CN104836135B - 多用途高防护配电柜外壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多用途高防护配电柜外壳，包括外壳主体、散热部和进风防尘部，外壳主体内还设有温度自动控制和报警系统，其特征在于：散热部包括主体框架，主体框架包括散热风机支撑部、框架底部支撑部和连接部；沿框架底部支撑部与侧壁固定处向外壳主体上端延伸的方向设有通风口，通风口外侧设有通风部遮挡板，通风部遮挡板通过步进电机和自垂结构或者通过电磁推拉机构和自垂结构控制开闭；主体框架与侧壁之间设有至少2块风道隔板。本发明具有结构简单、强度高、内部空间大、安装方便、环境适应性强等特点，可广泛应用于户外码头、港口、机械设备、化工、石油等恶劣的环境下野外配电工程中。

Description

多用途高防护配电柜外壳

技术领域

本发明涉及油田户外低压电力电子设备用的配电柜领域，具体地说是一种多用途高防护配电柜外壳。

背景技术

目前，油田户外应用的低压电力电子设备，在设备运行中自身既会产生大量的热量，又要对进入的灰尘量提出极高的要求，现场运行的户外配电柜很难达到电力电子设备对环境的基本要求。其产品的性能，质量、寿命就会大大降低，带来非常高的故障率，甚至使产品不能稳定可靠的运行，给客户带来极大工作上的负担、产量上的损失和生产上的安全隐患。

近几十年来经济的迅速发展，致使环境的问题日显严峻。中国北方被大气污染和扬尘所困。中国北方大部分地区风大，四季分明，西北地区的荒漠化导致北方出现扬沙天气。中国北方重工业排出固体粉尘，污染空气较严重。扬尘，暴风雨，暴风雪等极端气候频发。

例如辽河油田地区环境，常年的扬尘、苇絮、柳絮、固体颗粒物和风雨、风雪等气候。如果低压控制柜产品的外壳防护等级低，扬尘、柳絮、柳絮、固体颗粒物和一些小昆虫进入柜体内部的电子开关器件。日积月累，壳体内部就多积累越来越多的灰尘，严重影响设备的散热量，如果湿度变大，灰尘就会牢固粘在电子电路板、开关器件内部，造成一定的腐蚀，严重的影响了设备的使用寿命，造成设备无法正常的运行。如果灰尘带有导电性，使产品发生故障、损坏，停止工作。可见灰尘会对设备特别是电力电子设备和生产上带来严重的后果。

暴风雨和暴风雪等极端气候，这种气候可使雨或雪带有一定的压力强度朝向任何的角度吹向壳体，防护等级达不到要求壳体内部就会进入大量的雪和雨水。使柜体内的设备严重损坏，造成大面积的停产、减产。严重影响整个公司的产量，造成设备上和生产上的巨大的经济损失。在2007年辽河油田遭受了暴风雪袭击，续近20小时的强降雪，辽河油田1962口油井受灾关井，影响日产量7254吨，由于设备外壳防护等级低，使户外抽油机井控制柜和户外配电柜内部严重积雪，电源短路，变频等开关器件的损坏，造成大面积抽油机井的停产，由于柜内积雪严重和器件损坏严重，使抽油机井的复产带来巨大的困难，内部积雪的清除、开关元器件的更换。使全油田公司在人力、物力、财力上受到了严重的损失。

综上，油田户外使用的低压电力电子设备，在设备运行中自身既会产生大量的热量，又要对进入的灰尘量提出极高的要求。设备的散热通风和灰尘的进入是一对矛盾的问题。这就使得这些设备的外壳在制造上提出了更高的技术要求和难度。油田现场现有设备的外壳，满足了散热通风和防尘的一种条件，其外壳的防护等级达不到设计要求。因此，急需开发一种IP等级高的多用途配电柜外壳。外壳防护等级是电气设备安全防护的一项重要指标。其表明了外壳对人接近危险部件、防止固体异物、水进入的防护等级。其外壳防护能力对于设备的安全运行，减少维修工作量，提高使用寿命等有很大的影响。

发明内容

根据上述提出的现有配电柜防尘散热效果达不到相应的高防护等级的要求的技术问题，而提供一种多用途高防护配电柜外壳。本发明主要利用在配电柜外壳主体内设置通风的散热部和进风防尘部，内置式的散热通道使柜体更加美观且多重防水、防尘保护，从而起到提高配电柜防护等级的效果。

本发明采用的技术手段如下：

一种多用途高防护配电柜外壳，包括外壳主体、设置在所述外壳主体内部上端的散热部和设置在所述外壳主体底部的进风防尘部，所述外壳主体内还设有温度自动控制和报警系统，其特征在于：

所述散热部相对设置在所述外壳主体内部的两侧侧壁上，所述散热部包括与所述侧壁构成封闭的、用于通风散热的主体框架，所述主体框架包括上部的与所述侧壁向所述外壳主体内部斜下方成角度固定的散热风机支撑部、与所述侧壁向所述外壳主体内部斜上方成角度固定的框架底部支撑部和与所述侧壁平行设置的、与所述散热风机支撑部和所述框架底部支撑部固定封闭的连接部；沿所述框架底部支撑部与所述侧壁固定处向所述外壳主体上端延伸的方向设有通风口，所述通风口外侧设有通风部遮挡板，所述通风部遮挡板通过步进电机和自垂结构或者通过电磁推拉机构和自垂结构控制开闭；所述主体框架与所述侧壁之间设有至少2块风道隔板，所述风道隔板包括与所述侧壁平行设置的直板和与所述直板成角度固定的变风向直板。

上述的散热部设置在外壳主体内部，两侧对称的内置式布置，使得柜体内形成独立的散热通道，保证了箱体的美观。上述的散热风机采用防尘过滤器设计，保证灰尘不能从通道口进入。风道隔板的设置可以将通道分割成多部分通风通道，其目的是防止平行于通风口、带有一定压力的水射向通风口时，风道隔板带有弯折成角度的设计，与侧壁平行部分设计的直板部分对水压起到减缓作用，相连的两个直板可使水压进一步减弱，直到水靠重力顺着外壳主体的侧壁的流出，使水进入不到柜体内。上述的散热风机支撑部使散热风机倾斜一定的角度向下强制排风，风向沿风道向下从通风口排出。

进一步地，所述进风防尘部包括设置在所述进风防尘部四周的带有防尘网的防雨通风口和设置在与所述外壳主体底部相通的带有可替换式防尘棉的抽屉式防尘网。

进一步地，所述抽屉式防尘网的抽屉两侧滑道采用上下倒V型结构，所述抽屉式防尘网的抽屉两侧双滑轨的上下接触面与所述滑道的上下倒V型的接触面相接触滑动。

上述进风防尘部的进风口处采用二次隔离设计，一次隔离为防雨通风口的设计，可以防止大的灰尘颗粒、固体物、小昆虫进入；二次隔离为抽屉式设计，可方便除尘或更换防尘棉；上下倒V型结构可以防止灰尘从抽屉两侧滑轨处进入。

进一步地，所述通风口下端侧壁上设有用于与所述通风部遮挡板贴合固定的磁性部件。

进一步地，所述通风部遮挡板采用步进电机控制开闭时，所述通风部遮挡板与挡板连接部相连，所述挡板连接部可绕其固定端带动所述通风部挡板转动，所述挡板连接部上端还设有转动控制板，所述步进电机上设有控制所述转动控制板转动的触动板，所述触动板包括用于接触按压所述转动控制板的接触端和用于防止所述转动控制板转动的卡紧端。

进一步地，所述通风部遮挡板采用电磁推拉机构控制开闭时，所述通风部遮挡板与挡板连接部相连，所述挡板连接部可绕其固定端带动所述通风部挡板转动，所述挡板连接部上端或侧端还设有转动控制板；当所述挡板连接部上端设有转动控制板时，控制器上设有控制所述转动控制板转动的触动板Ⅰ，所述触动板Ⅰ前端的控制指通过设置在所述触动板Ⅰ尾端下部的所述控制器控制转动；当所述挡板连接部侧端设有转动控制板时，所述控制器的控制器顶针直接抵在所述转动控制板上控制转动。

进一步地，所述通风部遮挡板通过自垂结构控制开闭时，当设备运转时所述通风部遮挡板在所述散热风机风压下开启，当设备停止运转时所述通风部遮挡板在自身重力下贴合到所述侧壁上，所述通风部遮挡板与所述磁性部件贴合固定。

较现有技术相比，本发明的外壳主体可以采用冷轧钢钢板、不锈钢和覆铝锌材质加工制造，柜内设置的温度自动控制和报警系统确保配电柜的安全性能，进出柜体的动力、信号、控制电缆采用二次隔离和防水固定接头设计，内置式散热通道，保证箱体美观，抽屉式防尘棉设计，便于除尘和更换，自垂通风部遮挡板独特设计，保证柜体更高的防护等级。

本发明具有至少IP54的防护等级(本发明委托机械工业低压防爆电器产品质量监督检测中心、沈阳电气传动研究所(有限公司)低压防爆电器产品质量监督检测中心对本发明的配电柜外壳进行防护等级检验，检验报告编号：CT201501494，检验结果显示防护等级达到IP54，试后无沉积无积水)，兼具散热和防尘的功能，具有强度高、结构简单、内部空间大、安装方便、完善的接地系统、耐冲击性能好、环境适应性强等特点。适合安装即需要散热又需要防尘的低压电器产品。基于上述理由本发明配电柜外壳可广泛应用于户外码头、港口、机械设备、化工、石油等恶劣的环境下野外配电工程中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的后视图。

图2是本发明的右视图。

图3是本发明的主视图。

图4是本发明的左视图。

图5是本发明散热部采用步进电机控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板关闭的状态)。

图6是本发明散热部采用步进电机控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板在风压下开启的状态)。

图7是本发明散热部采用步进电机控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板在步进电机的触动板接触端抵在转动控制板时控制开启的状态)。

图8是本发明散热部采用步进电机控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板在步进电机的触动板卡紧端锁紧转动控制板时控制关闭的状态)。

图9是本发明散热部采用电磁推拉机构控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板关闭的状态)。

图10是本发明散热部采用电磁推拉机构控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板在风压下开启的状态)。

图11是本发明散热部采用电磁推拉机构控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板在电磁推拉机上的触动板Ⅰ前端的控制指抵在转动控制板时控制开启的状态)。

图12是本发明散热部采用电磁推拉机构控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板由电磁推拉机直接抵在转动控制板控制，未开启的状态)。

图13是本发明散热部采用电磁推拉机构控制通风部遮挡板开闭的示意图(通风部遮挡板由电磁推拉机直接抵在转动控制板控制，开启的状态)。

图14是本发明抽屉式防尘网的结构示意图。

图中：100、外壳主体 101、左侧壁 102、右侧壁 103、前侧壁 104、后侧壁 105、上顶板 106、下底板 107、后柜门 108、前柜门 109、仪表门 110、观察室门 111、密封胶条112、挂耳 113、标签槽 114、步进电机输出门 115、电源输入门 200、散热部 201、散热风机支撑部 202、连接部 203、直板 204、变风向直板 205、散热风机 206、框架底部支撑部207、步进电机 208、接触端 209、卡紧端 210、转动控制板 211、挡板连接部 212、通风部遮挡板 213、触动板Ⅰ 214、控制器 215、控制器顶针 300、进风防尘部 301、防雨通风口302、抽屉式防尘网 303、防尘网 304、双滑轨 305、滑道。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种多用途高防护配电柜外壳，主要包括外壳主体100、散热部200和进风防尘部300构成。外壳主体100通常采用冷轧钢钢板、不锈钢和覆铝锌材质加工制造，保证外形美观牢固，外壳主体100包括左侧壁101、右侧壁102、前侧壁103、后侧壁104、上顶板105和下底板106，组装后各个缝隙处均打胶，不可漏水。所述左侧壁101和右侧壁102的顶端设有用于固定整个柜体的挂耳112，挂耳112的设计防止长时间使用水沿吊环和箱体连接部位进水。前侧壁103中部设有前柜门108，所述前柜门108上设有标签槽113，前侧壁103上部设有仪表门109和观察室门110，后侧壁104中部设有后柜门107，所述右侧壁102下端设有步进电机输出门114，所述左侧壁下端设有1电源输入门15，设置在外壳主体100上的柜门与所述外壳主体100间均通过密封胶条111密封；柜门上的门锁采用三点锁紧结构锁紧。在具体制作装配时，柜门上的印字均为黑色黑体字，闪电符号为红色，所有过门线螺柱及接地螺丝均配刮漆垫，仪表门109的可视窗为普通玻璃，四周采用汽车用的密封胶条111密封。

所述散热部200相对设置在所述外壳主体100的左侧壁101和右侧壁102内部上端，所述散热部200包括与其同侧的侧壁构成封闭的、用于通风散热的主体框架(如图5所示，此处以左侧壁101为例，便于说明)，所述主体框架包括上部的与左侧壁101向所述外壳主体100内部斜下方成角度固定的散热风机支撑部201、与所述左侧壁101向所述外壳主体100内部斜上方成角度固定的框架底部支撑部206和与所述左侧壁101平行设置的、与所述散热风机支撑部201和所述框架底部支撑部206固定封闭的连接部202，散热风机205固定在散热风机支撑部201上，可根据实际情况设置至少1台散热风机205，另外，主体框架为与左侧壁101构成密封结构的框架，成角度固定的角度大概为与左侧壁101夹角在10°-75°范围内，采用风机倾斜一定角度向下强制排风，排风风向沿着风道向下从通风口排出，风机的启停根据外壳主体100内设置的温度自动控制和报警系统来进行温度自动控制，启停温度阈值可调整、超温报警等功能，保证柜内的温度在设备要求的上限范围内，散热风机205采用防尘过滤网设计，保证灰尘不能从通道口进入；沿所述框架底部支撑部206与所述左侧壁101固定处向所述外壳主体100上端延伸的方向设有通风口，通风口的高度开设高于框架底部支撑部206顶端所在平面，利于更好的通风；所述通风口外侧设有通风部遮挡板212，所述通风部遮挡板212通过步进电机207和自垂结构或者通过电磁推拉机构和自垂结构控制开闭，所述通风口下端左侧壁101上设有用于与所述通风部遮挡板212贴合固定的磁性部件；所述主体框架与所述左侧壁101之间设有至少2块风道隔板，所述风道隔板包括与所述左侧壁平行设置的直板203和与所述直板203成角度固定的变风向直板204，风道隔板一般采用类L型隔板，将通道分割成多部分通风道，其目的，防止平行于通风口带有一定压力的水射向通风口时，类L型隔板的直板203部分对水压减缓作用，两个相邻的直板203，使水压进一步减弱，直到水靠重力顺着箱体的通道流出，使水进入不到柜体里。

所述进风防尘部300设置在所述外壳主体100底部，所述配电柜柜体内的进线电源和负载的输出线采用二次隔离设计，进出箱体的电力或控制电线电缆采用防水固定接头设计。所述柜体的进风口防尘部300采用二次隔离设计，一次隔离为设置在所述进风防尘部300四周的带有防尘网303的防雨通风口301，防止大的灰尘颗粒、固体物、小昆虫进入；二次隔离为设置在与所述外壳主体100底部相通的带有可替换式防尘棉的抽屉式防尘网302，即柜体前后两处进风口，均采用抽屉式防尘网302和防尘棉，抽屉式设计，可以方便除尘或更换防尘棉。如图14所示，所述抽屉式防尘网302的抽屉两侧滑道305采用上下倒V型结构，所述抽屉式防尘网302的抽屉两侧双滑轨304的上下接触面与所述滑道305的上下倒V型的接触面相接触滑动，上下倒V型结构可以防止灰尘从抽屉两侧滑轨处进入。

如图5至图8所示，本实施例中，所述通风部遮挡板212采用百叶控制通风口的开闭，所述通风部遮挡板212采用步进电机207控制开闭时，步进电机采用12v永磁式减速步进步进电机，所述通风部遮挡板212与挡板连接部211相连，所述挡板连接部211可绕其固定端带动所述通风部挡板212转动，即利用百叶自身重量与挡板连接部211其固定端轴孔位置实现摆动；所述挡板连接部211上端还设有转动控制板210，所述步进电机207上设有控制所述转动控制板210转动的触动板，所述触动板包括用于接触按压所述转动控制板的接触端208和用于防止所述转动控制板转动的卡紧端209，当步进电机207转动时，(顺时针)步进电机207上的触动板会拨动安装在挡板连接部211转动轴杆上的转动控制板210实现通风部遮挡板212开启，当通风部遮挡板212需要关闭时，步进电机207回转(逆时针)关闭通风部遮挡板212，并通过卡紧端209实现通风部遮挡板212锁死。

如图9至图11所示，所述通风部遮挡板212采用电磁推拉机构控制开闭时，所述通风部遮挡板212与挡板连接部211相连，所述挡板连接部211可绕其固定端带动所述通风部挡板212转动，所述挡板连接部上端(如图9所示)或侧端(如图12所示)还设有转动控制板210；当所述挡板连接部211上端设有转动控制板210时，控制器214(控制器214助吸式电磁推拉控制器)采用上设有控制所述转动控制板210转动的触动板Ⅰ213，所述触动板Ⅰ213前端的控制指通过设置在所述触动板Ⅰ 213尾端下部的所述控制器214控制转动，即控制器内部的控制器顶针215向上升起时(约8mm)，使触动板Ⅰ213向下运动，带动转动控制板210实现通风部挡板212开启，当通风部挡板212需要关闭时，控制器顶针215回到初始位置，通风部挡板212利用自身重量实现关闭，触动板Ⅰ213尾端可设置配重块使其复位；当所述挡板连接部211侧端设有转动控制板210时(如图12至图13所示)，所述控制器214的控制器顶针215直接抵在所述转动控制板210上控制通风部挡板212转动实现开启和关闭。

再有，所述通风部遮挡板212还可以通过自垂结构控制开闭，当设备运转时，即散热风机205开启时，所述通风部遮挡板212在所述散热风机205风压下开启，当设备停止运转时所述通风部遮挡板212在自身重力下贴合到所述左侧壁101上与磁性部件贴合固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多用途高防护配电柜外壳，包括外壳主体、设置在所述外壳主体内部上端的散热部和设置在所述外壳主体底部的进风防尘部，所述外壳主体内还设有温度自动控制和报警系统，其特征在于：

所述散热部相对设置在所述外壳主体内部的两侧侧壁上，所述散热部包括与所述侧壁构成封闭的、用于通风散热的主体框架，所述主体框架包括上部的与所述侧壁向所述外壳主体内部斜下方成角度固定的散热风机支撑部、与所述侧壁向所述外壳主体内部斜上方成角度固定的框架底部支撑部和与所述侧壁平行设置的、与所述散热风机支撑部和所述框架底部支撑部固定封闭的连接部；沿所述框架底部支撑部与所述侧壁固定处向所述外壳主体上端延伸的方向设有通风口，所述通风口外侧设有通风部遮挡板，所述通风部遮挡板通过步进电机和自垂结构或者通过电磁推拉机构和自垂结构控制开闭；所述主体框架与所述侧壁之间设有至少2块风道隔板，所述风道隔板包括与所述侧壁平行设置的直板和与所述直板成角度固定的变风向直板；

所述进风防尘部包括设置在所述进风防尘部四周的带有防尘网的防雨通风口和设置在与所述外壳主体底部相通的带有可替换式防尘棉的抽屉式防尘网；

所述抽屉式防尘网的抽屉两侧滑道采用上下倒V型结构，所述抽屉式防尘网的抽屉两侧双滑轨的上下接触面与所述滑道的上下倒V型的接触面相接触滑动。

2.根据权利要求1所述的多用途高防护配电柜外壳，其特征在于：所述通风口下端侧壁上设有用于与所述通风部遮挡板贴合固定的磁性部件。

3.根据权利要求1所述的多用途高防护配电柜外壳，其特征在于：所述通风部遮挡板采用步进电机控制开闭时，所述通风部遮挡板与挡板连接部相连，所述挡板连接部可绕其固定端带动所述通风部遮挡板转动，所述挡板连接部上端还设有转动控制板，所述步进电机上设有控制所述转动控制板转动的触动板，所述触动板包括用于接触按压所述转动控制板的接触端和用于防止所述转动控制板转动的卡紧端。

4.根据权利要求1所述的多用途高防护配电柜外壳，其特征在于：所述通风部遮挡板采用电磁推拉机构控制开闭时，所述通风部遮挡板与挡板连接部相连，所述挡板连接部可绕其固定端带动所述通风部遮挡板转动，所述挡板连接部上端或侧端还设有转动控制板；当所述挡板连接部上端设有转动控制板时，控制器上设有控制所述转动控制板转动的触动板Ⅰ，所述触动板Ⅰ前端的控制通过设置在所述触动板Ⅰ尾端下部的所述控制器控制转动；当所述挡板连接部侧端设有转动控制板时，所述控制器的控制器顶针直接抵在所述转动控制板上控制转动。

5.根据权利要求2所述的多用途高防护配电柜外壳，其特征在于：所述通风部遮挡板通过自垂结构控制开闭时，当设备运转时所述通风部遮挡板在所述散热风机风压下开启，当设备停止运转时所述通风部遮挡板在自身重力下贴合到所述侧壁上，所述通风部遮挡板与所述磁性部件贴合固定。