CN109244865A - 一种带有壳体结构的配电箱 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种带有壳体结构的配电箱，所述壳体包括骨架，所述骨架采用一体式高强度玻璃钢材料制成，在骨架内设有电磁屏蔽层、保温层、绝缘层、防火层；所述骨架的外表面包覆有表面材料，所述电磁屏蔽层包括坡莫合金层和铝板层，所述坡莫合金层和铝板层之间设有电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag‑Ag复合膜和Cu膜。

Description

一种带有壳体结构的配电箱
技术领域
本申请涉及配电箱技术领域，尤其涉及一种带有壳体结构的配电箱。
背景技术
传统的配电箱采用金属材质加工而成，在金属材质的外层通过涂装防腐材料来进行防腐，由于配电箱内多安装有电力线路的控制装置，因此在电路的开关过程中经常会发生放电现象，这就要求配电箱具有良好的绝缘性能，在配电箱发生火灾等事故时能够及时切断电路，保证火灾救火人员的安全。
随着智能电路的升级，配电箱内的控制设备趋向于精密化和集成化，随之而来的问题是这些集成化和精密化的控制装置容易遭受电磁干扰及外界环境的干扰，而传统的配电箱并不能有效解决这些干扰，随着使用寿命的增加，配电箱会出现腐蚀等现象，造成这些智能仪表的使用环境进一步恶劣。
而目前并没有一种新的有效的配电箱壳体结构来解决这个问题。
发明内容
本发明旨在提供一种带有壳体结构的配电箱，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种带有壳体结构的配电箱，所述壳体包括骨架，所述骨架采用一体式高强度玻璃钢材料制成，在骨架内设有电磁屏蔽层、保温层、绝缘层、防火层；所述骨架的外表面包覆有表面材料，所述电磁屏蔽层包括坡莫合金层和铝板层，所述坡莫合金层和铝板层之间设有电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明采用新的壳体材料，且采用中空的骨架结构，在骨架结构上添加不同材料不同功能的结构，来保证整体壳体性能的前提下实现对外界环境温度等、防火性能、绝缘性能、防腐性能等的提升，保证配电箱内部精密元器件的正常工作。
其内部嵌有的感应装置能够实现不同情况下的壳体内温度及电磁状况的监测，并与配电箱内的断路器连接，发生紧急情况时可及时断开电路。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、表面材料；2、骨架；3、坡莫合金层；4、铝板层；5、电磁感应装置；6、保温层；7、绝缘层；8、温度感应装置；9、防火层；10、静电感应装置。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
结合图1，本申请的实施例涉及一种带有壳体结构的配电箱，所述壳体包括骨架2，所述骨架2采用一体式高强度玻璃钢材料制成，在骨架2内设有电磁屏蔽层、保温层6、绝缘层7、防火层9；所述骨架2的外表面包覆有由以下重量份的成份组成的表面材料1，其中抗冲击性聚苯乙烯35～40份、高密度聚乙烯20～25份、硬脂酸5～10份、高强度玻璃纤维10～15份、二氧化硅15～20份、补强剂2～6份、氧化镓1～2份、氧化铊0.5～1份、抗氧剂10102～3份；所述防火层9由以下重量份的成份组成包括ABS树脂66～68份、云母12～14份、氢氧化铝11～14份、二氧化硅6～8份、防老剂4010NA1.2～1.8份、阻燃剂5～10份；所述绝缘层7由聚酯纤维及高强度有机硅玻璃纤维采用经线及纬线编织后作为基料，其上覆盖有交联聚乙烯层。
所述电磁屏蔽层包括坡莫合金层3和铝板层4，所述坡莫合金层3和铝板层4之间设有电磁屏蔽织物(未示出)，该织物具有织物本体，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
优选地，该织物本体为聚酯纤维。
所述表面材料1，其中抗冲击性聚苯乙烯38份、高密度聚乙烯22份、硬脂酸8份、高强度玻璃纤维12份、二氧化硅18份、补强剂5份、氧化镓1.2份、氧化铊0.8份、抗氧剂10102.5份。
所述防火层9由以下重量份的成份组成包括ABS树脂67份、云母13份、氢氧化铝12份、二氧化硅7份、防老剂4010NA1.5份、阻燃剂8份。所述电磁屏蔽层、保温层6、绝缘层7、防火层9均环绕包覆于骨架2。
所述电磁屏蔽层与保温层6之间设有电磁感应装置5，所述电磁感应装置5与配电箱内的断路器连接。所述绝缘层7与防火层9之间设有温度感应装置8，所述温度感应装置8与配电箱内的断路器连接。所述保温层6与绝缘层7之间设有静电感应装置10。所述电磁感应装置5与温度感应装置8、静电感应装置10均采用薄片式传感器作为感应元件。
本发明在使用时，将上述结构固定在骨架2的空间内，由于骨架2采用一体式高强度玻璃钢材料制成，其具有较高的稳定性，其余层结构位于骨架2的内部，并且之间存在一定间隔，所述间隔依据骨架2的厚度设定。
所述防火层9能够预防因电气控制设备短路造成的火灾事故，且与防火层9相邻的温度感应装置8能够感应周围温度，当温度变化范围超出设定范围时，温度感应装置8能够及时通过配电箱内的断路器来实现电力系统的断电。
所述电磁屏蔽层采用薄片的坡莫合金层3和铝板层4复合而成，并且在其中设有电磁屏蔽织物，其能够实现对配电箱外的电磁波进行屏蔽，保证配电箱内的集成式电力控制装置能够正常运行，而不会遭受外界电磁信号的过多干扰。
本发明中所述的绝缘层7能够实现配电箱内的电气控制装置与配电箱进行绝缘防护，有助于保护因意外放电造成的触电事故。本发明中特设有静电感应装置，其能够检测电荷的分布情况，并根据所设定的静电水平来及时预防这种意外的放电事故。
本申请的技术方案采用磁控、电镀和化学镀结合的方案，依次在织物本体表面设有Ag-Ag复合膜和Cu膜，一方面，织物本体与Ag-Ag复合膜及Ag-Ag复合膜与Cu膜结合力较好，能够有效防止薄膜脱落，具有优良的导电性、耐磨性、耐洗性和电磁屏蔽性能；另一方面，外层Cu膜还对内层Ag-Ag复合膜起到保护作用，防止Ag-Ag复合膜氧化；此外，上述的Ag-Ag复合膜和Cu膜成本低，不需要对织物本体进行额外的除油、粗化、活化等处理，操作简单有效。
本申请还涉及一种电磁屏蔽织物的制备过程：
S1、清洗织物本体；
S2、磁控溅射Ag膜；
S3、电镀Ag膜；
S4、化学镀Cu膜；
S1中，具体的，所述清洗织物本体具体为采用超声法清洗织物本体，清洗后，将织物本体烘干；
S2中，具体的，所述磁控溅射Ag膜具体为：将织物本体放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Ag膜，溅射完毕后，将织物本体取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Ag膜的厚度优选为1～2μm；
所述磁控溅射功率为300W。
在磁控溅射过程中，金属离子的轰击会造成织物本体表面温度升高，使得织物表面形成适宜金属薄膜生长的活性位点，进而能够有效增加磁控溅射Ag膜与织物本体的结合力。
S3中，具体的，所述电镀Ag膜具体为：在电镀槽中加入配好的电镀液，以不锈钢板作为不溶性阳极，上述磁控溅射Ag膜后的织物本体作为阴极，进行电镀过程，电镀后的织物本体进行水洗；
具体的，所述电镀液的组成为：硝酸银20g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L；
具体的，所述电镀液的pH值为6～7；
具体的，电镀过程中电流密度为50A/m2；
具体的，所述电镀Ag膜的厚度为1μm。
上述电镀过程是在磁控溅射Ag膜的基础上完成的，该磁控溅射Ag膜的导电性能够引发电镀的顺利进行，从而使得磁控溅射Ag膜与电镀Ag膜结合形成Ag-Ag复合膜，考虑到磁控溅射时间过长及过高的温度会对织物本体产生不利影响，因此，本申请技术方案中，通过将磁控溅射Ag膜与电镀Ag结合，两者结合紧密，结合电阻较小，从而使得该Ag-Ag复合膜具有良好的电磁屏蔽效果，并且，克服了磁控溅射时间过长及过高的温度会对织物本体产生不利影响。采用该Ag-Ag复合膜对于电磁屏蔽的吸收起到了意料不到的有益效果。
S4中，具体的，所述化学镀Cu膜具体为：将上述电镀Ag后的织物本体置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的电磁屏蔽织物；
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
具体的，所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
具体的，所述化学镀铜膜的厚度为3μm。
下面结合具体实施例对本发明做出进一步说明：
实施例1
本实施例中，一种电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，该织物本体为聚酯纤维，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
所述电磁屏蔽织物的制备过程为：
S1、清洗织物本体
采用超声法清洗织物本体，清洗后，将织物本体烘干；
S2、磁控溅射Ag膜
将织物本体放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Ag膜，溅射完毕后，将织物本体取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Ag膜的厚度优选为1μm；
所述磁控溅射功率为300W。
S3、电镀Ag膜；
在电镀槽中加入配好的电镀液，以不锈钢板作为不溶性阳极，上述磁控溅射Ag膜后的织物本体作为阴极，进行电镀过程，电镀后的织物本体进行水洗；
具体的，所述电镀液的组成为：硝酸银20g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L；所述电镀液的pH值为6；电镀过程中电流密度为50A/m2；所述电镀Ag膜的厚度为1μm。
S4、化学镀Cu膜；
将上述电镀Ag后的织物本体置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的电磁屏蔽织物；
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
具体的，所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
具体的，所述化学镀铜膜的厚度为3μm。
测试本实施例所制备的电磁屏蔽织物在电磁波波段为30-1500MHz下的屏蔽效能，得到结果为67dB，电磁屏蔽效果佳；
经洗涤500次后，屏蔽效能下降率为2.2％，具有良好的抗洗涤效果。
实施例2
本实施例中，一种电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，该织物本体为聚酯纤维，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
所述电磁屏蔽织物的制备过程为：
S1、清洗织物本体
采用超声法清洗织物本体，清洗后，将织物本体烘干；
S2、磁控溅射Ag膜
将织物本体放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Ag膜，溅射完毕后，将织物本体取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Ag膜的厚度优选为1.5μm；
所述磁控溅射功率为300W。
S3、电镀Ag膜；
在电镀槽中加入配好的电镀液，以不锈钢板作为不溶性阳极，上述磁控溅射Ag膜后的织物本体作为阴极，进行电镀过程，电镀后的织物本体进行水洗；
具体的，所述电镀液的组成为：硝酸银20g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L；所述电镀液的pH值为6.5；电镀过程中电流密度为50A/m2；所述电镀Ag膜的厚度为1μm。
S4、化学镀Cu膜；
将上述电镀Ag后的织物本体置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的电磁屏蔽织物；
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
具体的，所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
具体的，所述化学镀铜膜的厚度为3μm。
测试本实施例所制备的电磁屏蔽织物在电磁波波段为30-1500MHz下的屏蔽效能，得到结果为58dB；
经洗涤500次后，屏蔽效能下降率为3.7％，具有良好的抗洗涤效果。
实施例3
本实施例中，一种电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，该织物本体为聚酯纤维，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
所述电磁屏蔽织物的制备过程为：
S1、清洗织物本体
采用超声法清洗织物本体，清洗后，将织物本体烘干；
S2、磁控溅射Ag膜
将织物本体放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Ag膜，溅射完毕后，将织物本体取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Ag膜的厚度优选为2μm；
所述磁控溅射功率为300W。
S3、电镀Ag膜；
在电镀槽中加入配好的电镀液，以不锈钢板作为不溶性阳极，上述磁控溅射Ag膜后的织物本体作为阴极，进行电镀过程，电镀后的织物本体进行水洗；
具体的，所述电镀液的组成为：硝酸银20g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L；所述电镀液的pH值为7；电镀过程中电流密度为50A/m2；所述电镀Ag膜的厚度为1μm。
S4、化学镀Cu膜；
将上述电镀Ag后的织物本体置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的电磁屏蔽织物；
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
具体的，所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
具体的，所述化学镀铜膜的厚度为3μm。
测试本实施例所制备的电磁屏蔽织物在电磁波波段为30-1500MHz下的屏蔽效能，得到结果为65dB；
经洗涤500次后，屏蔽效能下降率为3.2％，具有良好的抗洗涤效果。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述壳体包括骨架，所述骨架采用一体式高强度玻璃钢材料制成，在骨架内设有电磁屏蔽层、保温层、绝缘层、防火层；所述骨架的外表面包覆有表面材料，所述电磁屏蔽层包括坡莫合金层和铝板层，所述坡莫合金层和铝板层之间设有电磁屏蔽织物，该织物具有织物本体，其中，在织物本体表面由内而外依次设有Ag-Ag复合膜和Cu膜。
2.根据权利要求1所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，
所述表面材料有如下重量份的成分组成：抗冲击性聚苯乙烯35～40份、高密度聚乙烯20～25份、硬脂酸5～10份、高强度玻璃纤维10～15份、二氧化硅15～20份、补强剂2～6份、氧化镓1～2份、氧化铊0.5～1份、抗氧剂10102～3份；
所述防火层由以下重量份的成份组成包括ABS树脂66～68份、云母12～14份、氢氧化铝11～14份、二氧化硅6～8份、防老剂4010NA1.2～1.8份、阻燃剂5～10份；
所述绝缘层由聚酯纤维及高强度有机硅玻璃纤维采用经线及纬线编织后作为基料，其上覆盖有交联聚乙烯层。
3.根据权利要求2所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述表面材料，其中抗冲击性聚苯乙烯38份、高密度聚乙烯22份、硬脂酸8份、高强度玻璃纤维12份、二氧化硅18份、补强剂5份、氧化镓1.2份、氧化铊0.8份、抗氧剂10102.5份。
4.根据权利要求2所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述防火层由以下重量份的成份组成包括ABS树脂67份、云母13份、氢氧化铝12份、二氧化硅7份、防老剂4010NA1.5份、阻燃剂8份。
5.根据权利要求2所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述电磁屏蔽层、保温层、绝缘层、防火层均环绕包覆于骨架。
6.根据权利要求5所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述电磁屏蔽层与保温层之间设有电磁感应装置，所述电磁感应装置与配电箱内的断路器连接。
7.根据权利要求1所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述织物本体为聚酯纤维。
8.根据权利要求7所述的一种带有壳体结构的配电箱，其特征在于，所述织物的制备过程为：
S1、清洗织物本体
采用超声法清洗织物本体，清洗后，将织物本体烘干；
S2、磁控溅射Ag膜
将织物本体放入磁控溅射仪中，抽真空至1.5×10-5Pa，打开氩气，调节插板阀，以使得压强位于1.5～5.0Pa之间，打开样品自传程序，预溅射15min，然后磁控溅射Ag膜，溅射完毕后，将织物本体取出，采用氮气吹扫；
其中，所述磁控溅射Ag膜的厚度优选为1μm；
所述磁控溅射功率为300W；
S3、电镀Ag膜；
在电镀槽中加入配好的电镀液，以不锈钢板作为不溶性阳极，上述磁控溅射Ag膜后的织物本体作为阴极，进行电镀过程，电镀后的织物本体进行水洗；
具体的，所述电镀液的组成为：硝酸银20g/L，硫代硫酸钠200g/L，焦亚硫酸钾40g/L，醋酸铵20g/L；所述电镀液的pH值为6；电镀过程中电流密度为50A/m2；所述电镀Ag膜的厚度为1μm；
S4、化学镀Cu膜；
将上述电镀Ag后的织物本体置于镀铜液中，于53℃下镀铜，镀铜完毕后用水冲洗，烘干后得到所述的电磁屏蔽织物；
其中，所述化学镀铜液的组成为：五水合硫酸铜5g/L，次亚磷酸钠35g/L，柠檬酸28g/L，七水合硫酸镁0.8g/L，硼酸16g/L，硼氢化钠12g/L；
所述化学镀铜液用氢氧化钠调节镀液的pH为12.5；
所述化学镀铜膜的厚度为3μm。
CN201811116094.3A 2018-09-25 2018-09-25 一种带有壳体结构的配电箱 Pending CN109244865A (zh)

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