CN105914631A - 一种利用自然风散热的箱式变电站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用自然风散热的箱式变电站，包括有基座，以及设置在基座上方的箱体；所述箱体上方连接有顶盖，所述顶盖包括纵向壁，斜坡壁；所述纵向壁下部固定连接有水平设置的横向壁；所述顶盖沿长度方向的两组纵向壁上均匀地开设有排风口，所述横向壁上对应排风口位置成型有滑槽插座；所述滑槽插座内滑动连接有挡风栅板；所述挡风栅板上开设有配合所述排风口使用的栅板开口；所述顶盖沿宽度方向的横向壁内壁上安装有栅板推杆，所述栅板推杆的输出杆与所述挡风栅板的端部固定连接；所述顶盖上端还安装有风向传感器；本发明结构紧凑、设计合理、施工方便、散热效果好。
Description
技术领域
本发明属于电力设备领域，具体涉及一种利用自然风散热的箱式变电站的结构。
背景技术
文献号为CN204271514U的中国专利公开了一种防水箱式变电站，解决了在发生洪水、特大暴雨等自然灾害，水位比较高大量的水会进入箱式变电站内，会对大面积的箱式变电站造成损害，其技术方案要点是设置有升降机构使配电设备可升降，同时设置有箱体设置有拉伸机构，在配电设备升降也能使箱体高度得到上升，达到了水不会接触到配电设备，对配电设备进行保护，箱体可拉伸在不使用时能保证箱体空间的利用性。但是该专利的方案中使用了设置在底座上的液压系统驱动箱体的升降，但这样的结构就需要对液压系统进行密封，工艺要求高，且需要在底座上专门设计用以容纳所述剪式升降机的安装槽之类的结构，且由于底座一般是钢筋混凝土制作，无疑增加了施工难度，延长了施工周期。
文献号为CN104242104A的中国专利公开了一种屋顶散热式箱式变电站，包括箱体、箱门和通风窗，所述箱体上设有箱门和通风窗，所述箱体的顶部设有顶板，所述顶板上设有散热孔，所述散热孔上设有防尘网，所述顶板为中空型箱体，所述顶板内设有冷却液，所述冷却液为自来水。这种屋顶散热式箱式变电站将其原本的屋顶改装成中空的箱体，并且在箱体内注入自来水，当温度较高时，利用水蒸发带走大量热量的原理，对变电站内部进行散热，这样就增加了变电站散热效果，保证变电站在合理的温度内工作，使用效果良好。但这样的散热方式需要不断往屋顶的箱体中加水，箱体以及供水的管路的密封性能要求都较高，且增加了箱体侧壁面的负荷，结构相对复杂，实用性不佳。另外使用自来水进行降温冷却会增加变电站周围的空气湿度，存在漏电的危险。
文献号为CN101989731A的中国专利公开了一种适于箱式变电站房适用的自然通风散热箱式变电站房,这种自然通风散热箱式变电站房包括四周房壁,在房壁的上方固定有密闭的房顶,在房壁的对应侧面设有百叶窗,其特征是在房顶上开有透空,在透空处固定有涡轮通风器。该变电站房采用了涡轮通风器进行通风，在箱式变电站内部温度较高时可有效地进行强制通风
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种结构紧凑、设计合理、施工方便、防水性能佳、散热效果好的箱式变电站。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种利用自然风散热的箱式变电站，包括有钢筋混凝土材质的基座，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体；
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接；
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部；
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比；
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板和第二隔板，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室；
所述高压室内安装有高压柜，所述变压器室内安装有干式变压器，所述低压室内安装有低压柜；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜；
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口；所述变压室门下部开设有变压室进风口；
所述的箱体顶部为顶板，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔；
所述干式变压器包括有长方体形状的变压器箱，安装在变压器箱内的铁芯，以及固定安装在铁芯上的绕组组件；所述变压器箱的一个侧面安装有箱门；
所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭；所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座，底座与箱体内底部连接；
所述绕组组件包括有陶瓷基体以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组和3组低压绕组，陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的芯柱配合口，低压绕组线处于芯柱配合口的外周，高压绕组处于低压绕组的外周；各个高压绕组的一端通过高压绕组连接线相连接，各个低压绕组的一端通过低压绕组连接线相连接，低压绕组连接线上连接有中性线；各个高压绕组的另一端分别为高压绕组引出线，各个低压绕组的另一端分别为低压绕组引出线；
所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组、低压绕组、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道，所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组和低压绕组之间的位置还成型有3组纵向设置的散热通道，每组散热通道由多个以圆周阵列布置的纵向通道构成；
所述陶瓷基体外侧壁上均匀地成型有纵向设置的散热板，所述散热板的的两个侧壁面上对称地成型有等距排布的导流条，各个导流条呈弧形，且弧形的导流条的圆心位于导流条的下方，且每个导流条的两端部的连线朝向散热板的外端上方；位于散热板每个侧壁面上的各个导流条的阵列方向与竖直方向之间的夹角t为5～8°，且位于上方的导流条相对位于下方的导流条更为靠近陶瓷基体；所述底座上位于散热板的下方安装有贯流风扇；
成型所述高压绕组的线圈通道呈同轴设置的多个螺旋线形式，高压绕组成型后呈多层螺旋线形式的铜线，所述高压绕组连接线从高压绕组的外周端部引出，所述高压绕组引出线从高压绕组的内周端部向上引出；
成型所述低压绕组的线圈通道呈涡状线形式，低压绕组成型后呈卷绕状的铜箔，所述低压绕组连接线从低压绕组的外周端部引出，所述低压绕组引出线从低压绕组的内周端部向上引出；
所述陶瓷基体由3D打印方法制得，依次包括以下步骤：
1）配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒；将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为：92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒；所述陶瓷粉为氧化铝瓷，所述低温粘结剂为聚乙烯蜡，所述中温粘结剂为无机硅酸盐；所述颗粒包括大颗粒和小颗粒，大颗粒为150目，小颗粒为600目，大颗粒和小颗粒的重量比例为3：7；
2）使用基于热溶解积层法的双打印头的3D 打印设备，通过一打印头将所述打印材料制成坯体，在打印每一层坯体的同时使用另一个打印头在坯体中对应线圈通道的部分打印石蜡；
3）对上步打印成型的坯体放入烘箱中，于40～45℃干燥10～15min；
4）将坯体倒置，于120～150℃加热进行脱蜡，将所述线圈通道内的石蜡排净；
5）对坯体外壁以及坯体内的线圈通道进行浸釉；
6）对上步坯体进行中温烧结，烧结温度为510～530℃，通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙，蒸发坯体中的低温粘结剂，得到一次烧结件；
7）对所述一次烧结件进行高温烧结，烧结温度为1300℃，得到陶瓷基体成品；
在陶瓷基体烧结成型后，进行绕组的成型：
所述陶瓷基体上方对应高压绕组引出线、低压绕组引出线的位置是与线圈通道连通的铜水注入口；
1）保持窑温在1200℃，向线圈通道内充入氮气，接着往线圈通道内注入熔融的铜水，至铜水灌满至铜水注入口上端；
2）绕组成型后进行降温，第1个小时降温速度控制在每分钟4.5～4.8℃，接下去2小时每分钟降温2.5～2.6℃，接下时间每分钟降温0.8～1.2℃，至200℃以下后，每分钟降温2.5℃，至窑温低于80℃时出窑；
所述箱体上方连接有顶盖，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁；
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414；
所述顶盖上方转动连接有翻盖；
所述翻盖包括两个对称设置的翻盖顶壁，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部；
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上；
所述L形安装架顶部安装有风向传感器；
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外壁安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°。
作为优选：所述箱体内还安装有制冷空调系统，当湿度大于湿度设定值，且箱体内温度又大于强制通风设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，控制箱控制制冷空调系统启动工作。
作为优选：所述控制箱包括有无线信号输出模块，无线信号输出模块通过无线网络与控制站的计算机通讯连接，当电动推杆伸长至极限状态时，控制箱向控制站发送警报信号。
作为优选：所述的液位传感器为流体压力传感器。
作为优选：所述陶瓷基体内成型有用以成型所述中性线的线圈通道，且成型所述中性线的线圈通道的端口位于陶瓷基体的底面。
本发明还提供另一种利用自然风散热的箱式变电站，包括有钢筋混凝土材质的基座，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体；
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接；
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部；
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比；
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板和第二隔板，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室；
所述高压室内安装有高压柜，所述变压器室内安装有干式变压器，所述低压室内安装有低压柜；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜；
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口；所述变压室门下部开设有变压室进风口；
所述的箱体顶部为顶板，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔；
所述箱体上方连接有顶盖，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁；
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414；
所述顶盖上方转动连接有翻盖；
所述翻盖包括两个对称设置的翻盖顶壁，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部；
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上；
所述L形安装架顶部安装有风向传感器；
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外壁安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过在箱体内安装竖直设置的电动推杆，且电动推杆的输出杆与基座相连，这样在没有积水或洪水时电动推杆大部分都位于箱体内，不会受到腐蚀，且安装方便，基座的建造也较为简单，不存在复杂的构造。在箱体外出现积水或者洪水时，电动推杆将箱体整体向上抬升，电动推杆的仅输出杆的下部浸在水中，电动推杆的主体部分，尤其驱动齿轮组、驱动电机等均位于箱体内，不会受到腐蚀。
本发明中干式变压器的陶瓷基体通过3d打印的方式成型，并在陶瓷基体烧结完成的同时直接往线圈通道内注入铜水直接形成绕组，绕组与陶瓷基体同时降温至变为固态的绕组。
由于所述线圈通道的口径较小，尤其对应高压绕组部分的线圈通道较为密集，在3d打印过程中在线圈通道位置容易存在毛刺一类的缺陷，故采用双打印头的3d打印设备，在陶瓷基体逐层打印过程中，在对应线圈通道的部分使用石蜡进行打印填充，在整个陶瓷基体打印完成后再将低熔点的石蜡去除，这样可保证线圈通道较高的尺寸精度。
所述绕组包括低压绕组和高压绕组，所述绕组的成型与陶瓷基体的冷却同步进行，节约了能源。且铜水与陶瓷基体同时降温冷却，且冷却速度经过试验，采用了最佳的参数，避免了陶瓷基体与铜水热膨胀系数不同而导致陶瓷基体受到过大应力甚至破损。所述氮气用于隔绝氧气，避免铜水氧化对导电性能造成影响。
所述的顶盖用于改善散热效果，同时能够有效规避外界湿度较大条件下，带水空气灌入本发明的状况；具体的，当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；风通过向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a进入，部分由向风侧的排风口灌入箱体内，部分沿翻盖顶壁流至背风侧，在背风侧的翻盖顶壁与斜坡壁之间形成负压，加速箱体内的空气由背风侧的排风口流出；当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，所述翻盖顶壁挡在排风口上，防止箱体外雨水灌入箱体内；所述箱体内还安装有制冷空调系统，当湿度大于湿度设定值，且箱体内温度又大于强制通风设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，控制箱控制制冷空调系统启动工作；所述顶盖的设计考虑到了箱式变电站可能遇到的各种实际工况，使得箱式变电站具有较强的适应性。
附图说明
图1至图3是本发明的结构示意图。
图4、图5是本发明的剖视结构示意图。
图6、图7是本发明顶盖、翻盖的结构示意图。
图8、图9是本发明顶盖的结构示意图
图10、图11是本发明翻盖的结构示意图。
图12是干式电压器的结构示意图。
图13是陶瓷基体的结构示意图。
图14是图13的B部结构示意图。
图15是陶瓷基体的剖视结构示意图。
1、基座；2、电动推杆；3、箱体；31、低压室门；32、变压室门；321、变压室进风口；33、高压室门；301、低压室进风口；302、第一隔板；303、第二隔板；304、顶板；3041、通风孔；41、顶盖；411、斜坡壁；412、排风口；413、纵向侧壁；4131、翻转轴；414、L形安装架；415、纵向壁；42、翻盖；421、翻盖侧壁；4211、转轴安装孔；422、翻盖顶壁；5、高压柜；6、低压柜；7、干式变压器；71、变压器箱；72、箱门；73、铁芯；74、陶瓷基体；741、散热板；7411、导流条；742、高压绕组引出线；743、低压绕组引出线；744、芯柱配合口；745、散热通道；746、高压绕组；747、低压绕组；75、贯流风扇；8、风向传感器；9、步进电机。
具体实施方式
实施例1
根据图1至图15所示，本实施例为一种利用自然风散热的箱式变电站，包括有钢筋混凝土材质的基座1，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体3。
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆2，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接。
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器（图未示）；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部。
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比。
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板302和第二隔板303，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室。
所述高压室内安装有高压柜5，所述变压器室内安装有干式变压器7，所述低压室内安装有低压柜6；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜。
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门33，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门31，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门32；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口301；所述变压室门下部开设有变压室进风口321。
所述的箱体顶部为顶板304，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔3041。
所述箱体上方连接有顶盖41，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁415，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁411；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁413；所述的斜坡壁、纵向侧壁以及纵向壁形成一个封闭的中空盖体。
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口412，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴4131；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414。
所述顶盖41上方转动连接有翻盖42。
所述翻盖42包括两个对称设置的翻盖顶壁422，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁421；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔4211；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部。
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机9，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上。
所述L形安装架顶部安装有风向传感器8。
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外壁安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接。
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值（比如相对湿度75%）且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值（比如风速为3km/h）时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值（比如相对湿度75%）且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值（比如风速为15km/h）时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；风通过向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a进入，部分由向风侧的排风口灌入箱体内，部分沿翻盖顶壁流至背风侧，在背风侧的翻盖顶壁与斜坡壁之间形成负压，加速箱体内的空气由背风侧的排风口流出。
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值（比如相对湿度75%）时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°；所述翻盖顶壁挡在排风口上，防止箱体外雨水灌入箱体内。
所述箱体内还安装有制冷空调系统，当湿度大于湿度设定值（比如相对湿度75%），且箱体内温度又大于强制通风设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，控制箱控制制冷空调系统启动工作。
实施例2
根据图1至图15所示，本实施例为一种利用自然风散热的箱式变电站，包括有钢筋混凝土材质的基座1，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体3。
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆2，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接。
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器（图未示）；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部。
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比。
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板302和第二隔板303，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室。
所述高压室内安装有高压柜5，所述变压器室内安装有干式变压器7，所述低压室内安装有低压柜6；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜。
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门33，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门31，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门32；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口301；所述变压室门下部开设有变压室进风口321。
所述的箱体顶部为顶板304，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔3041。
所述干式变压器包括有长方体形状的变压器箱71，安装在变压器箱内的铁芯73，以及固定安装在铁芯上的绕组组件；所述变压器箱的一个侧面安装有箱门72。
所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭；所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座，底座与箱体内底部连接；
所述绕组组件包括有陶瓷基体74以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组746和3组低压绕组747，陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的芯柱配合口744，低压绕组线处于芯柱配合口的外周，高压绕组处于低压绕组的外周；各个高压绕组的一端通过高压绕组连接线相连接，各个低压绕组的一端通过低压绕组连接线相连接，低压绕组连接线上连接有中性线；各个高压绕组的另一端分别为高压绕组引出线742，各个低压绕组的另一端分别为低压绕组引出线743。
所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组、低压绕组、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道，所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组和低压绕组之间的位置还成型有3组纵向设置的散热通道745，每组散热通道由多个以圆周阵列布置的纵向通道构成。
所述陶瓷基体外侧壁上均匀地成型有纵向设置的散热板741，所述散热板的的两个侧壁面上对称地成型有等距排布的导流条7411，各个导流条呈弧形，且弧形的导流条的圆心位于导流条的下方，且每个导流条的两端部的连线朝向散热板的外端上方；位于散热板每个侧壁面上的各个导流条的阵列方向与竖直方向之间的夹角t为5～8°，且位于上方的导流条相对位于下方的导流条更为靠近陶瓷基体；所述底座上位于散热板的下方安装有贯流风扇75。
成型所述高压绕组的线圈通道呈同轴设置的多个螺旋线形式，高压绕组成型后呈多层螺旋线形式的铜线，所述高压绕组连接线从高压绕组的外周端部引出，所述高压绕组引出线从高压绕组的内周端部向上引出。
成型所述低压绕组的线圈通道呈涡状线形式，低压绕组成型后呈卷绕状的铜箔，所述低压绕组连接线从低压绕组的外周端部引出，所述低压绕组引出线从低压绕组的内周端部向上引出。
所述陶瓷基体由3D打印方法制得，依次包括以下步骤：
1）配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒；将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为：92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒；所述陶瓷粉为氧化铝瓷，所述低温粘结剂为聚乙烯蜡，所述中温粘结剂为无机硅酸盐；所述颗粒包括大颗粒和小颗粒，大颗粒为150目，小颗粒为600目，大颗粒和小颗粒的重量比例为3：7；
2）使用基于热溶解积层法的双打印头的3D 打印设备，通过一打印头将所述打印材料制成坯体，在打印每一层坯体的同时使用另一个打印头在坯体中对应线圈通道的部分打印石蜡；
3）对上步打印成型的坯体放入烘箱中，于40～45℃干燥10～15min；
4）将坯体倒置，于120～150℃加热进行脱蜡，将所述线圈通道内的石蜡排净；
5）对坯体外壁以及坯体内的线圈通道进行浸釉；
6）对上步坯体进行中温烧结，烧结温度为510～530℃，通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙，蒸发坯体中的低温粘结剂，得到一次烧结件；
7）对所述一次烧结件进行高温烧结，烧结温度为1300℃，得到陶瓷基体成品。
在陶瓷基体烧结成型后，进行绕组的成型：
所述陶瓷基体上方对应高压绕组引出线、低压绕组引出线的位置是与线圈通道连通的铜水注入口；
1）保持窑温在1200℃，向线圈通道内充入氮气，接着往线圈通道内注入熔融的铜水，至铜水灌满至铜水注入口上端；
2）绕组成型后进行降温，第1个小时降温速度控制在每分钟4.5～4.8℃，接下去2小时每分钟降温2.5～2.6℃，接下时间每分钟降温0.8～1.2℃，至200℃以下后，每分钟降温2.5℃，至窑温低于80℃时出窑。
另外，所述的高压绕组引出线、低压绕组引出线在铜水注入完毕后从铜水注入口插入与铜水熔接为一体。
所述箱体上方连接有顶盖41，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁415，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁411；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁413；所述的斜坡壁、纵向侧壁以及纵向壁形成一个封闭的中空盖体。
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口412，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴4131；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414。
所述顶盖41上方转动连接有翻盖42。
所述翻盖42包括两个对称设置的翻盖顶壁422，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁421；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔4211；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部。
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机9，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上。
所述L形安装架顶部安装有风向传感器8。
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外壁安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接。
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值（比如相对湿度75%）且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值（比如风速为3km/h）时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值（比如相对湿度75%）且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值（比如风速为15km/h）时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；风通过向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a进入，部分由向风侧的排风口灌入箱体内，部分沿翻盖顶壁流至背风侧，在背风侧的翻盖顶壁与斜坡壁之间形成负压，加速箱体内的空气由背风侧的排风口流出。
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值（比如相对湿度75%）时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°；所述翻盖顶壁挡在排风口上，防止箱体外雨水灌入箱体内。
所述箱体内还安装有制冷空调系统，当湿度大于湿度设定值（比如相对湿度75%），且箱体内温度又大于强制通风设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，控制箱控制制冷空调系统启动工作。
Claims (6)
1. 一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：包括有钢筋混凝土材质的基座，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体；
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接；
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部；
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比；
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板和第二隔板，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室；
所述高压室内安装有高压柜，所述变压器室内安装有干式变压器，所述低压室内安装有低压柜；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜；
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口；所述变压室门下部开设有变压室进风口；
所述的箱体顶部为顶板，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔；
所述干式变压器包括有长方体形状的变压器箱，安装在变压器箱内的铁芯，以及固定安装在铁芯上的绕组组件；所述变压器箱的一个侧面安装有箱门；
所述的铁芯包括有3个纵向设置的芯柱以及连接在各个芯柱上下端部的水平设置的铁轭；所述铁芯上位于下端的铁轭下部连接有底座，底座与箱体内底部连接；
所述绕组组件包括有陶瓷基体以及一体成型在陶瓷基体内的3组高压绕组和3组低压绕组，陶瓷基体上沿纵向成型有3个与芯柱配合的芯柱配合口，低压绕组线处于芯柱配合口的外周，高压绕组处于低压绕组的外周；各个高压绕组的一端通过高压绕组连接线相连接，各个低压绕组的一端通过低压绕组连接线相连接，低压绕组连接线上连接有中性线；各个高压绕组的另一端分别为高压绕组引出线，各个低压绕组的另一端分别为低压绕组引出线；
所述陶瓷基体内成型有用以成型所述高压绕组、低压绕组、高压绕组连接线以及低压绕组连接线的线圈通道，所述陶瓷基体内至少在位于高压绕组和低压绕组之间的位置还成型有3组纵向设置的散热通道，每组散热通道由多个以圆周阵列布置的纵向通道构成；
所述陶瓷基体外侧壁上均匀地成型有纵向设置的散热板，所述散热板的的两个侧壁面上对称地成型有等距排布的导流条，各个导流条呈弧形，且弧形的导流条的圆心位于导流条的下方，且每个导流条的两端部的连线朝向散热板的外端上方；位于散热板每个侧壁面上的各个导流条的阵列方向与竖直方向之间的夹角t为5～8°，且位于上方的导流条相对位于下方的导流条更为靠近陶瓷基体；所述底座上位于散热板的下方安装有贯流风扇；
成型所述高压绕组的线圈通道呈同轴设置的多个螺旋线形式，高压绕组成型后呈多层螺旋线形式的铜线，所述高压绕组连接线从高压绕组的外周端部引出，所述高压绕组引出线从高压绕组的内周端部向上引出；
成型所述低压绕组的线圈通道呈涡状线形式，低压绕组成型后呈卷绕状的铜箔，所述低压绕组连接线从低压绕组的外周端部引出，所述低压绕组引出线从低压绕组的内周端部向上引出；
所述陶瓷基体由3D打印方法制得，依次包括以下步骤：
1）配制包括低温粘结剂、中温粘结剂和陶瓷粉的打印材料颗粒；将陶瓷粉、低温粘结剂、中温粘结剂按照重量比为：92:7:1的比例均匀混合后预制成颗粒；所述陶瓷粉为氧化铝瓷，所述低温粘结剂为聚乙烯蜡，所述中温粘结剂为无机硅酸盐；所述颗粒包括大颗粒和小颗粒，大颗粒为150目，小颗粒为600目，大颗粒和小颗粒的重量比例为3：7；
2）使用基于热溶解积层法的双打印头的3D 打印设备，通过一打印头将所述打印材料制成坯体，在打印每一层坯体的同时使用另一个打印头在坯体中对应线圈通道的部分打印石蜡；
3）对上步打印成型的坯体放入烘箱中，于40～45℃干燥10～15min；
4）将坯体倒置，于120～150℃加热进行脱蜡，将所述线圈通道内的石蜡排净；
5）对坯体外壁以及坯体内的线圈通道进行浸釉；
6）对上步坯体进行中温烧结，烧结温度为510～530℃，通过所述颗粒之间形成的蒸发空隙，蒸发坯体中的低温粘结剂，得到一次烧结件；
7）对所述一次烧结件进行高温烧结，烧结温度为1300℃，得到陶瓷基体成品；
在陶瓷基体烧结成型后，进行绕组的成型：
所述陶瓷基体上方对应高压绕组引出线、低压绕组引出线的位置是与线圈通道连通的铜水注入口；
1）保持窑温在1200℃，向线圈通道内充入氮气，接着往线圈通道内注入熔融的铜水，至铜水灌满至铜水注入口上端；
2）绕组成型后进行降温，第1个小时降温速度控制在每分钟4.5～4.8℃，接下去2小时每分钟降温2.5～2.6℃，接下时间每分钟降温0.8～1.2℃，至200℃以下后，每分钟降温2.5℃，至窑温低于80℃时出窑；
所述箱体上方连接有顶盖，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁；
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414；
所述顶盖上方转动连接有翻盖；
所述翻盖包括两个对称设置的翻盖顶壁，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部；
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上；
所述L形安装架顶部安装有风向传感器；
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°。
2. 如权利要求1所述的一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：所述箱体内还安装有制冷空调系统，当湿度大于湿度设定值，且箱体内温度又大于强制通风设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°，控制箱控制制冷空调系统启动工作。
3. 如权利要求1所述的一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：所述控制箱包括有无线信号输出模块，无线信号输出模块通过无线网络与控制站的计算机通讯连接，当电动推杆伸长至极限状态时，控制箱向控制站发送警报信号。
4. 如权利要求1所述的一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：所述的液位传感器为流体压力传感器。
5. 如权利要求1所述的一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：所述陶瓷基体内成型有用以成型所述中性线的线圈通道，且成型所述中性线的线圈通道的端口位于陶瓷基体的底面。
6. 一种利用自然风散热的箱式变电站，其特征在于：包括有钢筋混凝土材质的基座，以及设置在基座上方的长方体形状的箱体；
所述箱体内靠近四个顶点的位置安装有纵向设置的电动推杆，且电动推杆的输出杆向下穿过箱体下端的底板与基座固定连接；
所述输出杆的下端部或者基座上安装有液位传感器；所述液位传感器以及各个电动推杆分别与控制箱电连接，所述控制箱安装在箱体内部；
当液位传感器检测到积水时，控制箱控制电动推杆伸长将箱体抬升，且箱体抬升高度与液位传感器检测到的水位成正比；
所述箱体内沿长度方向固定连接有第一隔板和第二隔板，所述箱体内位于第一隔板远离第二隔板的一侧为高压室、箱体内位于第一隔板和第二隔板之间为变压器室，箱体内位于第二隔板另一侧为低压室；
所述高压室内安装有高压柜，所述变压器室内安装有干式变压器，所述低压室内安装有低压柜；所述高压柜至少包括有顺次电连接的高压进线柜、高压计量柜和高压出线柜，所述低压柜至少包括有顺次电连接的低压进线柜、低压补偿柜和低压出线柜；
所述箱体与第一隔板相对的箱壁上安装有高压室门，所述箱体与第二隔板相对的箱壁上安装有低压室门，所述箱体位于第一隔板和第二隔板之间的箱壁上连接有变压室门；所述低压室侧壁下部开设有低压室进风口；所述变压室门下部开设有变压室进风口；
所述的箱体顶部为顶板，所述顶板上对应变压器室和低压室的部分均匀开设有通风孔；
所述箱体上方连接有顶盖，所述顶盖包括有一个矩形框体形状的纵向壁，以及固定连接在所述纵向壁上端且对称设置的两个斜坡壁；所述斜坡壁两侧分别固定连接有一个纵向侧壁；
两个所述的斜坡壁上对称成型有排风口，所述排风口呈沿所述斜坡壁宽度方向设置的长条形；两个所述的纵向侧壁上部中间位置分别通过轴承转动连接有一个翻转轴；一个所述的纵向侧壁下部还固定连接有L形安装架414；
所述顶盖上方转动连接有翻盖；
所述翻盖包括两个对称设置的翻盖顶壁，以及固定连接在所述翻盖顶壁两侧的翻盖侧壁；两个所述的翻盖顶壁形成的夹角大于两个所述的斜坡壁形成的夹角，且所述翻盖顶壁延伸到所述斜坡壁上排风口位置之外；所述翻盖侧壁上对应所述翻转轴位置开设有配合所述翻转轴转动连接的转轴安装孔；所述L形安装架顶端高于所述翻盖顶部；
所述顶盖内至少一个纵向侧壁上安装有步进电机，所述步进电机的输出轴通过联轴器固定连接在所述翻转轴上；
所述L形安装架顶部安装有风向传感器；
所述箱体内还安装有温度传感器，所述箱体外安装有湿度传感器、风速传感器，所述温度传感器、湿度传感器、风向传感器、风速传感器以及步进电机分别与控制箱电连接；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速低于风速设定值时，步进电机带动翻盖左右摇摆，加速翻盖周围空气的流动，利于箱体内空气通过排气口散出；
当湿度传感器测得箱体外湿度低于湿度设定值且风速传感器测得箱体外风速高于风速设定值时，通过风向传感器反馈风向信号，步进电机带动翻盖向背风一侧转动，使得向风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角a为30°~60°，背风一侧翻盖顶壁与斜坡壁的夹角b为5°~10°；
当湿度传感器测得箱体外湿度高于湿度设定值时，步进电机处于停机状态，翻盖保持水平，两侧所述的翻盖顶壁与斜坡壁分别形成夹角a和b，夹角a和b相等为10°~35°。
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