CN104953493A - 一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法 - Google Patents
一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法，该装置包括设置于高压室顶部的红外测温传感器，设置于侧壁内的涡轮增压无风叶冷却风机，设置于外侧壁的控制单元；红外测温传感器经光纤传输线、光电转换单元与控制单元相连；控制单元经驱动单元与涡轮增压无风叶冷却风机相连。本发明所提出的一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法，有效地解决了现有的电力高压开关柜存在的散热问题，改善了电力高压开关柜内设备的工作状态，提高了电力高压开关柜内设备的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力高压开关柜冷却装置，特别是一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法。
背景技术
电力高压开关柜内设备在运行中，由于电、磁作用，会产生热量，特别在负荷增高，设备及接头接触不好或环境温度、湿度大时，热量会急剧上升，而开关柜内部是相对密封封闭的狭小空间，散热条件差，容易造成开关柜内设备发生过热故障，甚至造成设备烧毁，严重影响电网安全运行的恶性事故。
现电力高压开关柜内设备在运行中是靠自然通风进行散热冷却，由于高压开关室内空间有限，通气不畅，高压开关室虽有安装通风机，但安放在开关室内的高压开关柜，其内部空间是相对密封封闭和狭小的，开关室通风机很难对开关柜内设备进行吹风冷却，传统电力高压开关柜，柜内发热设备多，环境散热条件差，每年都发生许多由于开关柜内通风、散热不佳而造成的过热事故，甚至发生整个开关室成片开关柜一起烧毁的恶性事故，严重影响电网安全运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法，以克服现有技术中存在的缺陷。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种电力高压开关柜智能冷却装置，其特征在于，所述电力高压开关柜的高压室顶部开设有一第一通孔；所述第一通孔内嵌设有一红外测温传感器，且所述红外测温传感器的红外测温探头设置于高压室内；所述电力高压开关柜的高压室侧壁开设有一第二通孔；所述第二通孔内嵌设有一涡轮增压无风叶冷却风机，且该涡轮增压无风叶冷却风机的进风口处设置有一进风滤网；所述电力高压开关柜的高压室外侧壁上设置有一用于设置控制单元的盒体；所述红外测温传感器通过光纤传输线并经一光电转换单元连接至所述控制单元；所述涡轮增压无风叶冷却风机经一驱动单元连接至所述控制单元；所述光电转换单元以及所述驱动单元均设置于所述盒体内。
在本发明一实施例中，所述红外测温探头外部包裹有绝缘套；所述红外测温探头通过发射并接收红外线对所述高压室内设备进行非接触扫描测温；所述红外测温传感器将经所述红外测温探头获取的测温信号通过光纤传输线传输至所述控制单元。
在本发明一实施例中，所述涡轮增压无风叶冷却风机无外露风叶，采用涡轮增压技术，从所述涡轮增压无风叶冷却风机的机底座吸风槽吸入空气，经由内部的涡轮增压器进行气旋加速后，从上部圆环缝隙把空气高速挤压以圆形轨迹喷射出，并带动周围空气吹向所述高压开关柜内设备；所述进风滤网用于防止杂质吸入；所述涡轮增压无风叶冷却风机经由所述控制单元通过所述驱动单元控制启闭。
在本发明一实施例中，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与一预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭；当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
进一步的，该提供一种电力高压开关柜智能冷却装置的控制方法，按照如下步骤实现：
S01：将所述红外测温传感器安装于所述电力开关柜高压室内顶部的第一通孔内；
S02：将所述涡轮增压无风叶冷却风机安装于所述电力开关柜侧壁内的第二通孔内，并使所述涡轮增压无风叶冷却风机能对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；
S03:通过所述控制单元对所述预设温度阈值进行设置；
S04:开启所述控制单元、所述红外测温传感器以及所述所述涡轮增压无风叶冷却风机，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭。
在本发明一实施例中，在所述步骤S04 中，当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种电力高压开关柜智能冷却装置及其控制方法，能通过红外测温探头对电力高压开关柜内断路器、互感器、避雷器和出线等设备进行扫描测温，控制单元根据预设温度阈值对红外测温传感器传输的测温信号进行分析判断，当采样温度值达到预设温度阈值时，控制单元控制启动冷却风机对电力高压开关柜内有关设备进行吹风冷却，当采样温度值降到预设温度阈值以下时，关闭冷却风机，由于其通过采用使用涡轮增压技术的冷却风机，使得在降温冷却过程中，提高了吹风冷却效率，改善了内部的散热条件，且无外露高速旋转的风叶，安全可靠，维护工作量少，运行噪声小、使用寿命长；此外，红外测温传感器以及冷却风机均满足安装距离大于电力安全规程所要求的高压电等级的安全安装距离，与传统对电力高压开关柜内高压设备无法直接对柜内设备进行强制通风冷却的状况相比具有着巨大优势。
附图说明
图1为本发明中电力高压开关柜内设备发热温度达到设置值时，控制芯片控制开启冷却风机工作原理图。
图2为本发明中电力高压开关柜内设备发热温度达到设置值时，控制芯片控制关闭冷却风机工作原理图。
图3为本发明中电力高压开关柜内红外测温探头扫描测温工作原理图。
图4为本发明中电力高压开关柜涡轮增压无风叶冷却风机主视图。
图5 为本发明中控制单元通过红外测温传感器传输的采样温度值，根据预设温度阈值自动控制冷却风机的工作原理方框图。
图6 为本发明中电力高压开关柜智能冷却装置内的控制回路的电路原理图。
【标号说明】：1-电力高压开关柜；2-可转动红外测温探头；3-红外线；4-红外测温传感器；5-光纤传输线；6-高压引线；7-互感器；8-控制电缆；9-避雷器；10-手车断路器；11-涡轮增压无风叶冷却风机；12-进风滤网；13-圆环形喷射缝；14-涡轮增压器；15-盒体；16-高压室；17-吸气槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明提供一种电力高压开关柜智能冷却装置，如图1至图6所示，所述电力高压开关柜1的高压室16部开设有一第一通孔；所述第一通孔内嵌设有一红外测温传感器4，且所述红外测温传感器4的红外测温探头2设置于高压室内16；所述电力高压开关柜1的高压室16侧壁开设有一第二通孔；所述第二通孔内嵌设有一涡轮增压无风叶冷却风机11，且该涡轮增压无风叶冷却风机11的进风口处设置有一进风滤网12；所述电力高压开关柜1的高压室16外侧壁上设置有一用于设置控制单元的盒体15；所述红外测温传感器4通过光纤传输线5并经一光电转换单元连接至所述控制单元；所述涡轮增压无风叶冷却风机11经一驱动单元通过控制电缆8连接至所述控制单元；所述光电转换单元以及所述驱动单元均设置于所述盒体15内。
在本实施例中，若单个红外测温传感器由于安装位置限制无法对所需测温的设备有效扫描测温，可增设红外测温探头的数量。
进一步的，在本实施例中，电力高压开关柜内1设置有：手车断路器10、断路器出线、高压引线6、互感器7、避雷器9等设备，以上电力高压开关柜1内设备在运行中，由于电、磁作用，会产生热量，特别在负荷增高、接触不好或环境温度、湿度大时，热量急剧上升，而开关柜内是相对密封封闭的狭小空间，散热条件差，容易造成电力高压开关柜1内设备发生过热故障，甚至造成设备烧毁，严重影响电网安全运行的恶性事故。
进一步的，在本实施例中，所述红外测温探头2外部包裹有绝缘套；在本实施例中，为了让红外测温探头能够在较大范围内测温，在该红外测温探头处设置有一微型电机驱动，使其能在一定角度范围内转动；所述红外测温探头2通过发射并接收红外线3对所述高压室16内运行中高压断路器出线、互感器外表、避雷器外表，或其它易产生过热温度的部件处设备进行非接触扫描测温；所述红外测温传感器4将经所述红外测温探头2获取的测温信号通过光纤传输线5传输至所述控制单元。在本实施例中，红外测温探头及其转动位置均必须与周围带电部分的距离大于电力安全规程所要求的高压电等级的安全距离。
进一步的，在本实施例中，所述涡轮增压无风叶冷却风机11安装在电力高压开关柜的侧壁上能对有关发热设备进行吹风冷却的合适位置，且与周围带电设备距离大于电力安全规程所要求的高压电等级的安全安装距离，所述涡轮增压无风叶冷却风机11无外露风叶，采用涡轮增压技术，如图4所示，从所述涡轮增压无风叶冷却风机11的机底座吸风槽17吸入空气，经由内部的涡轮增压器14进行气旋加速后，从上部圆环缝隙13把空气高速挤压以圆形轨迹喷射出，并带动周围空气吹向所述高压开关柜内设备；所述进风滤网用于防止杂质吸入；所述涡轮增压无风叶冷却风机经由所述控制单元通过所述驱动单元控制启闭。
进一步的，在本实施例中，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与一预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭；当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
进一步的，本发明还提供一种电力高压开关柜智能冷却装置的控制方法，如图5所示，按照如下步骤实现：
S01：将所述红外测温传感器安装于所述电力开关柜高压室内顶部的第一通孔内；在本实施中，为了使该红外测温探头能够在较大范围内测温，可在该红外测温探头处设置一微型电机驱动，并使所述红外测温探头能在一定角度范围内缓慢转动，对开关柜内有关运行设备进行扫描测温；
S02：将所述涡轮增压无风叶冷却风机安装于所述电力开关柜侧壁内的第二通孔内，并使所述涡轮增压无风叶冷却风机能对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；
S03:通过所述控制单元对所述预设温度阈值进行设置，在本实施例中，该预设温度阈值根据电力高压开关柜的具体设置环境进行选择设置；同时，设计编程涡轮增压无风叶冷却风机的自动启动和关停程序；
S04:开启所述控制单元、所述红外测温传感器以及所述所述涡轮增压无风叶冷却风机，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭。
进一步的，在本实施例中，在所述步骤S04 中，当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
进一步的，在本实施例中，工作人员应定期清理冷却风机进风滤网，保证冷却风机正常运行。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种电力高压开关柜智能冷却装置，其特征在于，所述电力高压开关柜的高压室顶部开设有一第一通孔；所述第一通孔内嵌设有一红外测温传感器，且所述红外测温传感器的红外测温探头设置于高压室内；所述电力高压开关柜的高压室侧壁开设有一第二通孔；所述第二通孔内嵌设有一涡轮增压无风叶冷却风机，且该涡轮增压无风叶冷却风机的进风口处设置有一进风滤网；所述电力高压开关柜的高压室外侧壁上设置有一用于设置控制单元的盒体；所述红外测温传感器通过光纤传输线并经一光电转换单元连接至所述控制单元；所述涡轮增压无风叶冷却风机经一驱动单元连接至所述控制单元；所述光电转换单元以及所述驱动单元均设置于所述盒体内。
2.根据权利要求1所述的一种电力高压开关柜智能冷却装置，其特征在于，所述红外测温探头外部包裹有绝缘套；所述红外测温探头通过发射并接收红外线对所述高压室内设备进行非接触扫描测温；所述红外测温传感器将经所述红外测温探头获取的测温信号通过光纤传输线传输至所述控制单元。
3.根据权利要求1所述的一种电力高压开关柜智能冷却装置，其特征在于，所述涡轮增压无风叶冷却风机无外露风叶，采用涡轮增压技术，从所述涡轮增压无风叶冷却风机的机底座吸风槽吸入空气，经由内部的涡轮增压器进行气旋加速后，从上部圆环缝隙把空气高速挤压以圆形轨迹喷射出，并带动周围空气吹向所述高压开关柜内设备；所述进风滤网用于防止杂质吸入；所述涡轮增压无风叶冷却风机经由所述控制单元通过所述驱动单元控制启闭。
4.根据权利要求2或3所述的一种电力高压开关柜智能冷却装置，其特征在于，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与一预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭；当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
5.一种基于权利要求1至4任一项所述的一种电力高压开关柜智能冷却装置的控制方法，其特征在于，按照如下步骤实现：
S01：将所述红外测温传感器安装于所述电力开关柜高压室内顶部的第一通孔内；
S02：将所述涡轮增压无风叶冷却风机安装于所述电力开关柜侧壁内的第二通孔内，并使所述涡轮增压无风叶冷却风机能对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；
S03:通过所述控制单元对所述预设温度阈值进行设置；
S04:开启所述控制单元、所述红外测温传感器以及所述所述涡轮增压无风叶冷却风机，所述控制单元接收所述红外测温传感器传输的测温信号，将所述测温信号中的采样温度值与所述预设温度阈值进行比较，并结合比较结果控制所述涡轮增压无风叶冷却风机的启闭。
6.根据权利要求5所述的一种电力高压开关柜智能冷却装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤S04 中，当采所述样温度值等于或大于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机启动，对所述电力高压开关柜内设备进行吹风冷却；当所述采样温度值小于所述预设温度阈值时，所述控制单元通过所述驱动单元控制所述涡轮增压无风叶冷却风机关闭，停止对所述电力高压开关柜内设备的吹风冷却。
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