CN108879425A - 一种用于电源管理的电源柜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电源管理的电源柜，涉及电源管理技术领域，包括柜体，所述柜体内由上往下均匀设置有若干块横向的分隔板，每块所述分隔板上均设置有电源，所述电源均连接有变压器，所述电源还连接有电压检测装置，本发明可同时向多个用电器提供不同电压的电源，使用方便。本发明还公开了一种用于电源管理的电源柜的制备方法，不仅提高了电源柜的硬度和强度，而且提高了电源柜的韧性，使电源柜的使用寿命延长了22‑26%。

Description

一种用于电源管理的电源柜及其制备方法
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，特别是涉及一种用于电源管理的电源柜及其制备方法。
背景技术
电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的第三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上一次重要的成就之一。随着技术的进步和生活水平的提高，社会各方面对于用电的需求也在逐步增加，而电源是电力系统中最为重要的一部分。电源柜是用于放置电源，并对电源进行管理的装置。现有的电源柜对电源的管理性能较差，功能较为单一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种用于电源管理的电源柜及其制备方法。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种用于电源管理的电源柜，包括柜体，所述柜体内由上往下均匀设置有若干块横向的分隔板，每块所述分隔板上均设置有电源，所述电源均连接有变压器，所述电源还连接有电压检测装置。
进一步地，所述分隔板的下端均设置有散热风机，所述散热风机朝向电源。
前所述的一种用于电源管理的电源柜，分隔板上均匀开设有若干个散热孔。
前所述的一种用于电源管理的电源柜，柜体内设置有温度传感器，所述柜体上设置有报警装置，所述报警装置包括蜂鸣器和信号灯。
前所述的一种用于电源管理的电源柜，该电源柜的组成成分及其质量百分比为：C：0.18-0.25％，Si：0.31-0.35％，Ni：3.8-5.2％，Mg：7.1-7.5％，W：0.22-0.34％，Nb：0.31-0.44％，Ti：1.25-1.66％，CaO:1.33-1.48％,Al：1.9-3.6％，Cr：3.18-3.52％，Zn：0.61-0.69％，V:0.37-0.41％，稀土元素：0.03-0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种用于电源管理的电源柜，该电源柜的组成成分及其质量百分比为：C：0.21％，Si：0.33％，Ni：4.5％，Mg：7.3％，W：0.28％，Nb：0.37％，Ti：1.45％，CaO:1.41％,Al：2.7％，Cr：3.35％，Zn：0.65％，V:0.39％，稀土元素：0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。
前所述的一种用于电源管理的电源柜，稀土元素包括La、Eu、Ce，其质量比为1:2:1。
一种用于电源管理的电源柜的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照电源柜的化学成分配比，称取各组分，得到原料，将除Si、CaO和稀土元素以外的原料加入至非真空感应炉内，将炉内温度调整至1600-1750℃，将炉内的原料熔炼成合金溶液，熔炼过程中持续对炉内原料进行搅拌；
S2：将Si加入至合金溶液中，搅拌3-5min，然后向合金溶液中通入氩气，对合金溶液进行精炼，精炼时间为15-20min；
S3：将合金溶液降温至980-990℃，然后加入CaO，搅拌3-5min，继续对合金溶液进行降温，当合金溶液冷却至720-740℃，将稀土元素加入至合金溶液中，保温静置30-40min，然后对合金溶液进行冷轧得到合金钢材；
S4：将合金钢材加热至845-860℃，然后进行淬火，淬火完成后进行零下60℃至零下80℃冷处理，处理时间为2-4h，冷处理完成后恢复至室温，然后将合金钢材加热至170-190℃，进行低温回火，回火时间为2-4h，然后随炉冷却至室温，再将合金钢材加热至130-160℃，进行二次回火，保温5-10h后冷却至室温；
S5：将合金钢材进行锻造、弯折、焊接等工序，形成电源柜；
S6：对制得的电源柜进行超声波探伤，检查电源柜内部是否有裂痕，检验合格的进行打磨、清洗，包装入库。
前所述的一种用于电源管理的电源柜的制备方法，S4中淬火采用油冷淬火。
前所述的一种用于电源管理的电源柜的制备方法，S4中淬火时的降温速率为55-70℃/min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明在柜体内设置多块分隔板，每个分隔板上均设置有电源，且每个电源均连接有变压器，使电源柜可同时向多个用电器提供不同电压的电源，使用方便；每个电源还连接有电压检测装置，可实时检测电源的电压；在每个分隔板的下端还设置有散热风机，通过散热风机向电源送风实现对电源的降温，避免电源长时间处于高温工作环境下而影响到电源的正常工作和使用寿命；又在每个分隔板上开设有若干个散热孔，增大了散热面积，从而提高了电源的散热效率；
(2)本发明在柜体内设置有温度传感器，可实时采集柜体内的温度信号，便于操作人员进行监控；在柜体上还设置有报警装置，当柜体内温度过高时，报警装置工作，进行声光报警，提醒操作人员进行检修；
(3)本发明在电源柜的原料中加入C，形成合金后以Fe3C的形式存在于合金中，有效提高了合金的硬度和强度，还可以与Nb反应形成NbC，起到细化晶粒的作用，使合金具有更高的强度、硬度、塑性和韧性，从而使电源柜的机械性能提高16-18％，另外，C还可与加入的W在高温熔炼下形成碳化钨，进一步提高电源柜的硬度和耐磨性能；加入Ni、Cr元素，在熔炼后会在电缆桥架表面形成致密且致密性很强的非晶态晶石型氧化物保护膜，可阻止大气中氧和水向合金基体渗入，从而使电源柜的耐腐蚀性能提高12-15％；
(4)本发明在熔炼后合金溶液进行结晶时加入Si，作为液态金属中的杂质而成为金属中的外来晶核，进行自发形核，从而细化了晶粒，细晶粒受到外力发生塑性变形后可分散在更多的晶粒内进行，使塑性变形更为均匀，应力集中小，不仅提高了电源柜的强度和硬度，同时提高了电源柜的塑性和韧性；
(5)本发明在合金溶液降温过程中加入CaO，作为不溶于基体金属的超细第二相强化金属材料，均布分布在基体金属中不仅可显著提高合金的强度和硬度，而且合金的塑性和韧性基本不发生变化，提高了电源柜的强度；
(6)本发明先对制得的合金钢材进行淬火处理，使合金获得高硬度、高耐磨性的马氏体组织，淬火后进行冷处理，可显著降低材料中残余奥氏体的含量，消除因组织演变而导致尺寸变化，使电源柜的强度提高22-24％，冷处理后进行低温回火，防止合金钢材出现开裂，低温回火后进行二次回火，避免一次回火无法完全消除的残留应力在磨削加工后重新分布而造成合金钢材的尺寸变化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为电源柜的正视图；
图3为分隔板的俯视图；
其中：1、柜体；2、分隔板；3、电源；4、变压器；5、电压检测装置；6、散热风机；7、散热孔；8、温度传感器；9、报警装置；10、显示屏。
具体实施方式
为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种用于电源管理的电源柜，包括柜体1，柜体1内由上往下均匀设置有三块横向的分隔板2，每块分隔板2上均放置有电源3，电源3均连接有变压器4，可改变电源3的电压，然后输送至用电器。电源3还连接有电压检测装置5，可实时检测电源3的电压，然后将检测到的电压信号传输至控制器，由控制器显示在柜体1的显示屏10上，供操作人员进行监控。
在每块分隔板2的下端均安装有散热风机6，散热风机6朝向电源3的易发热部件，散热风机6与控制器电连接，由控制器控制开启和关闭。每块分隔板2上均开设有若干个散热孔7。
在柜体1内安装有温度传感器8，在柜体1上还安装有蜂鸣器和信号灯，温度传感器8、蜂鸣器和信号灯均与控制器电连接，温度传感器8可实时采集柜体1内的温度信号，然后传输至控制器，控制器将模拟信号转化成数字信号后显示在显示屏10上。当柜体1内温度超过预先设定值时，控制器控制蜂鸣器和信号灯工作，进行声光报警，提醒操作人员进行检修。
本实施例中电源柜的组成成分及其质量百分比为：C：0.18％，Si：0.31％，Ni：3.8％，Mg：7.1％，W：0.22％，Nb：0.31％，Ti：1.25％，CaO:1.33％,Al：1.9％，Cr：3.18％，Zn：0.61％，V:0.37％，稀土元素：0.03％，余量为Fe和不可避免的杂质。其中，稀土元素包括La、Eu、Ce，其质量比为1:2:1。
本实施例还提供了一种用于电源管理的电源柜的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照电源柜的化学成分配比，称取各组分，得到原料，将除Si、CaO和稀土元素以外的原料加入至非真空感应炉内，将炉内温度调整至1600℃，将炉内的原料熔炼成合金溶液，熔炼过程中持续对炉内原料进行搅拌；
S2：将Si加入至合金溶液中，搅拌3min，然后向合金溶液中通入氩气，对合金溶液进行精炼，精炼时间为15min；
S3：将合金溶液降温至980℃，然后加入CaO，搅拌3min，继续对合金溶液进行降温，当合金溶液冷却至720℃，将稀土元素加入至合金溶液中，保温静置30min，然后对合金溶液进行冷轧得到合金钢材；
S4：将合金钢材加热至845℃，然后采用油冷淬火进行淬火，降温速率为55℃/min，淬火完成后进行零下60℃冷处理，处理时间为2h，冷处理完成后恢复至室温，然后将合金钢材加热至170℃，进行低温回火，回火时间为2h，然后随炉冷却至室温，再将合金钢材加热至130℃，进行二次回火，保温5h后冷却至室温；
S5：将合金钢材进行锻造、弯折、焊接等工序，形成电源柜；
S6：对制得的电源柜进行超声波探伤，检查电源柜内部是否有裂痕，检验合格的进行打磨、清洗，包装入库。
实施例2
本实施例提供了一种用于电源管理的电源柜，包括柜体1，柜体1内由上往下均匀设置有三块横向的分隔板2，每块分隔板2上均放置有电源3，电源3均连接有变压器4，可改变电源3的电压，然后输送至用电器。电源3还连接有电压检测装置5，可实时检测电源3的电压，然后将检测到的电压信号传输至控制器，由控制器显示在柜体1的显示屏10上，供操作人员进行监控。
在每块分隔板2的下端均安装有散热风机6，散热风机6朝向电源3的易发热部件，散热风机6与控制器电连接，由控制器控制开启和关闭。每块分隔板2上均开设有若干个散热孔7。
在柜体1内安装有温度传感器8，在柜体1上还安装有蜂鸣器和信号灯，温度传感器8、蜂鸣器和信号灯均与控制器电连接，温度传感器8可实时采集柜体1内的温度信号，然后传输至控制器，控制器将模拟信号转化成数字信号后显示在显示屏10上。当柜体1内温度超过预先设定值时，控制器控制蜂鸣器和信号灯工作，进行声光报警，提醒操作人员进行检修。
本实施例中电源柜的组成成分及其质量百分比为：C：0.25％，Si：0.35％，Ni：5.2％，Mg：7.5％，W：0.34％，Nb：0.44％，Ti：1.66％，CaO:1.48％,Al：3.6％，Cr：3.52％，Zn：0.69％，V:0.41％，稀土元素：0.05％，余量为Fe和不可避免的杂质。其中，稀土元素包括La、Eu、Ce，其质量比为1:2:1。
本实施例还提供了一种用于电源管理的电源柜的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照电源柜的化学成分配比，称取各组分，得到原料，将除Si、CaO和稀土元素以外的原料加入至非真空感应炉内，将炉内温度调整至1750℃，将炉内的原料熔炼成合金溶液，熔炼过程中持续对炉内原料进行搅拌；
S2：将Si加入至合金溶液中，搅拌5min，然后向合金溶液中通入氩气，对合金溶液进行精炼，精炼时间为20min；
S3：将合金溶液降温至990℃，然后加入CaO，搅拌5min，继续对合金溶液进行降温，当合金溶液冷却至740℃，将稀土元素加入至合金溶液中，保温静置40min，然后对合金溶液进行冷轧得到合金钢材；
S4：将合金钢材加热至860℃，然后采用油冷淬火进行淬火，降温速率为70℃/min，淬火完成后进行零下80℃冷处理，处理时间为4h，冷处理完成后恢复至室温，然后将合金钢材加热至190℃，进行低温回火，回火时间为4h，然后随炉冷却至室温，再将合金钢材加热至160℃，进行二次回火，保温10h后冷却至室温；
S5：将合金钢材进行锻造、弯折、焊接等工序，形成电源柜；
S6：对制得的电源柜进行超声波探伤，检查电源柜内部是否有裂痕，检验合格的进行打磨、清洗，包装入库。
实施例3
本实施例提供了一种用于电源管理的电源柜，包括柜体1，柜体1内由上往下均匀设置有三块横向的分隔板2，每块分隔板2上均放置有电源3，电源3均连接有变压器4，可改变电源3的电压，然后输送至用电器。电源3还连接有电压检测装置5，可实时检测电源3的电压，然后将检测到的电压信号传输至控制器，由控制器显示在柜体1的显示屏10上，供操作人员进行监控。
在每块分隔板2的下端均安装有散热风机6，散热风机6朝向电源3的易发热部件，散热风机6与控制器电连接，由控制器控制开启和关闭。每块分隔板2上均开设有若干个散热孔7。
在柜体1内安装有温度传感器8，在柜体1上还安装有蜂鸣器和信号灯，温度传感器8、蜂鸣器和信号灯均与控制器电连接，温度传感器8可实时采集柜体1内的温度信号，然后传输至控制器，控制器将模拟信号转化成数字信号后显示在显示屏10上。当柜体1内温度超过预先设定值时，控制器控制蜂鸣器和信号灯工作，进行声光报警，提醒操作人员进行检修。
本实施例中电源柜的组成成分及其质量百分比为：C：0.21％，Si：0.33％，Ni：4.5％，Mg：7.3％，W：0.28％，Nb：0.37％，Ti：1.45％，CaO:1.41％,Al：2.7％，Cr：3.35％，Zn：0.65％，V:0.39％，稀土元素：0.04％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例还提供了一种用于电源管理的电源柜的制备方法，包括以下步骤：
S1：按照电源柜的化学成分配比，称取各组分，得到原料，将除Si、CaO和稀土元素以外的原料加入至非真空感应炉内，将炉内温度调整至1680℃，将炉内的原料熔炼成合金溶液，熔炼过程中持续对炉内原料进行搅拌；
S2：将Si加入至合金溶液中，搅拌4min，然后向合金溶液中通入氩气，对合金溶液进行精炼，精炼时间为18min；
S3：将合金溶液降温至985℃，然后加入CaO，搅拌4min，继续对合金溶液进行降温，当合金溶液冷却至730℃，将稀土元素加入至合金溶液中，保温静置35min，然后对合金溶液进行冷轧得到合金钢材；
S4：将合金钢材加热至850℃，然后采用油冷淬火进行淬火，降温速率为60℃/min，淬火完成后进行零下70℃冷处理，处理时间为3h，冷处理完成后恢复至室温，然后将合金钢材加热至180℃，进行低温回火，回火时间为3h，然后随炉冷却至室温，再将合金钢材加热至145℃，进行二次回火，保温8h后冷却至室温；
S5：将合金钢材进行锻造、弯折、焊接等工序，形成电源柜；
S6：对制得的电源3柜进行超声波探伤，检查电源柜内部是否有裂痕，检验合格的进行打磨、清洗，包装入库。
对比例：市售浙江开喜电气成套有限公司生产的电源柜。
将实施例1-实施例3与对比例进行性能对比试验，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
试验项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
布氏硬度/MPa 224 226 231 218
抗拉强度/MPa 358 362 367 346
断后伸长率/％ 26.3 25.7 26.9 25.4
疲劳强度/MPa 256.7 256.1 257.4 255.6
表1
由表1可以看出，实施例1-实施例3制得的电源柜，不管是布氏硬度、抗拉强度，还是疲劳强度均高于对比例，且断后伸长率也高于对比例。由此可以看出，本发明制备的用于电源管理的电源柜，机械性能明显高于现有的电源柜，使用寿命可延长22-26％。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电源管理的电源柜，包括柜体(1)，其特征在于：所述柜体(1)内由上往下均匀设置有若干块横向的分隔板(2)，每块所述分隔板(2)上均设置有电源(3)，所述电源(3)均连接有变压器(4)，所述电源(3)还连接有电压检测装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：所述分隔板(2)的下端均设置有散热风机(6)，所述散热风机(6)朝向电源(3)。
3.根据权利要求1所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：所述分隔板(2)上均匀开设有若干个散热孔(7)。
4.根据权利要求1所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：所述柜体(1)内设置有温度传感器(8)，所述柜体(1)上设置有报警装置(9)，所述报警装置(9)包括蜂鸣器和信号灯。
5.根据权利要求1所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：该电源柜的组成成分及其质量百分比为： C：0.18-0.25%，Si：0.31-0.35%，Ni：3.8-5.2%，Mg：7.1-7.5%，W：0.22-0.34%，Nb：0.31-0.44%，Ti：1.25-1.66%，CaO:1.33-1.48%,Al：1.9-3.6%，Cr：3.18-3.52%，Zn：0.61-0.69%， V:0.37-0.41%，稀土元素：0.03-0.05%，余量为Fe和不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：该电源柜的组成成分及其质量百分比为： C：0.21%，Si：0.33%，Ni：4.5%，Mg：7.3%，W：0.28%，Nb：0.37%，Ti：1.45%，CaO:1.41%,Al：2.7%，Cr：3.35%，Zn：0.65%， V:0.39%，稀土元素：0.04%，余量为Fe和不可避免的杂质。
7.根据权利要求5或6所述的一种用于电源管理的电源柜，其特征在于：所述稀土元素包括La、Eu、Ce，其质量比为1:2:1。
8.一种如权利要求1所述的用于电源管理的电源柜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：按照电源柜的化学成分配比，称取各组分，得到原料，将除Si、CaO和稀土元素以外的原料加入至非真空感应炉内，将炉内温度调整至1600-1750℃，将炉内的原料熔炼成合金溶液，熔炼过程中持续对炉内原料进行搅拌；
S2：将Si加入至合金溶液中，搅拌3-5min，然后向合金溶液中通入氩气，对合金溶液进行精炼，精炼时间为15-20min；
S3：将合金溶液降温至980-990℃，然后加入CaO，搅拌3-5min，继续对合金溶液进行降温，当合金溶液冷却至720-740℃，将稀土元素加入至合金溶液中，保温静置30-40min，然后对合金溶液进行冷轧得到合金钢材；
S4：将合金钢材加热至845-860℃，然后进行淬火，淬火完成后进行零下60℃至零下80℃冷处理，处理时间为2-4h，冷处理完成后恢复至室温，然后将合金钢材加热至170-190℃，进行低温回火，回火时间为2-4h，然后随炉冷却至室温，再将合金钢材加热至130-160℃，进行二次回火，保温5-10h后冷却至室温；
S5：将合金钢材进行锻造、弯折、焊接等工序，形成电源柜；
S6：对制得的电源柜进行超声波探伤，检查电源柜内部是否有裂痕，检验合格的进行打磨、清洗，包装入库。
9.根据权利要求8所述的一种用于电源管理的电源柜的制备方法，其特征在于：所述S4中淬火采用油冷淬火。
10.根据权利要求8所述的一种用于电源管理的电源柜的制备方法，其特征在于：所述S4中淬火时的降温速率为55-70℃/min。
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