CN104283316B - 一种提高智能组件环境适应能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高智能组件环境适应能力的方法，包括以下步骤：为智能组件中各个模块设计密封的金属外壳，并优化选择金属外壳的材料和厚度；选择各个模块独立接地接线方式，并缩短接地距离；根据各个模块分发热量，实现优化散热。本发明提出的提高智能组件的抗高低温、电磁兼容性等环境适应能力的方法，对智能组件的结构设计进行了分析，以智能组件的独立模块作为研究对象，提出了通过独立的封闭金属外壳实现改善环境的适应能力，实现了智能组件不需要通过外力改善环境而直接安装在一次设备的环境适应性，改善和提高了产品的环境适应性能力，进一步提高产品的可靠性和寿命。

Description

一种提高智能组件环境适应能力的方法

技术领域

本发明属于变电站自动化技术领域，具体涉及一种提高智能组件环境适应能力的方法。

背景技术

随着智能变电站的发展，对变电站的智能电子装置的环境适应能力要求也越来越高，智能组件是集成智能变电站过程层的主要智能电子装置，其集成了智能终端、合并单元及保护测控等设备的功能。提高智能组件的高低温、湿度、电磁兼容的承受能力有重大意义。以微电子技术与计算机技术为基础的二次弱电设备，如继电保护、自动装置、远动和通信装置等在变电站自动化系统中广泛使用，它们的灵敏度高、信息量大、分布面广，很容易受到干扰。在我国电力系统中，由于开关操作、雷电、辐射电磁场、工频磁场等原因所引起的干扰事件都屡有发生，其结果造成保护装置误动自动化设备不能正常工作，甚至造成原件或设备的损坏。从电力系统图的发展趋势来看，电网的扩大，电压等级的提高，结构紧凑的气体绝缘开关电器的采用，智能电网的实施，不但是干扰源更为强烈，智能组件还需要放置到变电站的高压开关场内和更靠近高压电力设备的地方，电磁兼容、温湿度问题将更突出，提高智能组件的环境适应能力更为迫切。由于智能组件是变电站就地智能化的关键设备，其安全可靠运行至关重要，因此，如果不妥善解决智能组件的环境适应能力，势必对智能组件的安全可靠运行构成严重威胁。

一次设备的安装环境对智能组件的使用寿命和性能稳定性影响极大，环境因素是智能组件在储存，运输和运行中无法回避且时刻受其影响的重要因素，设备的性能稳定性、可靠性与环境条件密切相关。本专利从提高智能组件的抗高低温、电磁兼容性等方面进行设计，以改善和提高产品的环境适应性能力，进一步提高产品的可靠性和寿命。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种提高智能组件环境适应能力的方法，通过优化设计提高智能组件的高低温、湿度、电磁兼容性等方面来提高环境适应能力。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种提高智能组件环境适应能力的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：为智能组件中各个模块设计密封的金属外壳，并优化选择金属外壳的材料和厚度；

步骤2：选择各个模块独立接地接线方式，并缩短接地距离；

步骤3：根据各个模块分发热量，实现优化散热。

所述智能组件包括采集调理块、主控模块、监测管理模块和电源模块，所述主控模块包括合并单元和智能终端；所述采集调理块采用FT3-4格式发送数据给合并单元，所述合并单元通过以太网或者RS485总线对对监测管理模块中的数据进行采集和控制，并采用地址数据总线与智能终端模块进行数据交互和控制，所述电源模块通过电源总线为其他各个模块供电。

所述智能组件中各个模块均位于独立密闭的金属外壳内部，实现各个模块的独立接地、独立散热和独立在线拔插。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：根据智能组件中各个模块的尺寸外形，选用薄钢板作为金属外壳；

步骤1-2：根据安装强度和抗电磁干扰的要求，优化选择金属外壳的材料和厚度。

所述步骤1-2中，优化设计各个模块的IO端子，以尽量减小金属外壳的孔隙、小孔面积和最大线度尺寸；并优化各个模块间的距离和安装方式，以减少各个模块间相互的电磁干扰。

所述步骤2中，根据智能组件的接地要求，选择各个模块独立接地接线方式，即智能组件多点接地方式，以提高电磁兼容性，从而提高环境适应能力；缩短接地距离，使得接地电阻的减小，减小辐射杂讯；使用接地铜排使接地面具有高传导性。

所述步骤3中，根据各个模块的发热量，采用导热硅胶密封实现与空气绝缘，使得智能组件不受环境湿度影响且能实现高导热性，各个模块内部热量通过接触面传到机箱外辐射散热；增加机箱散热片面积，并使机箱与开关柜金属后壁接触面积大，金属后壁同时变为智能组件的散热片，各个模块和散热片之间涂抹导热脂，降低接触热阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提出的提高智能组件的抗高低温、电磁兼容性等环境适应能力的方法，对智能组件的结构设计进行了分析，以智能组件的独立模块作为研究对象，提出了通过独立的封闭金属外壳实现改善环境的适应能力，实现了智能组件不需要通过外力改善环境而直接安装在一次设备的环境适应性，改善和提高了产品的环境适应性能力，进一步提高产品的可靠性和寿命。

附图说明

图1是本发明实施例中智能组件中各个模块独立封装设计示意图；

图2是本发明实施例中智能组件与外界连接的端口示意图；

图3是本发明实施例中智能组件中各个模块独立接地模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种提高智能组件环境适应能力的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：为智能组件中各个模块设计密封的金属外壳，并优化选择金属外壳的材料和厚度；

步骤2：选择各个模块独立接地接线方式，并缩短接地距离；

步骤3：根据各个模块分发热量，实现优化散热。

如图1，所述智能组件包括采集调理块、主控模块、监测管理模块和电源模块，所述主控模块包括合并单元和智能终端；所述采集调理块采用FT3-4格式发送数据给合并单元，所述合并单元通过以太网或者RS485总线对对监测管理模块中的数据进行采集和控制，并采用地址数据总线与智能终端模块进行数据交互和控制，所述电源模块通过电源总线为其他各个模块供电。

所述智能组件中各个模块均位于独立密闭的金属外壳内部，实现各个模块的独立接地、独立散热和独立在线拔插。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：根据智能组件中各个模块的尺寸外形，选用薄钢板作为金属外壳，其具有频率高、频带宽，屏蔽效能高的特点；

步骤1-2：根据安装强度和抗电磁干扰的要求，优化选择金属外壳的材料和厚度。

所述步骤1-2中，(如图2)优化设计各个模块的IO端子，以尽量减小金属外壳的孔隙、小孔面积和最大线度尺寸；并优化各个模块间的距离和安装方式，以减少各个模块间相互的电磁干扰。

所述步骤2中，根据智能组件的接地要求，(如图3)选择各个模块独立接地接线方式，即智能组件多点接地方式，以提高电磁兼容性，从而提高环境适应能力；缩短接地距离，使得接地电阻的减小，减小辐射杂讯；使用接地铜排使接地面具有高传导性。

所述步骤3中，根据各个模块的发热量，采用导热硅胶密封实现与空气绝缘，使得智能组件不受环境湿度影响且能实现高导热性，各个模块内部热量通过接触面传到机箱外辐射散热；增加机箱散热片面积，并使机箱与开关柜金属后壁接触面积大，金属后壁同时变为智能组件的散热片，各个模块和散热片之间涂抹导热脂，降低接触热阻。

智能组件部署在一次设备附近安装，对设备的温湿度适应能力有很大的要求，解决了散热问题就间接提高了智能组件的环境适应能力。智能组件采用导热硅胶密封与空气绝缘很好了解决了这个难点，导热硅胶主要用于减少热源表面与散热器件接触面之间产生的接触热阻，因为接触热阻会使得导热通道不顺畅，使得接触面产生热积聚，热源产生的热量不能迅速有效的传导到散热器表面，从而使得热源的温度上升更快，以及在面对热冲击状态下产生瞬时过热死机。空气是热的不良导体，会严重阻碍热量在接触面之间的传递，导热硅胶可以很好的填充接触面的间隙，将空气挤出接触面。有了导热硅胶的补充，可以使接触面更好的充分接触，提高设备的散热能力。智能组件正是通过这种散热设计来提高环境适应能力。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种提高智能组件环境适应能力的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：为智能组件中各个模块设计密封的金属外壳，并优化选择金属外壳的材料和厚度；

步骤2：选择各个模块独立接地接线方式，并缩短接地距离；

步骤3：根据各个模块分发热量，实现优化散热；

所述智能组件包括采集调理块、主控模块、监测管理模块和电源模块，所述主控模块包括合并单元和智能终端；所述采集调理块采用FT3-4格式发送数据给合并单元，所述合并单元通过以太网或者RS485总线对对监测管理模块中的数据进行采集和控制，并采用地址数据总线与智能终端模块进行数据交互和控制，所述电源模块通过电源总线为其他各个模块供电；

所述智能组件中各个模块均位于独立密闭的金属外壳内部，实现各个模块的独立接地、独立散热和独立在线拔插；

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：根据智能组件中各个模块的尺寸外形，选用薄钢板作为金属外壳；

步骤1-2：根据安装强度和抗电磁干扰的要求，优化选择金属外壳的材料和厚度；

所述步骤1-2中，优化设计各个模块的IO端子，以尽量减小金属外壳的孔隙、小孔面积和最大线度尺寸；并优化各个模块间的距离和安装方式，以减少各个模块间相互的电磁干扰；

所述步骤2中，根据智能组件的接地要求，选择各个模块独立接地接线方式，即智能组件多点接地方式，以提高电磁兼容性，从而提高环境适应能力；缩短接地距离，使得接地电阻的减小，减小辐射杂讯；使用接地铜排使接地面具有高传导性；

所述步骤3中，根据各个模块的发热量，采用导热硅胶密封实现与空气绝缘，使得智能组件不受环境湿度影响且能实现高导热性，各个模块内部热量通过接触面传到机箱外辐射散热；增加机箱散热片面积，并使机箱与开关柜金属后壁接触面积大，金属后壁同时变为智能组件的散热片，各个模块和散热片之间涂抹导热脂，降低接触热阻。