有防雨罩，所述防雨罩侧向伸出进风面和排风面。
3.根据权利要求1或2所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述风机的进风面密封。
4.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述底层的排风面密封。
5.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述柜体具有三层，底层放置有变压器，中间层放置有电抗器，顶层放置有IGBT。
6.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述排风面与竖直设置的隔板构成排风道。
7.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述进风口和排风口均由百叶窗和过滤棉构成。
8.根据权利要求1所述的新型配电柜散热结构，其特征在于：所述每层放置器件的空间内均设有温度传感器，所述柜门上设有显示每层温度的显示器。
9.一种新型配电柜散热控制方法，其特征在于：
每层放置器件的空间内的温度传感器实时采集温度信号；
当温度传感器超过预设开启阀值，则该层上方的风机启动；
当温度传感器低于预设关闭阀值，则该层上方的风机关闭。
10.根据权利要求9所述的新型配电柜散热控制方法，其特征在于：当其中一个或多个风机工作时间超过预设工时阀值，则启动柜体上的报警单元；当其中一层或多层放置器件的空间内的温度超过安全阀值，则启动柜体上的报警单元。
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