CN106786057A - 一种配电柜、配电柜的温控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种配电柜，包括柜体，柜体顶部设有通风孔，在通风孔外围设有一圈第一安装孔；柜体的背板上布满螺孔，在柜体背面连接有背腔，在所述背板和背腔之间设有框式密封条；所述背腔下部设有风扇。这种配电柜当风扇正转向内送风时，气流经过背腔、背板上的螺孔吹出，吹出的风直接吹在电气元件上，不仅可以推动气流往顶部的通风孔处吹出，而且散热效果更好。本发明还公开一种配电柜的温控系统及温控方法，当有配电柜温度低于TA时，为了防止凝露，温度较高的配电柜可以通过风道对低温柜进行温度补偿，使低温柜温度上升，它可以更好地控制配电柜内的温度，使其能够满足运行时的温度需求，提高使用安全性，延长电气元件的使用寿命。

Description

一种配电柜、配电柜的温控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电力设备，尤其是一种配电柜、配电柜的温控系统及方法。

背景技术

配电柜是常用的电力设备，其用于安装电气元件，电气元件在使用时会发热，因此在配电柜上通常设有风扇，风扇一般位于配电柜侧面，配电柜上一般还设有进风窗，风扇位外抽风、进风窗进风，从而使配电柜内温度降低，但是这样的方式，流通的空气与电气元件的接触面小，影响散热效果，长时间高度容易造成电气元件使用寿命短的问题。

另外一方面，配电柜内温度也不易太低，因为空气温度低，其饱有水份的能力变差，在电气元件表面容易形成凝露，水对电气系统的打击是毁坏性的，线路短路造成的损失难以估算。为此在配电柜内还设置有加热型除湿器，加热型除湿器主要是通过提高电柜内的温度实现的，由于较高温度的空气能包含更多的水分，从而防止水汽直接在箱内电气设备、端子排等上面凝露，预防闪络、短路等事故；但一个柜内设置一个加热型除湿器对空间、对成本都是一种浪费，并且，配电柜毕竟是需要散热为主的，加热越少越好。

由于存在这样的问题，所以有必要对现有的配电柜进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种易于散热的配电柜。

本发明所设计的一种配电柜，包括柜体，其特征是所述柜体顶部设有通风孔，在通风孔外围设有一圈第一安装孔；所述柜体的背板上布满螺孔，在柜体背面连接有背腔，在所述背板和背腔之间设有框式密封条；所述背腔下部设有风扇。

本发明所设计的配电柜，它的有益效果是：背板上布满螺孔，母线槽、用于安装电气元件的卡条等器件直接通过螺钉安装于背板上，当风扇正转向内送风时，气流经过背腔、背板上的螺孔吹出，吹出的风直接吹在电气元件上，不仅可以推动气流往顶部的通风孔处吹出，而且散热效果更好。

本发明还设计了的一种配电柜的温控系统，包括若干位于配电间内的如权利要求所述的配电柜，所述配电间上部设有吊顶，吊顶上方设有通风窗；所述配电柜上方设有一条风道，所述风道底面设有与配电柜数量一致的风口，所述风口上设有通风阀，所述风口与相应配电柜的通风孔之间连接有通风管；风道顶部设有排气管，排气管出口位于所述吊顶上方且在排气管上设有排气阀；其特征在于还包括热风柜，所述风道底面还具有热风进口，在热风进口上设有热风阀，所述热风柜内设有加热装置，在热风柜上设有进风窗，热风柜顶部通过热风管与所述热风进口相通；在每个配电柜内都设有温度探头，所述温度探头的信号送入至一控制器中，该控制器控制所述排气阀、热风阀、加热装置、通风阀以及风扇工作。

作为优选：所述通风管是橡胶管，在通风管底部设有橡胶环，橡胶环上设有第二安装孔，所述第一安装孔和第二安装孔通过螺钉连接。

作为优选：所述风口上部是一个矩形腔室、下部呈管状；所述矩形腔室侧面设有开口，所述通风阀包括可在所述开口内移动的阀板和驱动阀板的气缸，所述气缸的活塞杆前端与阀板后端的挡片连接，所述气缸设置在座体上，所述座体固定于所述风道底面。

作为优选：所述风道为铝合金或不锈钢制成的长方体风道，在风道外设有外框，所述外框通过穿过吊顶的吊绳安装于配电间的天花板上。

本发明还设计了一种配电柜的温控方法，其采用上面所述的配电柜的温控系统，其特征在于包括如下措施：

在平时，加热装置和热风阀关闭，所有通风阀和排气阀打开，各个配电柜内的热空气自然上升至风道、并通过排气管排至吊顶上方，最终从通风窗处散出；

当某个柜内温度大于TC时，该柜的风扇正转通过背板上的螺孔向柜体内送风，配电柜内的热空气被吹至风道并从排气管排出，直到该柜内温度小于TB时风扇停止工作；

当有配电柜温度低于TA时，排气阀关闭，配电柜中温度低于TA的为低温柜、温度最高的为最高温柜；

低温柜对应的通风阀打开，风扇反转向外抽风，风道内的空气被抽入该低温柜内；

最高温柜对应的通风阀打开，风扇不工作，最高温柜内的热空气通过风道对低温柜进行温度补偿，当原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时，由新的最高温柜对低温柜进行温度补偿，而原先的最高温柜对应的通风阀延时T1后关闭；

其它配电柜对应的通风阀关闭、风扇不工作；

上述操作持续时间T2后低温柜消失，则所有通风阀和排气阀打开，各柜各自散热；

T2后低温柜仍存在时，增开加热装置和热风阀，热风柜内的热空气也被抽入风道内对低温柜进行进一步的温度补偿，在此过程中，原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时对应的通风阀立即关闭；当低温柜消失后，加热装置和热风阀关闭，所有通风阀和排气阀打开，各柜各自散热；

其中：TA＜TB＜TC。

本发明所述的配电柜的温控系统及方法，它的有益效果是：

在平时，各个配电柜内的热空气自然上升至风道、并通过排气管排至吊顶上方，最终从通风窗处散出；外部的空气则从风扇处溢入，排出的热空气被隔于吊顶上方，这样配电柜周边的温度较低，其进入配电柜内后冷却效果好；

当某个柜内温度大于TC时需要散热时，该柜的风扇正转通过背板上的螺孔向柜体内送风，配电柜内的热空气被吹至风道并从排气管排出，相比自然溢出，这种方式增加了动力，散热效果进一步提升，同时由于吹出的热风位于吊顶上方，因此配电柜周边的温度也不受影响；

当有配电柜温度低于TA时，为了防止凝露，温度较高的配电柜可以通过风道对低温柜进行温度补偿，使低温柜温度上升，一方面不用借助额外的加热设备即提高了低温柜的温度，解除凝露隐患，另一方面温度较高的配电柜可得到降温，一石二鸟；当配电柜的温度补偿不能完全凑效时，可借助热风柜升温，而热风柜仅需一只，且不常用，总体成本较低。

这种温控系统及方法可以更好地控制配电柜内的温度，使其能够满足运行时的温度需求，提高使用安全性，延长电气元件的使用寿命。

附图说明

图1是实施例1配电柜的结构示意图；

图2是实施例2配电柜的温控系统的结构示意图；

图3是实施例2配电柜的温控系统的后视图；

图4是实施例2通风管的结构示意图；

图5是实施例2通风阀的结构示意图；

图中：

配电柜00、柜体01、通风孔02、第一安装孔03、螺孔04、背腔05、框式密封条06、风扇07；

配电间10、吊顶11、通风窗12、风道13、风口14、通风阀15、通风管16、排气管17、有排气阀18、热风柜19、热风进口20、热风阀21、加热装置22、进风窗23、热风管24、温度探头25。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例所描述的配电柜，配电柜，包括柜体01，其特征是所述柜体01顶部设有通风孔02，在通风孔02外围设有一圈第一安装孔03；所述柜体01的背板08上布满螺孔04，在柜体01背面连接有背腔05，在所述背板08和背腔05之间设有框式密封条06；所述背腔05下部设有风扇07。

本实施例所描述的配电柜，它的有益效果是：背板08上布满螺孔04，母线槽、用于安装电气元件的卡条等器件直接通过螺钉安装于背板上，当风扇07正转向内送风时，气流经过背腔05、背板08上的螺孔04吹出，吹出的风直接吹在电气元件上，不仅可以推动气流往顶部的通风孔02处吹出，而且散热效果更好。其中，背板08最好采用绝缘板制成。

实施例2：

如图2、3所示，本实施例所描述的配电柜的温控系统，包括若干位于配电间10内的如实施例1所述的配电柜00000000，所述配电间10上部设有吊顶11，吊顶11上方设有通风窗12；所述配电柜00上方设有一条风道13，所述风道13底面设有与配电柜00数量一致的风口14，所述风口14上设有通风阀15，所述风口14与相应配电柜00的通风孔02之间连接有通风管16；风道13顶部设有排气管17，排气管17出口位于所述吊顶11上方且在排气管17上设有排气阀18；其特征在于还包括热风柜19，所述风道13底面还具有热风进口20，在热风进口20上设有热风阀21，所述热风柜19内设有加热装置22（也采用电加热管），在热风柜19上设有进风窗23，热风柜19顶部通过热风管24与所述热风进口20相通；在每个配电柜00内都设有温度探头25，所述温度探头25的信号送入至一控制器中，该控制器控制所述排气阀18、热风阀21、加热装置22、通风阀15以及风扇07工作。

风扇07正转时向内送风，风扇07反转时改变流向往外抽风，这是一般风扇具有特点，而正反转驱动技术为常规技术，如下列专利皆有提及：

201010101651.1、201110049864.9 、201510796836.1、201520323916.0。

具体地，如图4所示，所述通风管16是橡胶管，在通风管16底部设有橡胶环161，橡胶环161上设有第二安装孔162，所述第一安装孔03和第二安装孔162通过螺钉连接。而风口14可嵌于通风管16内，橡胶管材质较软易于安装，而橡胶环161与第一安装孔03相配合，也使安装较为方便。

具体地，如图5所示，所述风口14上部是一个矩形腔室141、下部呈管状；所述矩形腔室141侧面设有开口142，所述通风阀15包括可在所述开口142内移动的阀板151和驱动阀板151的气缸152，所述气缸152的活塞杆155前端与阀板151后端的挡片153连接，所述气缸152设置在座体154上，所述座体154固定于所述风道13底面。这是对通风阀15采用了较为优选的方案，结构简单，比起通风阀15采用大口径的电磁阀，这样的方式成本更低。

具体地，所述风道13为铝合金或不锈钢制成的长方体风道，在风道13外设有外框131，所述外框131通过穿过吊顶11的吊绳132安装于配电间10的天花板上。明显地，风道13也可以是架在安装条上，而安装条两端固定于配电间的墙壁上。

本发明还设计了一种配电柜的温控方法，其采用上面所述的配电柜的温控系统，其特征在于包括如下措施：

在平时，加热装置22和热风阀21关闭，所有通风阀15和排气阀18打开，各个配电柜00内的热空气自然上升至风道13、并通过排气管17排至吊顶11上方，最终从通风窗12处散出；

当某个柜内温度大于TC时，该柜的风扇07正转通过背板上的螺孔04向柜体01内送风，配电柜00内的热空气被吹至风道13并从排气管17排出，直到该柜内温度小于TB时风扇07停止工作；

当有配电柜00温度低于TA时，排气阀18关闭，配电柜00中温度低于TA的为低温柜、温度最高的为最高温柜；

低温柜对应的通风阀15打开，风扇07反转向外抽风，风道13内的空气被抽入该低温柜内；

最高温柜对应的通风阀15打开，风扇07不工作，最高温柜内的热空气通过风道13对低温柜进行温度补偿，当原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时，由新的最高温柜对低温柜进行温度补偿，而原先的最高温柜对应的通风阀15延时T1后关闭； T1可以取2-3分钟，这样设置的原因是：能够成为最高温柜的电气柜一般发热量最大，当其降温后成为非最高温柜时，仍让其向外输出热风是为了使其能够更好地散热，这样设置后，可能存在多只温度较高的配电柜同时往风道内供热风的情况，兼顾了补偿与散热两方面；

其它配电柜00对应的通风阀15关闭、风扇07不工作；

上述操作持续时间T2后低温柜消失，则所有通风阀15和排气阀18打开，各柜各自散热；（T2可以取15-20分钟，T2时间宜长，尽量依靠配电柜00间解决问题，减少热风柜的开启以节能，因为依靠热风柜加热反倒给后续散热提供压力，不划算）；

T2后低温柜仍存在时，增开加热装置22和热风阀21，热风柜19内的热空气也被抽入风道13内对低温柜进行进一步的温度补偿，在此过程中，原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时对应的通风阀15立即关闭（这样只有最高温柜和热风柜19可往风道内送风，因为如果太多的配电柜都可往风道内送风的话，一方面热风柜19的供风量就少了，会减弱热风柜19的作用，另一方面低温柜的风扇吸力也没这么大）；当低温柜消失后，加热装置22和热风阀21关闭，所有通风阀15和排气阀18打开，各柜各自散热；

其中：TA＜TB＜TC。

TA为警界低温，TA可以取5-7摄氏度；

TB代表相对安全温度，TB取40-50摄氏度；

TC代表警界高温，TC取65-70摄氏度；具体本领域技术人员在此范围内可以选择；

本发明所述的配电柜的温控系统及方法，它的有益效果是：

在平时，各个配电柜00内的热空气自然上升至风道13、并通过排气管17排至吊顶11上方，最终从通风窗12处散出；外部的空气则从风扇处溢入，排出的热空气被隔于吊顶11上方，这样配电柜00周边的温度较低，其进入配电柜00内后冷却效果好；

当某个柜内温度大于TC时需要散热时，该柜的风扇07正转通过背板上的螺孔04向柜体01内送风，配电柜00内的热空气被吹至风道13并从排气管17排出，相比自然溢出，这种方式增加了动力，散热效果进一步提升，同时由于吹出的热风位于吊顶11上方，因此配电柜00周边的温度也不受影响；

当有配电柜00温度低于TA时，为了防止凝露，温度较高的配电柜00可以通过风道13对低温柜进行温度补偿，使低温柜温度上升，一方面不用借助额外的加热设备即提高了低温柜的温度，解除凝露隐患，另一方面温度较高的配电柜00可得到降温，一石二鸟；当配电柜00的温度补偿不能完全凑效时，可借助热风柜升温，而热风柜仅需一只，且不常用，总体成本较低。

这种温控系统及方法可以更好地控制配电柜00内的温度，使其能够满足运行时的温度需求，提高使用安全性，延长电气元件的使用寿命

上述实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明，明显地，本专利的保护范围不限于上述实施例。

本领域技术人员对上述实施例所作的各种等同修改或补充，都应当落入本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种配电柜，包括柜体（01），其特征是所述柜体（01）顶部设有通风孔（02），在通风孔（02）外围设有一圈第一安装孔（03）；所述柜体（01）的背板（08）上布满螺孔（04），在柜体（01）背面连接有背腔（05），在所述背板（08）和背腔（05）之间设有框式密封条（06）；所述背腔（05）下部设有风扇（07）。

2.一种配电柜的温控系统，包括若干位于配电间（10）内的如权利要求1所述的配电柜（00），所述配电间（10）上部设有吊顶（11），吊顶（11）上方设有通风窗（12）；所述配电柜（00）上方设有一条风道（13），所述风道（13）底面设有与配电柜（00）数量一致的风口（14），所述风口（14）上设有通风阀（15），所述风口（14）与相应配电柜（00）的通风孔（02）之间连接有通风管（16）；风道（13）顶部设有排气管（17），排气管（17）出口位于所述吊顶（11）上方且在排气管（17）上设有排气阀（18）；其特征在于还包括热风柜（19），所述风道（13）底面还具有热风进口（20），在热风进口（20）上设有热风阀（21），所述热风柜（19）内设有加热装置（22），在热风柜（19）上设有进风窗（23），热风柜（19）顶部通过热风管（24）与所述热风进口（20）相通；在每个配电柜（00）内都设有温度探头（25），所述温度探头（25）的信号送入至一控制器中，该控制器控制所述排气阀（18）、热风阀（21）、加热装置（22）、通风阀（15）以及风扇（07）工作。

3.根据权利要求2所述的配电柜的温控系统，其特征是所述通风管（16）是橡胶管，在通风管（16）底部设有橡胶环（161），橡胶环（161）上设有第二安装孔（162），所述第一安装孔（03）和第二安装孔（162）通过螺钉连接。

4.根据权利要求2所述的配电柜的温控系统，其特征是所述风口（14）上部是一个矩形腔室（141）、下部呈管状；所述矩形腔室（141）侧面设有开口（142），所述通风阀（15）包括可在所述开口（142）内移动的阀板（151）和驱动阀板（151）的气缸（152），所述气缸（152）的活塞杆（155）前端与阀板（151）后端的挡片（153）连接，所述气缸（152）设置在座体（154）上，所述座体（154）固定于所述风道（13）底面。

5.根据权利要求2所述的配电柜的温控系统，其特征是所述风道（13）为铝合金或不锈钢制成的长方体风道，在风道（13）外设有外框（131），所述外框（131）通过穿过吊顶（11）的吊绳（132）安装于配电间（10）的天花板上。

6.一种配电柜的温控方法，其采用权利要求2所述的配电柜的温控系统，其特征在于包括如下措施：

在平时，加热装置（22）和热风阀（21）关闭，所有通风阀（15）和排气阀（18）打开，各个配电柜（00）内的热空气自然上升至风道（13）、并通过排气管（17）排至吊顶（11）上方，最终从通风窗（12）处散出；

当某个柜内温度大于TC时，该柜的风扇（07）正转通过背板上的螺孔（04）向柜体（01）内送风，配电柜（00）内的热空气被吹至风道（13）并从排气管（17）排出，直到该柜内温度小于TB时风扇（07）停止工作；

当有配电柜（00）温度低于TA时，排气阀（18）关闭，配电柜（00）中温度低于TA的为低温柜、温度最高的为最高温柜；

低温柜对应的通风阀（15）打开，风扇（07）反转向外抽风，风道（13）内的空气被抽入该低温柜内；

最高温柜对应的通风阀（15）打开，风扇（07）不工作，最高温柜内的热空气通过风道（13）对低温柜进行温度补偿，当原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时，由新的最高温柜对低温柜进行温度补偿，而原先的最高温柜对应的通风阀（15）延时T1后关闭；

其它配电柜（00）对应的通风阀（15）关闭、风扇（07）不工作；

上述操作持续时间T2后低温柜消失，则所有通风阀（15）和排气阀（18）打开，各柜各自散热；

T2后低温柜仍存在时，增开加热装置（22）和热风阀（21），热风柜（19）内的热空气也被抽入风道（13）内对低温柜进行进一步的温度补偿，在此过程中，原先最高温柜的温度降低成非最高温柜时对应的通风阀（15）立即关闭；当低温柜消失后，加热装置（22）和热风阀（21）关闭，所有通风阀（15）和排气阀（18）打开，各柜各自散热；

其中：TA＜TB＜TC。