一种智能紧凑型通风地埋式变电站
技术领域
本发明涉及电气设备领域,特别涉及一种智能紧凑型通风地埋式变电站。
背景技术
相比传统箱式变电站(简称“箱变”),地埋式变电站将装有高压柜、低压柜和变电站等电器设备的箱体完全置于地下;地埋式变电站具有环保、噪音小和不占用地上面积等优点,故现已得到广泛的应用。
地埋式变电站的箱体置于地下,对于密封性和通风散热性能的要求均比较高,故现有的地埋式变电站通常采用风箱加风扇的方式来对箱体进行通风散热,这种通风方式比较简单,而且风箱通常设置于地表,故通入箱体的空气也比较热,散热效果有限。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种智能紧凑型通风地埋式变电站,旨在解决现有地埋式变电站所采用的通风散热方式比较简单,散热效果有限的问题。
为实现上述目的,本发明提出的技术方案是:
一种智能紧凑型通风地埋式变电站,包括箱体,所述变电站还包括进风总管和出风总管;所述进风总管竖向设置,所述进风总管的上端呈倒立“U”型,所述进风总管的下端呈“U”型;所述出风总管同样竖向设置,所述出风总管的上端呈倒立“U”型,所述出风总管的下端呈“U”型;所述进风总管的竖向高度高于所述出风总管;
所述箱体包括顶壁和多个周向设置的侧壁;一所述侧壁上开设有出风口,所述出风口靠近所述顶壁设置;所述出风总管的下端出口连通于所述出风口;
所述箱体还包括下底壁,所述箱体内部位于所述下底壁上方设置有平行于所述下底壁的上底壁;所述下底壁和所述上底壁之间形成夹层,且所述变电站内所有的电气设备均置于所述上底壁之上;
所述上底壁均匀开设有多个通风小孔;开设有所述出风口的所述侧壁相对的另一所述侧壁上开设有连通所述夹层的进风口;所述进风总管的下端出口连通设置有环绕风管;所述环绕风管向下倾斜环绕于所述箱体设置;所述环绕风管的末端连通所述进风口;
所述进风总管的上端U型管的开口处连通设置有进风轴流风机;所述进风轴流风机的风向设置为使空气从外界进入所述进风总管;所述进风轴流风机与地表的垂直距离设置为不小于100cm;所述出风总管的上端U型管的开口处连通设置有出风轴流风机;所述出风轴流风机的风向设置为使空气从所述出风总管进入外界。
优选的,所述进风总管的下端U型管贴合于开设有所述进风口的所述侧壁设置;所述出风总管的下端U型管贴合于开设有所述出风口的所述侧壁设置;所述进风轴流风机的进风端罩设有进风格栅;所述出风轴流风机的出风端罩设有出风格栅;
所述环绕风管贴合于所述侧壁的外表面设置;所述环绕风管的环绕所述箱体多圈设置;
所述环绕风管为不锈钢圆管,且管内设置有均为金属材质的横翅片和纵翅片;所述横翅片和所述纵翅片均沿所述环绕风管延伸设置;所述横翅片的数量为多片,且相邻的横翅片平行设置;所述横翅片的两侧均与所述环绕风管的内壁连接;所述纵翅片的数量同样为多片,且相邻的所述纵翅片平行设置;所述纵翅片的两侧与相邻的所述横翅片连接,且所述纵翅片垂直于所述横翅片;
所述环绕风管的外壁连接设置有金属材质的换热翅片;所述换热翅片设置于所述环绕风管的远离所述侧壁的一侧,且所述换热翅片垂直于所述环绕风管的延伸方向;所述换热翅片的数量为多片。
优选的,所述环绕风管的管径设置为5~10cm;相邻的所述横翅片之间距离设置为1~2cm;相邻的所述纵翅片之间的距离设置为2~3cm。
优选的,所述箱体内设置有开关柜和变压器;所述开关柜和所述变压器均置于所述上底壁上;
所述通风小孔的开设位置避开所述开关柜和所述上底壁的接触面以及所述变压器和所述上底壁的接触面;
所述夹层内还设置有排水泵;所述排水泵的进水端靠近所述下底壁设置,且所述排水泵的进水端与所述下底壁的上表面之间的垂直距离设置为不超过1cm;所述排水泵的出水端连通设置有排水管;所述排水管密封穿设于所述下底壁并通向市政下水道。
优选的,所述夹层内还设置有加压轴流风机;所述加压轴流风机的进风端连通所述进风口;所述加压轴流风机的出风端竖直朝上;所述加压轴流风机的最下端与所述下底壁的上表面之间垂直距离不小于3cm;且所述加压轴流风机的出风端与所述下底壁的上表面之间的垂直距离不小于15cm。
优选的,所述夹层的层高设置为不超过30cm;所述上底壁和所述下底壁之间连接设置多根支撑柱;多根所述支撑柱均匀设置于所述上底壁和所述下底壁之间。
优选的,所述进风总管的下端出口和所述环绕风管之间还连通设置有三通阀;所述三通阀的进口端连通所述进风总管的下端出口,所述三通阀的第一出口连通所述环绕风管,所述三通阀的第二出口连通设置有进风管;
设置有所述进风口的所述侧壁上还开设有上进风口;所述上进风口靠近所述顶壁设置;所述进风管的另一端连通于所述上进风口。
优选的,所述三通阀为电控三通阀;所述夹层内设置有液位传感器;所述箱体内设置有温度传感器和控制器;所述进风总管的中段内设置有无线通信器;所述液位传感器、所述温度传感器和所述无线通信器均与所述控制器通信连接;所述加压轴流风机、所述三通阀和所述排水泵均与所述控制器控制连接。
优选的,所述进风总管的下端U型管的底部连通设置有进风集水管;所述出风总管的下端U型管的底部连通设置有出风集水管;开设有所述进风口的所述侧壁还开设有连通所述夹层的进风集水孔;开设有所述出风口的所述侧壁还开设有连通所述夹层的出风集水孔;所述进风集水管的另一端连通于所述进风集水孔;所述出风集水管的另一端连通于所述出风集水孔。
优选的,所述顶壁开设有供工作人员进出的出入口;所述顶壁的外表面铰接设置有能密封盖住所述进出口的密封盖板。
与现有技术相比,本发明至少具备以下有益效果:
通过上述技术方案,本发明提出的智能紧凑型通风地埋式变电站将箱体下部设置夹层,将进风总管设置于高出地面一定距离,避免了吸入地表的较热空气,外界空气经进风总管进入环绕风管,因环绕风管环绕箱体设置,其路径较长,能充分利用地下温度较低的土壤与环绕风管内的流动的空气进行冷却降温,使得进入夹层内的空气温度更低,空气进入夹层后从通风小孔进入箱体内,因通风小孔遍布整个下底壁,故空气能比较均匀的进入箱体,能够对箱体内各处位置均进行良好的通风散热;故本发明提出的智能紧凑型通风地埋式变电站具备更佳的通风散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种智能紧凑型通风地埋式变电站一实施例的外观立体结构示意图;
图2为本发明一种智能紧凑型通风地埋式变电站一实施例的正面内部结构示意图;
图3为本发明一种智能紧凑型通风地埋式变电站一实施例的环绕风管的部分结构示意图。
附图标号说明:
标号 |
名称 |
标号 |
名称 |
100 |
箱体 |
320 |
出风格栅 |
110 |
顶壁 |
330 |
出风集水管 |
120 |
侧壁 |
400 |
夹层 |
121 |
上进风口 |
410 |
进风口 |
122 |
出风口 |
420 |
进风集水孔 |
130 |
出入口 |
430 |
出风集水孔 |
140 |
密封盖板 |
440 |
支撑柱 |
150 |
下底壁 |
450 |
通风小孔 |
160 |
上底壁 |
460 |
排水泵 |
200 |
进风总管 |
461 |
排水泵的进水端 |
210 |
进风轴流风机 |
462 |
排水管 |
220 |
进风格栅 |
470 |
加压轴流风机 |
230 |
三通阀 |
471 |
加压轴流风机的出风端 |
240 |
进风管 |
500 |
变压器 |
250 |
环绕风管 |
600 |
开关柜 |
260 |
进风集水管 |
251 |
横翅片 |
300 |
出风总管 |
252 |
纵翅片 |
310 |
出风轴流风机 |
253 |
换热翅片 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种智能紧凑型通风地埋式变电站。
请参考附图1~附图3,一种智能紧凑型通风地埋式变电站,包括箱体100,变电站还包括进风总管200和出风总管300;进风总管200竖向设置,进风总管200的上端呈倒立“U”型,进风总管200的下端呈“U”型;出风总管300同样竖向设置,出风总管300的上端呈倒立“U”型,出风总管300的下端呈“U”型;进风总管200的竖向高度高于出风总管300;进风总管200和出风总管300上端均呈倒立的“U”型,是为了防止外界雨水倒灌进入管内;进风总管200和出风总管300的下端呈“U”型是为了聚集已经进入管内的积水,防止积水顺着管道进入箱体100;而进风总管200的高度高于出风总管300,是因为地面的空气温度比较高,进风总管200高于地面吸取空气能保证进入箱体100的空气温度相对较低,而出风总管300没有这个限制,故考虑成本可以设置的比进风总管200低。
箱体100包括顶壁110和多个周向设置的侧壁120;一侧壁120上开设有出风口122,出风口122靠近顶壁110设置;出风总管300的下端出口连通于出风口122;设置出风口122使箱体100内的空气从出风口122经出风总管300排出至外界。
箱体100还包括下底壁150,箱体100内部位于下底壁150上方设置有平行于下底壁150的上底壁160;下底壁150和上底壁160之间形成夹层400,且变电站内所有的电气设备均置于上底壁160之上;通过上述技术方案使得箱体100的下部形成一个夹层400空间。
上底壁160均匀开设有多个通风小孔450;开设有出风口122的侧壁120相对的另一侧壁120上开设有连通夹层400的进风口410;进风总管200的下端出口连通设置有环绕风管250;环绕风管250向下倾斜环绕于箱体100设置;环绕风管250的末端连通进风口410;这样设置即可使外界空气从进风总管200进入,流经环绕风管250后从进风口410进入夹层400,然后从通风小孔450进入箱体100。
安装时,箱体100置于地下,环绕风管250同样埋入地下,并于地下土壤充分接触,地下土壤和环绕风管250充分换热以降低环绕风管250内的空气的温度。
进风总管200的上端U型管的开口处连通设置有进风轴流风机210;进风轴流风机210的风向设置为使空气从外界进入进风总管200;进风轴流风机210与地表的垂直距离设置为不小于100cm(这是为了保证进入进风总管200的空气的温度较地表空气的温度低,本实施例优选为100cm);出风总管300的上端U型管的开口处连通设置有出风轴流风机310;出风轴流风机310的风向设置为使空气从出风总管300进入外界。
通过设置进风轴流风机210和出风轴流风机310能够形成一个完整的空气流动循环路径,具体为:外界→进风轴流风机210→进风总管200→环绕风管250→进风口410→夹层400→通风小孔450→出风口122→出风总管300→出风轴流风机310→外界。
通过上述技术方案,本发明提出的智能紧凑型通风地埋式变电站将箱体100下部设置夹层400,将进风总管200设置于高出地面一定距离,避免了吸入地表的较热空气,外界空气经进风总管200进入环绕风管250,因环绕风管250环绕箱体100设置,其路径较长,能充分利用地下温度较低的土壤与环绕风管250内的流动的空气进行冷却降温,使得进入夹层400内的空气温度更低,空气进入夹层400后从通风小孔450进入箱体100内,因通风小孔450遍布整个下底壁150,故空气能比较均匀的进入箱体100,能够对箱体100内各处位置均进行良好的通风散热;故本发明提出的智能紧凑型通风地埋式变电站具备更佳的通风散热效果。
此外,请参考附图1~附图3,进风总管200的下端U型管贴合于开设有进风口410的侧壁120设置;出风总管300的下端U型管贴合于开设有出风口122的侧壁120设置;进风轴流风机210的进风端罩设有进风格栅220;出风轴流风机310的出风端罩设有出风格栅320;进风格栅220和出风格栅320是为了防止外界杂物进入管内。
环绕风管250贴合于侧壁120的外表面设置,这里采用焊接连接方式,连接牢固;环绕风管250的环绕箱体100多圈设置(本实施例优选为3圈)。
环绕风管250为不锈钢圆管,且管内设置有均为金属材质的横翅片251和纵翅片252;横翅片251和纵翅片252均沿环绕风管250延伸设置;横翅片251的数量为多片,且相邻的横翅片251平行设置;横翅片251的两侧均与环绕风管250的内壁连接;纵翅片252的数量同样为多片,且相邻的纵翅片252平行设置;纵翅片252的两侧与相邻的横翅片251连接,且纵翅片252垂直于横翅片251;金属材质的横翅片251和纵翅片252有效增大了环绕风管250内流经的空气的换热接触面积;让流至进风口410的空气的温度更低。
环绕风管250的外壁连接设置有金属材质的换热翅片253;换热翅片253设置于环绕风管250的远离侧壁120的一侧,且换热翅片253垂直于环绕风管250的延伸方向;换热翅片253的数量为多片;这里的换热翅片253优选为半圆环状,能尽量增大换热翅片253和土壤的接触面积,进一步增强环绕风管250的换热降温效果。
此外,环绕风管250的管径设置为5~10cm(管径根据箱体100的外形尺寸和箱体100内部电气设备发热量来确定,本实施例优选为10cm);相邻的横翅片251之间距离设置为1~2cm(这里的距离应根据环绕风管250的管径和管内空气流速确定,本实施例优选为2cm);相邻的纵翅片252之间的距离设置为2~3cm(这里的距离应根据环绕风管250的管径和管内空气流速确定,本实施例优选为2cm)。
此外,请参考图2,箱体100内设置有开关柜600和变压器500;开关柜600和变压器500均置于上底壁160上;开关柜600和变压器500是箱体100内的主要热源。
通风小孔450的开设位置避开开关柜600和上底壁160的接触面以及变压器500和上底壁160的接触面;因于接触面开设通风小孔450的通风效果并不佳。
夹层400内还设置有排水泵460;排水泵的进水端461靠近下底壁150设置,且排水泵的进水端461与下底壁150的上表面之间的垂直距离设置为不超过1cm(排水泵的进水端461用来吸取夹层400内的积水,若垂直距离设置过高,则能够吸取积水的高度也会相应变高,故不应超过1cm,本实施例优选为1cm);排水泵460的出水端连通设置有排水管462;排水管462密封穿设于下底壁150并通向市政下水道。
通过上述技术方案,箱体100内的积水可通过通风小孔450排入夹层400空间内,然后经排水泵460排出箱体100外,防止箱体100内积水过多影响电气设备的正常工作。
此外,请参考图2,夹层400内还设置有加压轴流风机470;加压轴流风机470的进风端连通进风口410;加压轴流风机470通过螺栓固定于侧壁120的内表面;加压轴流风机的出风端471竖直朝上;加压轴流风机470的正上方的上底壁160不开设通风小孔450,这样是为了防止箱体100内的积水从通风小孔450流出并直接滴落在加压轴流风机470上,避免对加压轴流风机470造成不利影响;加压轴流风机470的最下端与下底壁150的上表面之间垂直距离不小于3cm(这里保持一定的垂直距离是为防止夹层400底部的积水对加压轴流风机470造成影响,本实施例优选为3cm);且加压轴流风机的出风端471与下底壁150的上表面之间的垂直距离不小于15cm(为了防止夹层400内出现积水灌入加压轴流风机的出风端471的问题,本实施例优选为15cm)。同时,夹层400的层高设置为不超过30cm(为了保证箱体100的整体外形尺寸不过大,本实施例优选为30cm);上底壁160和下底壁150之间连接设置多根支撑柱440,设置支撑柱440是为了更好的支撑上底壁160,提升整个箱体100结构的刚性;多根支撑柱440均匀设置于上底壁160和下底壁150之间,均匀设置,受力也更佳均匀。
此外,请参考附图1,进风总管200的下端出口和环绕风管250之间还连通设置有三通阀230,本实施例中,这里的三通阀230优选为电控三通阀230;三通阀230的进口端连通进风总管200的下端出口,三通阀230的第一出口连通环绕风管250,三通阀230的第二出口连通设置有进风管240;
设置有进风口410的侧壁120上还开设有上进风口121;上进风口121靠近顶壁110设置;进风管240的另一端连通于上进风口121。
通过上述技术方案,增加了另外一个进风路径:外界→进风轴流风机210→进风总管200→三通阀230→进风管240→上进风口121→箱体100,这个进风路径比上述流经环绕风管250的路径更短,进风速度更快,适合在冬季或者外界空气温度较低的情况下使用。
此外,夹层400内设置有液位传感器(未示出);箱体100内设置有温度传感器(未示出)和控制器(未示出);进风总管200的中段内设置有无线通信器(未示出);液位传感器、温度传感器和无线通信器均与控制器通信连接;加压轴流风机470、三通阀230和排水泵460均与控制器控制连接。
通过上述技术方案,可对本变电站实现智能通风控制,具体的:当温度传感器检测到箱体100内的温度高于第一预设温度值(如50℃)时,控制器控制三通阀230的第一出口连通,第二出口关闭;同时启动加压轴流风机470,通过环绕风管250让进入箱体100的空气温度更低,以此提升通风散热的效果。
当温度传感器检测到箱体100内的温度低于第二预设温度值(如35℃)时,控制器控制三通阀230的第一出口关闭,第二出口连通,同时控制器控制加压轴流风机470停止工作;这样外界空气直接从进风管240进入箱体100,因箱体100内的温度较低,无需额外对空气进行降温也可满足使用需求,实质上也是一种节能降耗的方式,这种通风方式适用于冬季或者平均温度较低的地区。
当液位传感器检测到夹层400内的积水的高度高于第一液位预设值(因上述加压轴流风机470和下底壁150的上表面之间的垂直距离为3cm,为了不影响加压轴流风机470的正常使用,这里的第一预设值优选为2cm)时,控制器控制排水泵460工作,将夹层400内的积水排出;当液位传感器检测到夹层400内的积水的高度低于第二液位预设值(因上述排水泵的进水端461与下底壁150的上表面之间的垂直距离为1cm,为了防止排水泵460空吸,这里的第二预设值优选为1cm)时,控制器控制排水泵460停止工作,以达到智能控制、节能降耗的目的;
当液位传感器检测到夹层400内的积水的高度高于第三液位预设值(如10cm)和/或,当温度传感器检测到箱体100内的温度高于第三预设温度值(如70℃)时,控制器控制无线通信器发送预警信息至工作人员的手机上。
此外,请参考附图1,和附图2,进风总管200的下端U型管的底部连通设置有进风集水管260;出风总管300的下端U型管的底部连通设置有出风集水管330;开设有进风口410的侧壁120还开设有连通夹层400的进风集水孔420;开设有出风口122的侧壁120还开设有连通夹层400的出风集水孔430;进风集水管260的另一端连通于进风集水孔420;出风集水管330的另一端连通于出风集水孔430。
通过上述技术方案,让进风总管200的下端U型管和出风总管300的下端U型管的积水能及时排至夹层400,防止积水过多而灌入箱体100。
此外,请参考附图1和附图2,顶壁110开设有供工作人员进出的出入口130;顶壁110的外表面铰接设置有能密封盖住进出口的密封盖板140。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。