CN107425421A - 具有高安全性能的高压开关柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高安全性能的高压开关柜，包括：高压开关柜柜体、设置于所述高压开关柜柜体内的温度传感器、湿度传感器、电流检测器、总开关、控制器、制冷器、除湿器及设置在所述高压开关柜柜体外壁上的显示屏与报警器；所述高压开关柜柜体包括钢板层、设置在所述钢板层外侧的耐候保护层、设置在所述钢板层内侧的绝缘层及设置在所述绝缘层内侧的中空层。本发明的具有高安全性能的高压开关柜，能对高压开关柜柜体内的温度、湿度及电流情况进行实时监测与控制，能极大提高高压开关柜的安全性能；通过设置绝缘层和耐候保护层，能提高高压开关柜本体的绝缘性能耐候耐腐性、韧性和刚度，提高高压开关柜的安全性能。

Description

具有高安全性能的高压开关柜
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种具有高安全性能的高压开关柜。
背景技术
高压开关柜是电力系统中的重要装置，在各个行业中广泛使用。高压开关柜中散热元件多，温度普遍较高，对散热性能的要求较高，而由于其中的电子元件多，对湿度的要求很高，另外，高压开关柜的绝缘性能的好坏直接影响其安全性能；且由于高压开关柜常要在户外使用，其外壳极易腐蚀而损坏。但现有的高压开关柜缺少对柜体内的温度、湿度及电流情况进行实时监测和控制的功能，且现有的高压开关柜绝缘性能和耐候性能普遍较差，其安全性能低，存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有高安全性能的高压开关柜。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有高安全性能的高压开关柜，包括：高压开关柜柜体、设置于所述高压开关柜柜体内的温度传感器、湿度传感器、电流检测器、总开关、控制器、制冷器、除湿器及设置在所述高压开关柜柜体外壁上的显示屏与报警器；
所述高压开关柜柜体包括钢板层、设置在所述钢板层外侧的耐候保护层、设置在所述钢板层内侧的绝缘层及设置在所述绝缘层内侧的中空层，
所述绝缘层包括以下重量份的材料：
优选的是，所述耐候保护层包括以下重量份的材料：
优选的是，所述绝缘层包括以下重量份的材料：
优选的是，所述耐候保护层包括以下重量份的材料：
优选的是，所述中空层的层壁为聚氯乙烯材料，所述中空层内填充有压缩氮气。
优选的是，所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器、总开关、制冷器、除湿器、显示屏和报警器均与所述控制器电连接。
优选的是，温度传感器、湿度传感器、电流检测器均与所述显示屏电连接，所述温度传感器检测高压开关柜柜体内的温度，所述湿度传感器检测高压开关柜柜体内的湿度，电流检测器检测流经所述总开关的电流情况，所述显示屏显示所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器的检测结果。
优选的是，所述控制器根据所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器的检测结果控制所述制冷器、除湿器、总开关和报警器的工作。
优选的是，所述控制器上还设置有通讯模块。
优选的是，所述高压开关柜柜体底部设置有减震弹簧，所述减震弹簧底部连接有支脚。
本发明的有益效果是：本发明的具有高安全性能的高压开关柜，能对高压开关柜柜体内的温度、湿度及电流情况进行实时监测与控制，能极大提高高压开关柜的安全性能；通过设置具有高绝缘性能和机械强度的绝缘层，能提高高压开关柜本体的绝缘性能和强度；通过设置耐候保护层，能提高高压开关柜柜体的耐候耐腐性、韧性和刚度，能进一步提高高压开关柜的安全性能，延长高压开关柜的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的具有高安全性能的高压开关柜的结构示意图；
图2为本发明的高压开关柜柜体厚度方向的剖视图。
附图标记说明：
1—高压开关柜柜体；2—温度传感器；3—湿度传感器；4—电流检测器；5—总开关；6—控制器；7—制冷器；8—除湿器；9—显示屏；10—报警器；11—耐候保护层；12—钢板层；13—绝缘层；14—中空层；15—减震弹簧；16—支脚。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1-2所示，本实施例的一种具有高安全性能的高压开关柜，包括：高压开关柜柜体1、设置于高压开关柜柜体1内的温度传感器2、湿度传感器3、电流检测器4、总开关5、控制器6、制冷器7、除湿器8及设置在高压开关柜柜体1外壁上的显示屏9与报警器10；
高压开关柜柜体1包括钢板层12、设置在钢板层12外侧的耐候保护层11、设置在钢板层12内侧的绝缘层13及设置在绝缘层13内侧的中空层14。
耐候保护层11、钢板层12、绝缘层13和中空层14之间通过粘结剂粘结固定。
绝缘层13包括以下重量份的材料：
其中，有机硅树脂和聚酯丙烯酸树脂具有很好的绝缘性能和机械强度；纳米氧化氧化铝粉和玻璃纤维粉复合添加，产生协同效应，能有效提高绝缘层13的硬度、强度和绝缘性能；云母粉得添加能进一步提高绝缘层13的韧性、绝缘性和耐高温性能，竹纤维粉的添加能提高绝缘层13的机械强度。将纳米氧化氧化铝粉、玻璃纤维粉、竹纤维粉和云母粉复配添加到有机硅树脂和聚酯丙烯酸树脂的混合物中制得绝缘层13，能极大提高绝缘层13的绝缘性能和机械强度。从而能提高高压开关柜本体的安全性能。
以下提供绝缘层13的一种制备方法：
将有机硅树脂和聚酯丙烯酸树脂加入搅拌机中，控制温度为50-110℃，
搅拌2-5小时，再加入玻璃纤维粉、纳米氧化氧化铝粉、竹纤维粉和云母粉，继续搅拌1.5-4小时后得到混合材料，将得到的混合材料压制成层得到绝缘层13。将绝缘层13与钢板层12粘结固定即可。
以下提供具体实施例：
实施例1
绝缘层包括以下重量份的材料：
实施例2
绝缘层包括以下重量份的材料：
实施例3
绝缘层包括以下重量份的材料：
以下对实施例1-3得到的绝缘层进行性能测试，测试结果如下表1所示：
从测试结果可以看出，本发明提供的实施例1-3制得的绝缘层具有很强的绝缘性能和抗冲击强度。
耐候保护层11包括以下重量份的材料：
其中，聚偏氟乙烯具有耐候、强韧性、低摩擦系数、耐腐蚀性强、耐老化性等特点；氯化聚乙烯具有优良的耐侯性、耐老化性能且与其它高分子材料具有良好的相容性；双酚A环氧树脂，环氧树脂的添加能提高材料整体的耐候性能；聚烯烃弹性体具有很高的抗冲击性能；聚偏氟乙烯、氯化聚乙烯、双酚A环氧树脂和聚烯烃弹性体复配使用，能产生协同效应，能有效提高耐候保护层11的耐候性能、耐腐蚀性能和强度。超细玻璃棉具有体质轻、导热系数低、热绝缘性能好、耐腐蚀、耐热的突出优点；纳米二氧化硅气凝胶能显著提高材料的隔热性能和抗拉及抗压强度，能提高耐候保护层11的耐候性能、强度和隔热性能；纳米碳化硼具有密度低、强度大、高温稳定性强以及化学稳定性好的特点，纳米碳化硼的添加可增强制得的材料的机械强度与高温稳定性。超细玻璃棉、纳米二氧化硅气凝胶和纳米碳化硼复配添加到原料中，产生协同效应，能极大提高制得的耐候保护层11的耐腐、耐热、耐候性能及机械强度。由以上配方制得的耐候保护层11，强度高、韧性好、耐候、耐腐性能强，能对高压开关柜柜体1形成很好的保护，提高高压开关柜柜体1的安全性能。
以下提供耐候保护层11的一种制备方法：
将聚偏氟乙烯、氯化聚乙烯、双酚A环氧树脂和聚烯烃弹性体加入搅拌机中，控制温度为50-110℃，搅拌2-5小时；再加入超细玻璃棉、纳米二氧化硅气凝胶和纳米碳化硼，继续搅拌1.5-4小时后得到混合材料，将得到的混合材料压制成层得到耐候保护层11。将绝缘层13与钢板层12粘结固定即可。
以下提供具体实施例
实施例I
耐候保护层包括以下重量份的材料：
实施例II
耐候保护层包括以下重量份的材料：
实施例III
耐候保护层包括以下重量份的材料：
以下对实施例I-III得到的绝缘层进行性能测试，测试结果如下表2所示：
耐候保护层 实施例1 实施例2 实施例3
抗冲击强度/KJ/m2 125 135 132
弯曲模量/MPa 1200 1100 1115
体积电阻系数/Ω·m 3*108 3*108 3*108
由测试结果可以看出，本发明提供的实施例I-III制得的耐候保护层具有优异的机械性能，能对高压开关柜形成很好的保护。
中空层14的层壁为聚氯乙烯材料，中空层14内填充有压缩氮气。中空层14能有效提高高压开关柜柜体1的阻燃性能。
温度传感器2、湿度传感器3、电流检测器4、制冷器7、除湿器8、显示屏9和报警器10均与控制器6电连接。温度传感器2、湿度传感器3、电流检测器4均与显示屏9电连接，温度传感器2检测高压开关柜柜体1内的温度，湿度传感器3检测高压开关柜柜体1内的湿度，电流检测器4检测流经总开关5的电流情况，显示屏9显示温度传感器2、湿度传感器3、电流检测器4的检测结果。
控制器6根据温度传感器2、湿度传感器3、电流检测器4的检测结果控制制冷器7、除湿器8和报警器10的工作。具体的，当温度传感器2检测到高压开关柜柜体1内的温度超过预设值时，控制器6控制报警器10报警，同时控制启动制冷器7，对高压开关柜柜体1内进行降温，直至温度达到允许范围；当湿度传感器3检测到高压开关柜柜体1内的湿度度超过预设值时，控制器6控制报警器10报警，同时控制启动除湿器8，对高压开关柜柜体1内进行除湿，直至湿度达到允许范围；当电流检测器4检测到经过总开关5的电流异常时，控制器6控制报警器10报警，同时控制切断总开关5，以防止安全事故发生。从而对高压开关柜柜体1内的温度、湿度及电流情况进行实时检测与控制，能极大提高高压开关柜的安全性能。
控制器6上还设置有通讯模块。通讯模块用于与外部的上位机进行通讯，以利用上位机对控制器6进行控制和记录。
高压开关柜柜体1底部设置有减震弹簧15，减震弹簧15底部连接有支脚16。减震弹簧15能提高高压开关柜柜体1的抗震性能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，包括：高压开关柜柜体、设置于所述高压开关柜柜体内的温度传感器、湿度传感器、电流检测器、总开关、控制器、制冷器、除湿器及设置在所述高压开关柜柜体外壁上的显示屏与报警器；
所述高压开关柜柜体包括钢板层、设置在所述钢板层外侧的耐候保护层、设置在所述钢板层内侧的绝缘层及设置在所述绝缘层内侧的中空层；
所述绝缘层包括以下重量份的材料：
2.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述耐候保护层包括以下重量份的材料：
3.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述绝缘层包括以下重量份的材料：
4.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述耐候保护层包括以下重量份的材料：
5.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述中空层的层壁为聚氯乙烯材料，所述中空层内填充有压缩氮气。
6.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器、总开关、制冷器、除湿器、显示屏和报警器均与所述控制器电连接。
7.根据权利要求6所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，温度传感器、湿度传感器、电流检测器均与所述显示屏电连接，所述温度传感器检测高压开关柜柜体内的温度，所述湿度传感器检测高压开关柜柜体内的湿度，电流检测器检测流经所述总开关的电流情况，所述显示屏显示所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器的检测结果。
8.根据权利要求7所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述控制器根据所述温度传感器、湿度传感器、电流检测器的检测结果控制所述制冷器、除湿器、总开关和报警器的工作。
9.根据权利要求8所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述控制器上还设置有通讯模块。
10.根据权利要求1所述的具有高安全性能的高压开关柜，其特征在于，所述高压开关柜柜体底部设置有减震弹簧，所述减震弹簧底部连接有支脚。
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