CN107359518A - 一种动力配电箱 - Google Patents

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Abstract

本发明属于配电箱技术领域，公开了一种动力配电箱，包括箱体以及通过铰链连接在箱体上的箱门，所述箱体1的顶部设有箱盖，所述箱盖宽度大于箱体的宽度，所述箱体的两侧均设置有若干个通风口，所述箱门中间设有玻璃板，用于观察内部环境，没有特殊紧急情况，无需打开箱门；所述箱2上还设有门把。本发明动力配电箱具备较好的机械性能、散热性能以及绝缘性能，使用寿命长，杜绝了安全隐患。

Description

一种动力配电箱
技术领域
本发明属于配电箱技术领域，具体涉及一种动力配电箱。
背景技术
动力配电箱，是配电箱的一种。配电箱分动力配电箱和照明配电箱，是配电系统的末级设备。配电箱是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备进行组合安装的一种封闭或半封闭的柜子，通常包括箱体以及箱门，箱体与箱门之间通过枢轴连接，使得箱体内形成一个密闭环境，并将电气元件安装于箱体内，用于防潮、保护内部仪器线路。
现有的配电箱大多采用金属制成，外表喷漆，长期置于户外的大型配电箱由于长期受到雨淋和日晒，其耐腐蚀性能差，不能有效抵抗环境的腐蚀，易老化，更换周期短，更换成本高，不仅增加了输电线路的维护成本，而且由于配电箱破损导致线路故障更为工业和民用用电造成了不便和损失。为了提高了配电箱外壳的耐腐蚀耐老化性能，现有技术提出了使用塑性复合材料替代金属来制作配电箱外壳。近年来，已经有研究出塑料配电箱外壳，其具备较好的绝缘性能，而且重量小，但是机械性能和导热性能较差，无法承受较大的冲击力，也无法将配电时带来的热量排出，容易造成配电箱高温，带来安全隐患。针对塑性复合材料存在的散热性能差的缺陷，如何对其进行改性，以达到配电箱材料的要求是我们需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中配电箱存在的诸多缺陷，提供了一种动力配电箱，该配电箱安全系数高，防火散热性能好。
为了实现上述目的，本发明的技术方案通过如下方式来实现的：
一种动力配电箱，包括箱体1以及通过铰链连接在箱体上的箱门2，所述箱体1的顶部设有箱盖3，所述箱盖3宽度大于箱体1的宽度，所述箱体1的两侧均设置有若干个通风口4，所述箱门2中间设有玻璃板5，用于观察内部环境，没有特殊紧急情况，无需打开箱门；所述箱门2上还设有门把6。
本发明的另一目的是对箱体和箱门材料的改进，具体地，
所述箱体和箱门均按照如下工艺制备而得：
1）将纳米氮化铝和丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入硅烷偶联剂，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚乙烯树脂，搅拌1小时，得到改性聚乙烯树脂；
优选地，所述纳米氮化铝、丝氨酸、硅烷偶联剂以及聚乙烯树脂的质量比为5-9:3-5:1-2:50-70；
优选地，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2）将白石墨添加到相同重量的N-甲基吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，即得改性白石墨；
3）取三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝以及碳纤维，送入反应釜，混合均匀，然后升温至80℃，保温5min，再添加改性聚乙烯树脂和改性白石墨，500rpm搅拌8min得到混合料，将混合料在送入捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，最后进行切割，加工，即得；
优选地，所述三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝、碳纤维、改性聚乙烯树脂以及改性白石墨的质量比为50-80:15-30:12-18:1-2:2-3:2-3:100-150:4-7。
本发明的研究出发点以及所取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明通过在箱门中间设有玻璃板，用于观察内部环境，避免频繁开启箱门造成的安全隐患，并且两侧设置通风孔，能够形成对流，提高热量的分散；
本发明通过在箱体的顶部设有箱盖，并且设置箱盖宽度大于箱体的宽度，避免了雨水淋湿箱体；
本发明着重对箱体和箱门进行了材料改进；
纳米氮化铝粉末导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料，本发明利用纳米材料通过对聚乙烯树脂改性，提高了树脂的导热耐老化以及机械性能，并且提高了无机材料和有机材料的相容性，可保证产品的导热性能好，力学性能好而且成本大大降低；
本发明对石墨进行表面绝缘处理，降低了导电性能，提高了导热耐腐蚀性能和树脂兼容性能；碳纤维具备较好的导电导热性能以及电磁屏蔽功能，结合石墨，防辐射效果更好；次磷酸铈保持了材料的稳定性，增强了材料的防火能力。
本发明通过合理选择原料，调整配伍量，制备的复合材料各方面性能优良，可用于制备配电箱，并且制备工艺简单可行，适合大规模工业化推广应用。
附图说明
图1为本发明配电箱的结构示意图；
图1中：1-箱体，2-箱门，3-箱盖，4-通风口，5-玻璃板，6-门把。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种动力配电箱，包括箱体1以及通过铰链连接在箱体上的箱门2，所述箱体1的顶部设有箱盖3，所述箱盖3宽度大于箱体1的宽度，所述箱体1的两侧均设置有若干个通风口4，所述箱门2中间设有玻璃板5，用于观察内部环境，没有特殊紧急情况，无需打开箱门；所述箱门2上还设有门把6。
所述箱体和箱门均按照如下工艺制备而得：
1）将纳米氮化铝和丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入硅烷偶联剂，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚乙烯树脂，搅拌1小时，得到改性聚乙烯树脂；其中，所述纳米氮化铝、丝氨酸、硅烷偶联剂以及聚乙烯树脂的质量比为5:3:1:50；所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2）将白石墨添加到相同重量的N-甲基吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，即得改性白石墨；
3）取三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝以及碳纤维，送入反应釜，混合均匀，然后升温至80℃，保温5min，再添加改性聚乙烯树脂和改性白石墨，500rpm搅拌8min得到混合料，将混合料在送入捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，最后进行切割，加工，即得；
所述三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝、碳纤维、改性聚乙烯树脂以及改性白石墨的质量比为50:15:12:1:2:2:100:4。
实施例2
如图1所示，一种动力配电箱，包括箱体1以及通过铰链连接在箱体上的箱门2，所述箱体1的顶部设有箱盖3，所述箱盖3宽度大于箱体1的宽度，所述箱体1的两侧均设置有若干个通风口4，所述箱门2中间设有玻璃板5，用于观察内部环境，没有特殊紧急情况，无需打开箱门；所述箱门2上还设有门把6。
所述箱体和箱门均按照如下工艺制备而得：
1）将纳米氮化铝和丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入硅烷偶联剂，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚乙烯树脂，搅拌1小时，得到改性聚乙烯树脂；其中，所述纳米氮化铝、丝氨酸、硅烷偶联剂以及聚乙烯树脂的质量比为9:5:2:70；所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
2）将白石墨添加到相同重量的N-甲基吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，即得改性白石墨；
3）取三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝以及碳纤维，送入反应釜，混合均匀，然后升温至80℃，保温5min，再添加改性聚乙烯树脂和改性白石墨，500rpm搅拌8min得到混合料，将混合料在送入捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，最后进行切割，加工，即得；
所述三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝、碳纤维、改性聚乙烯树脂以及改性白石墨的质量比为80:30:18:2:3:3:150:7。
实施例3
本发明箱体和箱门材料性能测试：
将实施例1制备的材料按测试标准制作标准试片，进行如下性能测试，结果见表1：
表1
项目 单位 结果
阻燃性能 UL94 V0
抗拉强度 MPa 41.4
断裂伸长率 % 179
135℃/168h热老化后抗拉强度变化率 % +2.6
135℃/168h热老化后断裂伸长率变化率 % -4.7
体积电阻率 ×10-15（Ω•cm） 5.76
导热系数 W/mk 1.93
耐压试验（23KV/5min） 不可击穿
实施例4
本发明箱体材料的原料选择对导热系数的影响：以实施例2为例，设置对照组，其中对照组1为：不添加氮化铝，其余同实施例2；对照组2：不添加白石墨和碳纤维，其余同实施例2；对照组3：不添加氮化铝、白石墨以及碳纤维。具体结果见表2：
表2
组别 导热系数W/mk
对照组1 0.64
对照组2 0.77
对照组3 0.15
实施例2 1.86
结论：本发明通过多次试验，选择最佳的导热材料进行配伍，并且进行改性，提高了导热系数以及与有机材料的相容性。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种动力配电箱，包括箱体1以及通过铰链连接在箱体上的箱门2，所述箱体1的顶部设有箱盖3，所述箱盖3宽度大于箱体1的宽度，所述箱体1的两侧均设置有若干个通风口4，所述箱门2中间设有玻璃板5，用于观察内部环境，没有特殊紧急情况，无需打开箱门；所述箱门2上还设有门把6。
2.根据权利要求1所述的动力配电箱，其特征在于，所述箱体1和箱门2均按照如下步骤制备而得：
步骤1）将纳米氮化铝和丝氨酸依次加入到搅拌罐中，边加热边搅拌，待加热至90℃时，加入硅烷偶联剂，维持90℃继续搅拌20min；然后降温至60℃，加入聚乙烯树脂，搅拌1小时，得到改性聚乙烯树脂；
步骤2）将白石墨添加到相同重量的N-甲基吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，即得改性白石墨；
步骤3）取三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝以及碳纤维，送入反应釜，混合均匀，然后升温至80℃，保温5min，再添加改性聚乙烯树脂和改性白石墨，500rpm搅拌8min得到混合料，将混合料在送入捏合机中混炼均匀，得到胶料；再将胶料送入挤出机，通过挤出机将胶料挤入到模具型腔中热压成型，热压冷却后脱模，最后进行切割，加工，即得。
3.根据权利要求2述的动力配电箱，其特征在于，所述步骤1）中，所述纳米氮化铝、丝氨酸、硅烷偶联剂以及聚乙烯树脂的质量比为5-9:3-5:1-2:50-70。
4.根据权利要求2或3述的动力配电箱，其特征在于，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求2或3述的动力配电箱，所述步骤3）中，所述三元乙丙橡胶、聚碳酸酯、聚乙烯醇、次磷酸铈、三聚磷酸铝、碳纤维、改性聚乙烯树脂以及改性白石墨的质量比为50-80:15-30:12-18:1-2:2-3:2-3:100-150:4-7。
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