CN104283132A

CN104283132A - 一种防爆电气柜

Info

Publication number: CN104283132A
Application number: CN201310275140.5A
Authority: CN
Inventors: 刘军; 白晓峰; 聂鹏; 何净
Original assignee: Emerson Network Power Co Ltd
Current assignee: Weidi new energy Co.,Ltd.
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2033-07-02
Also published as: CN104283132B

Abstract

本发明涉及一种防爆电气柜，包括柜体，柜体的门板上固定设置有采用金属材质制成的通风组件；柜体上还设置有泄压口，泄压处设置有用于将柜体内危险源爆炸瞬间所产生的高压气体定向释放至柜体外部的泄压装置。这样通过在电气柜柜体上设置采用金属材质制成的通风组件，不仅能满足电气柜的散热需求，更重要的是避免了电气柜发生故障爆炸时塑料通风装置飞出伤人的问题；同时，通过在电气柜柜体上设置可定向泄放高压气体的泄压装置，以便于在柜体内故障爆炸瞬间，将柜体内压力释放至柜体外部，保护外围维护人员，同时减少高压气体对通风组件的冲击，提高了电气柜防爆性能。

Description

一种防爆电气柜

技术领域

本发明涉及能源技术领域，更具体地说，涉及一种防爆电气柜。

背景技术

风能变流器电气柜属于大电流高密度电气柜，柜内发热量较大。现有的风能变流器电气柜中，一般采用风冷散热方式进行散热，风冷散热是一种利用与柜外空气对流来实现热交换的散热方式，其可有效解决柜内器件和母线的散热需求。但是，当采用风冷散热的变流器出现故障、或因操作不当使变流器发生短路时，柜内产生的瞬时热效应以及放电电弧很可能引发爆炸，大量的高温高压气体夹杂着器件碎片会从电气柜风道进出口（例如，百叶窗）先行喷射而出，严重危害到柜外操作人员的人身安全与柜外其它设备的安全，可能造成重大人员伤亡和财产损失。随着风能功率等级的增大，整机结构的安全性要求也越来越高。

而目前风能行业内的变流器电气柜基本都不具备泄压装置，有些变流器电气柜即便设置有泄压装置，也只是采用普通的泄压板设计，也多为破坏封闭型结构。例如，将泄压板一侧使用钢制紧固件，另一侧使用塑料紧固件固定。当柜内出现故障时，高温高压气体熔化或拉断塑料紧固件，使泄压板打开，实现保护功能。但同时，泄压装置自身紧固的塑料件碎片以及随着气体带出的器件碎片仍然会危害到柜外操作人员的人身安全与柜外其它设备的安全。

同时，现有的风能变流器电气柜中（例如并网柜），通风装置均选用塑胶百叶窗，这种塑胶百叶窗包括固定本体和分离体，其中固定本体与分离体采用卡扣连接。在正常情况下，塑胶百叶窗可满足通风和防护要求，但是当电气柜内器件发生短路或喷弧时，电气柜内会产生大量高温高压气体，而采用卡扣连接的塑胶百叶窗的分离体在高温下会熔融成细小颗粒，同时在高压气体的作用下，会脱离塑胶百叶窗固定本体飞出，对周围的维护人员的造成极大的生命安全威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能减少柜体内爆炸所造成损伤的防爆电气柜。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

构造一种防爆电气柜，包括柜体，其中，所述柜体的门板上固定设置有采用金属材质制成的通风组件；所述柜体上还设置有泄压口，所述泄压口处设置有用于将所述柜体内危险源爆炸瞬间所产生的高压气体定向释放至所述柜体外部的泄压装置。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述泄压装置包括设置在所述泄压口处、并可向所述柜体外侧单向开启的活动板，和用于对所述活动板施加闭合压紧力及回弹力的驱动机构；

所述活动板在所述闭合压紧力的作用下覆盖并密封所述泄压口，且所述驱动机构对所述活动板所施加的闭合压紧力小于所述柜体内危险源爆炸时所产生的高压气体压力。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述驱动机构为扭矩转轴；

所述活动板一端通过所述扭矩转轴可转动的连接在所述门板上，所述活动板另一端为自由端。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述驱动机构是可产生弹性拉伸力的弹性驱动体；

所述活动板一端通过铰链连接在所述门板上，所述活动板另一端通过所述弹性驱动体与所述门板相连接。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述柜体的门板上设置有安装板，所述泄压口设置在所述安装板上。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述泄压口处设置有防护网，且所述防护网铆装在所述安装板上靠近所述柜体内部的一侧。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述泄压装置设置在所述柜体的顶板、底板或侧板上。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述泄压口设置在靠近所述柜体内危险源的位置，或设置在所述柜体风道沿途路径上。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述门板上设置有通风口；所述通风组件包括金属围框和通风叶片，所述通风叶片焊接在所述围框内；

所述围框顶部与所述通风口顶部通过紧固件固定连接，所述通风口底部设置有限位槽，所述围框底部设置有与所述限位槽相配合、以进行定位的定位件。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述通风组件还包括与所述围框形状相适配的防尘网；所述围框底部设置有排水口。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述围框的两侧分别设置有滑槽，所述防尘网上设置有配合嵌入所述滑槽内的凸棱；

所述围框上还设置有销钉，所述防尘网上设置有销钉孔，所述销钉与所述销钉孔相配合锁定所述防尘网。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述通风叶片由钣金件冲裁、并折弯预定角度而成，所述预定角度大于0°小于180°。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述通风组件为直接在所述柜体的门板上冲压形成的通风孔。

本发明所述的防爆电气柜，其中，所述通风组件设置在所述柜体的正面门板或侧面门板上。

本发明的有益效果在于：通过在电气柜柜体上设置采用金属材质制成的通风组件，不仅能满足电气柜的散热需求，更重要的是避免了电气柜发生故障爆炸时塑料通风装置飞出伤人的问题；同时，通过在电气柜柜体上设置可定向泄放高压气体的泄压装置，以便于在柜体内故障爆炸瞬间，将柜体内压力释放至柜体外部，保护外围维护人员，同时减少高压气体对通风组件的冲击，提高了电气柜防爆性能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明较佳实施例的设置在电气柜门板或安装板上的泄压装置结构大体示意图；

图2是本发明较佳实施例的设置有防护网的泄压装置大体结构示意图；

图3是图2中带转轴式活动板的泄压装置侧面结构示意图；

图4是本发明另一实施例的带反向拉伸式活动板的泄压装置侧面结构示意图；

图5是本发明另一实施例的带正向拉伸式活动板的泄压装置侧面结构示意图；

图6是本发明另一实施例的带推压式活动板的泄压装置侧面结构示意图；

图7是本发明较佳实施例的泄压装置在两个柜体之间安装结构示意图；

图8是本发明较佳实施例的通风组件正面结构示意图；

图9是本发明较佳实施例的通风组件立体结构示意图；

图10是本发明较佳实施例的通风组件反面结构示意图；

图11是本发明较佳实施例的通风组件的通风叶片结构示意图；

图12是图11中通风叶片局部放大示意图；

图13是本发明较佳实施例的通风组件在电气柜门板上安装结构示意图一；

图14是本发明较佳实施例的通风组件在电气柜门板上安装结构示意图二；

图15是本发明另一实施例的通风组件的防尘网安装结构示意图；

图16是安装有本发明较佳实施例的通风组件及泄压装置的电气柜结构示意图。

具体实施方式

本发明较佳实施例的防爆电气柜结构如图7和图16，同时参阅图1，包括柜体61，柜体61的门板30上固定设置有采用金属材质制成的通风组件10；柜体61的门板30上还设置有泄压口32；泄压口32处设置有用于将柜体61内危险源爆炸瞬间所产生的高压气体定向释放至柜体61外部的泄压装置20。即，整个通风组件均为金属材质，这样不仅能满足电气柜的散热需求，更重要的是避免了电气柜发生故障爆炸时塑料通风装置飞出伤人的问题；同时，通过在电气柜柜体61上设置可定向泄放高压气体的泄压装置20，以便于在柜体61内故障爆炸瞬间，将柜体61内压力释放至柜体61外部，保护外围维护人员，同时减少高压气体对通风组件10的冲击。

进一步地，上述实施例中的泄压装置20如图1、图2和图3所示，同时参阅图7，包括设置在泄压口32处、并可向柜体61外侧单向开启的活动板21，和用于对活动板21施加闭合压紧力及回弹力的驱动机构22；活动板21在闭合压紧力的作用下覆盖并密封泄压口32，且驱动机构22对活动板21所施加的闭合压紧力小于柜体61内危险源爆炸时所产生的高压气体压力。当柜内因故障发生爆炸时，柜内的高压气体将活动板21向柜体61外侧推开沿图1和图2中箭头所示方向进行快速安全泄压，且随着爆破气流推开活动板21，柜内压力逐渐降低，对活动板21的作用力减小，当柜内压力小于驱动机构22对活动板21施加的闭合压紧力时，活动板21会复位至闭合状态，实现自动复位，阻挡外部空气再流入柜内，既可有效阻挡柜内器件碎片，也不会存在泄压装置自身损坏所产生的碎片，实现安全快速泄压，提高了电气柜的防爆安全性，不仅适用于风能变流器电气柜，也同样适用于其他具有爆炸风险的电气柜。

同时，如图1和图2所示，同时参阅图7，由于上述实施例中的活动板21只能向柜体61外侧单向开启，即由柜内的爆炸源侧A向柜外的泄放侧B单向开启，不能反向推开，当泄放侧B（即电气柜外侧）发生事故的同时，爆炸源侧A（即电气柜内侧）也有危险源存在时，不会因为柜体61外侧压力反向打开活动板21，造成连锁爆炸，进一步提高了柜体61的防爆安全性。

在进一步的实施例中，如图3所示，同时参阅图2和图7，上述泄压装置20的驱动机构22为扭矩转轴；活动板21一端通过扭矩转轴可转动的连接在门板30上，活动板21另一端为自由端。扭矩转轴可提供活动板21闭合时的压紧力和开启后回弹的作用力，活动板21的开启角度受扭矩转轴的扭力限制，开度越大时，扭矩越大，而爆破气流随着活动板21开度的增大，压力会变小，使得爆破气流的压力不足以将活动板21弯曲开启，因此活动板21的开度一般不会超过90°，使得气流沿活动板21开启方向定向喷射，实现安全泄放。

在进一步的实施例中，如图4和图5所示，同时参阅图2和图7，上述泄压装置20的驱动机构22是可产生弹性拉伸力的弹性驱动体，例如弹簧；活动板21一端通过铰链23连接在门板30上，活动板21另一端通过弹性驱动体与门板30相连接。弹性驱动体所产生的弹性拉伸力可提供活动板21闭合时的压紧力和开启后回弹的作用力。其中，弹性驱动体在门板30上的连接位置可有多种，只需其能提供上述压紧力和回弹力即可。例如，如图4所示，可将弹性驱动体连接在门板30上靠近柜体61内的一侧，从反向拉伸活动板21；或者，如图5所示，可将弹性驱动体连接在门板30上靠近柜体61外的一侧，从正向拉伸活动板21。

上述实施例中，如图3和图4所示，同时参阅图2和图7，泄压装置20的活动板21集泄压、导向功能于一体，即通过一块活动板21同时实现泄压和导向的功能。优选地，上述活动板21靠近柜体61内一侧面中部213凸起，且凸起部分形状大小与泄压口32形状大小相适配，以减小活动板21闭合时与泄压口32边沿处的间隙。

在另一实施例中，如图6所示，同时参阅图2和图7，泄压装置20的活动板21包括与门板30固定连接、用于对泄放气流进行导向的导向板211，以及包括与导向板211活动连接、用于覆盖并密封泄压口32的泄压罩板212；驱动机构22为可对泄压罩板212产生闭合压紧力的推压弹性顶杆，泄压罩板212通过推压弹性顶杆与导向板211连接。即，将活动板21的泄压和导向功能分为两块板实现，导向板211固定不动，泄压罩板212可在高压下打开、并在推压弹性顶杆作用下回复闭合。其中，推压弹性顶杆可以是弹簧，也可以是液压顶杆，数量可以是一个、两个或多个。

具体地，如图6所示，同时参阅图2和图7，上述实施例中的导向板211包括用于连接门板30的固定部2111，固定部2111与门板30连接后形成一端开口的腔体24，泄压罩板212和推压弹性顶杆设置在腔体24内。其中，上述腔体24可以是任意形状大小的腔体，例如长方体、球体等，只需能容纳安装推压弹性顶杆和泄压罩板212，并容许泄压罩板212有足够活动空间即可。腔体24的开口端设置有用于对泄放气流进行导向的导向部2112，导向部2112可以是一个喇叭状的开口，以对泄放出来的高压气流进行导向。

上述各实施例中，泄压口32可直接设置在柜体61门板30上，也可如图7所示，在柜体61的门板上设置安装板33，将泄压口设置在安装板33上。即，前述各实施例中的门板30可全部由一块安装板33替代，安装板33的大小形状与柜体61侧面预留的需要进行密封的开口大小形状相适配，电气柜侧面其余地方由其他部件或板进行密封。

上述泄压装置20可根据需要安装在柜体61的顶部、底部或侧面，但是不能放置在柜体61的正门、外侧门等人员操作面或观察面，以免造成误伤。当安装在柜体61的顶部时，上述安装板33及泄压口32一周必须粘贴密封条进行密封；当安装在柜体61底部时，需根据电气柜防护等级选择性进行粘贴密封。

进一步地，如图2所示，在上述实施例中的泄压口32处设置有防护网321，防护网321可有效阻挡柜内器件碎片，防止碎片从泄压口飞出，进一步减小爆炸所造成的损失，同时也可防止维护人员擅自开启活动板21。

优选地，将防护网321铆装在柜体61的门板30或安装板33上靠近柜体61内部的一侧，以防止高压气流的冲击力使铆钉断裂导致防护网321脱落。

优选地，上述泄压口32（或泄压装置20）设置在靠近柜体61内爆炸源的位置，以便于及时泄压。

更优选地，上述泄压口32（或泄压装置20）设置在柜体61风道沿途路径上，以确保柜内泄压通道通畅，实现安全泄压。

上述实施例中的泄压装置20还可安装在两个柜体61之间。当安装于两个电气柜之间时，如图7所示，位于泄放侧B的电气柜必须有安全的二次对外泄压出口，以确保柜内泄压通道通畅，实现安全泄压。当爆炸源侧A危险源70发生爆炸时，先通过上述实施例的泄压装置20进行一次膨胀降压，并由泄压装置20的导向功能将气流从泄放侧B电气柜的安全风道口80喷出，此时气体经过二次膨胀释放能量，对外冲击力进一步大大减弱。

在更进一步的实施例中，柜体61的门板30上设置有通风口31；通风组件10结构如图8、图9和图10所示，同时参阅图11、图12、图13和图16，该通风组件10包括金属围框11和通风叶片12，通风叶片12焊接在围框11内，围框11顶部设置有用于与柜体61通风口31顶部通过紧固件13固定连接的固定孔111，例如通过螺钉等进行固定连接。这样通过采用焊接的围框11和通风叶片12，提高了通风组件10的强度，同时通过采用紧固件13将通风组件10固定在柜体61通风口31处，使其不会因为高压气体或爆炸而脱离柜体61，降低了电气柜内突发性爆炸对维护人员造成的生命威胁，且结构简单、易于装配。

优选地，上述实施例中，如图11和图12所示，通风叶片12由钣金件121冲裁、并折弯预定角度而成，且预定角度大于0°小于180°，可满足不同的通风面积需求，工艺简单，且加工成本低。

进一步地，上述实施例中，如图14所示，同时参阅图9、图13和图16，在电气柜通风口31底部设置有限位槽311，围框11底部设置有与电气柜通风口31底部的限位槽311相配合、以进行定位的定位件114，该定位件114可以是与限位槽311形状适配的突起结构。将上述通风组件10安装在柜体61上时，先将该定位件114放置于限位槽311内，然后将围框11顶部通过紧固件13与柜体61固定连接即可，操作方便，便于维护，且采用螺钉等紧固件连接可保证通风组件10连接可靠，安全性高，不会因为爆炸产生的高压气体而脱离电气柜。

进一步地，如图13所示，同时参阅图9，上述实施例中的通风组件10还包括与围框11形状相适配的防尘网40，防尘网40设置在围框11上靠近柜体61的一侧，可根据不同的防护性能要求选择配置不同等级的防尘网40。

上述实施例中，防尘网40可与围框11相连接，具体连接方式可以是多种，例如采用螺钉固定连接、卡接等。

优选地，如图10所示，在围框11四周均设置有凹部113，防尘网40的嵌入凹部113内，即将防尘网40与围框11相嵌合。安装时，只需将防尘网40对应嵌入围框11内，需要拆卸时再从中取出即可。

更优选地，如图15所示，同时参阅图9，在围框11的两侧分别设置有滑槽（未图示），防尘网40上设置有配合嵌入滑槽内的凸棱41；围框11上还设置有销钉50，防尘网40上设置有销钉孔（未图示），销钉50与销钉孔相配合锁定防尘网40。在维护防尘网40时，只需松开围框11上的限位销钉50，将防尘网40沿滑槽抽出即可，更加便于更换防尘网40。

进一步地，如图9所示，上述通风组件10的围框11底部设置有排水口112，以便于通风组件10内的水排出，排水口112的个数可根据需要设定。

上述各实施例中，如图9所示，同时参阅图16，围框11和通风叶片12的尺寸可根据柜体61不同位置散热性能要求而设定，在此不做限制。

综上所述，本发明通过在电气柜柜体61上设置采用金属材质制成的通风组件10，不仅能满足电气柜的散热需求，更重要的是避免了电气柜发生故障爆炸时塑料通风装置飞出伤人的问题；同时，通过在电气柜柜体61上设置可定向泄放高压气体的泄压装置20，以便于在柜体61内故障爆炸瞬间，将柜体61内压力释放至柜体61外部，保护外围维护人员，同时减少高压气体对通风组件10的冲击，提高了电气柜防爆性能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种防爆电气柜，包括柜体（61），其特征在于，所述柜体（61）的门板（30）上固定设置有采用金属材质制成的通风组件（10）；

所述柜体（61）上还设置有泄压口（32），所述泄压口（32）处设置有用于将所述柜体（61）内危险源爆炸瞬间所产生的高压气体定向释放至所述柜体（61）外部的泄压装置（20）。

2.根据权利要求1所述的防爆电气柜，其特征在于，所述泄压装置（20）包括设置在所述泄压口（32）处、并可向所述柜体（61）外侧单向开启的活动板（21），和用于对所述活动板（21）施加闭合压紧力及回弹力的驱动机构（22）；

所述活动板（21）在所述闭合压紧力的作用下覆盖并密封所述泄压口（32），且所述驱动机构（22）对所述活动板（21）所施加的闭合压紧力小于所述柜体（21）内危险源爆炸时所产生的高压气体压力。

3.根据权利要求2所述的防爆电气柜，其特征在于，所述驱动机构（22）为扭矩转轴；

所述活动板（21）一端通过所述扭矩转轴可转动的连接在所述门板（30）上，所述活动板（21）另一端为自由端。

4.根据权利要求2所述的防爆电气柜，其特征在于，所述驱动机构（22）是可产生弹性拉伸力的弹性驱动体；

所述活动板（21）一端通过铰链连接在所述门板（30）上，所述活动板（21）另一端通过所述弹性驱动体与所述门板（30）相连接。

5.根据权利要求2所述的防爆电气柜，其特征在于，所述柜体（61）的门板（30）上设置有安装板（33），所述泄压口（32）设置在所述安装板（33）上。

6.根据权利要求5所述的防爆电气柜，其特征在于，所述泄压口（32）处设置有防护网（321），且所述防护网（321）铆装在所述门板（30）或安装板（33）上靠近所述柜体（61）内部的一侧。

7.根据权利要求2所述的防爆电气柜，其特征在于，所述泄压装置（20）设置在所述柜体（61）的顶板、底板或侧板上。

8.根据权利要求1所述的防爆电气柜，其特征在于，所述泄压口（32）设置在靠近所述柜体（61）内危险源的位置，或设置在所述柜体（61）风道沿途路径上。

9.根据权利要求1所述的防爆电气柜，其特征在于，所述门板（30）上设置有通风口（31）；

所述通风组件（10）包括金属围框（11）和通风叶片（12），所述通风叶片（12）焊接在所述围框（11）内；

所述围框（11）顶部与所述通风口（31）顶部通过紧固件（13）固定连接，所述通风口（31）底部设置有限位槽（311），所述围框（11）底部设置有与所述限位槽（311）相配合、以进行定位的定位件（114）。

10.根据权利要求9所述的防爆电气柜，其特征在于，所述通风组件（10）还包括与所述围框（11）形状相适配的防尘网（40）；所述围框（11）底部设置有排水口（112）。

11.根据权利要求10所述的防爆电气柜，其特征在于，所述围框（11）的两侧分别设置有滑槽，所述防尘网（40）上设置有配合嵌入所述滑槽内的凸棱（41）；

所述围框（11）上还设置有销钉（50），所述防尘网（40）上设置有销钉孔，所述销钉（50）与所述销钉孔相配合锁定所述防尘网（40）。