CN110635374B - 一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备，属于电力设备技术领域，开关柜设置在外壳内，还包括控制器、温度传感器、调节机构和循环冷却管，控制器设于外壳内，温度传感器设于开关柜内，温度传感器信号连接控制器，调节机构设于外壳内侧壁上，循环冷却管固定在调节机构上，循环冷却管设于开关柜外壁侧部，控制器信号连接调节机构。解决了现有技术中由于开关柜不具有降温设备，而导致的温度过高造成开关柜内电子元器件高温损坏的问题。本发明结构设计巧妙，采用地下水对开关柜进行降温，能源消耗少，调节机构和循环冷却管配合，适时对开关柜进行降温处理，自动化程度高，降温效果好，提高了环网开关设备使用的安全稳定性。

Description

一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备

技术领域

本发明实施例涉及电力设备技术领域，具体涉及一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备。

背景技术

环网开关设备是一组高压开关设备，其装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备。其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。它被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中。

现有技术中，封闭式绝缘充气环网柜主要采用SF6气体，隔离开关的绝缘能力强，解决导电件相间和相对地的绝缘能力不足的问题。现有充气环网柜以绝缘气体为绝缘介质，其柜体安装完成后完全焊接密封，以保证内部绝缘气体不泄漏，柜体内的进出线导电排与穿越柜体壁板的绝缘子中的中心导体内侧端通过坚固件固定连接，实现开关柜的进出线。

目前现有环网开关设备封闭效果好，极大提高了绝缘性能。但没有散热装置，尤其夏季温度较高，开关柜内电子元器件极易烧坏，在没有降温保护措施的条件下，一旦开关柜内某一个元器件的损坏均会导致整个开关柜停止运行，造成经济损失。

因此，如何提供一种新型的环网开关设备，使其借助现有环境提高降温性能，降低开关柜电子元器件由于高温造成损坏的几率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备，以解决现有技术中由于开关柜不具有降温设备，而导致的温度过高造成开关柜内电子元器件高温损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备，包括开关柜和外壳，所述开关柜设置在所述外壳内，还包括控制器、温度传感器、调节机构和循环冷却管，所述控制器设于所述外壳内，所述温度传感器设于所述开关柜内，所述温度传感器信号连接所述控制器，所述调节机构设于所述外壳内侧壁上，所述循环冷却管固定在所述调节机构上，所述循环冷却管设于所述开关柜外壁侧部，所述控制器信号连接所述调节机构。

进一步地，所述调节机构包括可变气囊、夹层、固定部和充气泵，所述可变气囊一侧通过固定部与所述外壳内壁固定粘贴，所述可变气囊另一侧设有夹层，所述夹层内固定有所述循环冷却管，所述可变气囊连接充气泵，所述充气泵信号连接所述控制器。

进一步地，还包括排风通道，所述可变气囊另一侧上设有竖向的排风通道，所述排风通道下端与所述外壳下部连通，所述排风通道上端与所述外壳上部连通。

进一步地，还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述可变气囊内，所述压力传感器信号连接所述控制器。

进一步地，还包括供水装置，所述供水装置包括水泵、抽水管和回水管，所述循环冷却管进水端连接所述抽水管，所述循环冷却管出水端连接所述回水管，所述抽水管和回水管均连接地下水，所述水泵设于所述抽水管上，所述水泵信号连接所述控制器。

进一步地，还包括单向阀、排风管和排风口，所述排风管一端连接所述可变气囊内腔，所述排风管另一端设有多个所述排风口，所述排风口正对所述开关柜外壁，所述排风管上设有单向阀，所述单向阀信号连接所述控制器。

进一步地，还包括真空泵，所述真空泵连接所述可变气囊内腔，所述真空泵信号连接所述控制器。

进一步地，还包括进风口，所述进风口设于所述外壳侧壁下部。

进一步地，还包括排风扇，所述排风扇设于所述外壳顶部，所述排风扇信号连接所述控制器。

进一步地，还包括遮挡装置，所述遮挡装置设于所述外壳顶端；

所述遮挡装置包括支杆和顶棚，所述支杆竖直固定在所述外壳顶端，所述支杆下端与所述外壳固定连接，所述支杆上端与所述顶棚固定连接。

本发明实施例具有如下优点：

通过在开关柜内设置温度传感器，从而可以实时监控开关柜内温度状态，并将温度信号传送给控制器，并在高温状态下，控制器控制调节机构的可变气囊充气，从而带动循环冷却管紧贴开关柜外壁，流经的冷却水能够与开关柜外壁进行热交换，实现对开关柜的降温功能；且本申请中抽水管抽取地下水供给循环冷却管使用，并通过回水管将水源回流到地下，从而降低了冷却水的能源消耗，且充分利用了水资源的冷却效果；并设置了正对开关柜外壁的排风口，可变气囊内的空气与循环冷却管进行了热交换而变冷，因此，排风口能够将可变气囊内冷空气向外排出对开关柜进行降温，进一步提高开关柜的降温效果；并在外壳顶部设置了排风扇和在外壳侧部设置了进风口，有利于将外壳内的热空气向外排出，提高降温效果。本发明结构设计巧妙，采用地下水对开关柜进行降温，能源消耗少，调节机构和循环冷却管配合，适时对开关柜进行降温处理，自动化程度高，降温效果好，提高了环网开关设备使用的安全稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备的主视剖视图；

图3为本发明实施例提供的一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备的可变气囊的俯视剖视图；

图4为本发明实施例提供的一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备的供水设备的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备的控制器控制结构框图；

图中：

1开关柜；2外壳；3控制器；4温度传感器；5调节机构；501可变气囊；502夹层；503固定部；504充气泵；6循环冷却管；7排风通道；8压力传感器；9供水装置；901水泵；902抽水管；903回水管；10单向阀；11排风管；12排风口；13真空泵；14进风口；15排风扇；16遮挡装置；161支杆；162顶棚。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

基于上述现有技术中存在的相关技术问题，本申请的实施例提供了一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备，如图1-5，包括开关柜1和外壳2，此实施例中的开关柜1采用绝缘封闭充气式环网柜，所述开关柜1设置在所述外壳2内，主要是对现有技术中绝缘封闭充气式环网柜降温功能的改进。还包括控制器3、温度传感器4、调节机构5和循环冷却管6，所述控制器3设于所述外壳2内，如固定在外壳2内壁上，用于接收温度信息、压力信息等，并对相关部件进行控制。所述温度传感器4设于所述开关柜1内，所述温度传感器4信号连接所述控制器3，此实施例中，温度传感器4实时检测开关柜1中的温度状况，并将采集的温度信息通过无线方式传送给控制器3，控制器3接收到温度信息后与设置的温度阈值进行比对，当开关柜1中温度大于阈值时，控制器3则向降温设备发出控制信号。此实施例中，降温设备包括调节机构5和循环冷却管6，所述调节机构5设于所述外壳2内侧壁上，所述循环冷却管6固定在所述调节机构5上，所述循环冷却管6设于所述开关柜1外壁侧部，当开关柜1不需要降温时，则循环冷却管6和开关柜1外壁之间存在一定空隙，且循环冷却管6内并不存在冷却水。所述控制器3信号连接所述调节机构5，而当开关柜1需要降温时，则调节机构5带动循环冷却管6移动到开关柜1外壁并贴紧开关柜1外壁，在循环冷却管6内通入冷却水，循环冷却管6内的冷却水与开关柜1外壁进行热交换，从而实现对开关柜1的降温处理。

本发明创造性的设置了调节机构5，进一步地，所述调节机构5包括可变气囊501、夹层502、固定部503和充气泵504，此实施例中，可变气囊501为一个充气气囊结构，通过在可变气囊501内充入空气或泄气，使得循环冷却管6靠近或远离开关柜1外壁，调整是否对开关柜1进行降温。所述可变气囊501一侧通过固定部503与所述外壳2内壁固定粘贴，此实施例中，固定部503可以时一个粘贴点，通过胶粘方式将可变气囊501固定在开关柜1的内壁上，从而对可变气囊501的位置进行固定。所述可变气囊501另一侧设有夹层502，具体的，夹层502设置在可变气囊501空腔外，所述夹层502内固定有所述循环冷却管6，夹层502主要用于对循环冷却管6的位置进行固定，从而保证了循环冷却管6使用的稳定性。为了实现良好的降温效果，此实施例中的循环冷却管6的放置方式可采用蛇形分布，或采用其他更好的设置方式。所述可变气囊501连接充气泵504，所述充气泵504信号连接所述控制器3，因此，通过充气泵504为可变气囊501进行充气。

使用过程：温度传感器4检测开关柜1内温度情况，并将温度信号传送给控制器3，控制器3接收到温度传感器4检测的温度信号后，将检测的温度信号与设定阈值进行比对，当温度信号值大于设定阈值时，控制器3控制充气泵504启动为可变气囊501充气，且循环冷却管6内通入冷水；随着可变气囊501逐渐鼓起，带动循环冷却管6逐渐靠近开关柜1外壁，并最终使得可变气囊501将循环冷却管6挤压紧贴在开关柜1外壁上，循环冷却管6内冷却水与开关柜1外壁进行热交换，随着循环冷却管6将开关柜1的热量转移，从而实现对开关柜1的降温作用；而当温度传感器4检测到开关柜1内温度降低并低于设定阈值后，充气泵504停止为可变气囊501充气，可变气囊501逐渐泄气，循环冷却管6逐渐脱离开关柜1外壁，循环冷却管6内也不再通入冷却水。

此实施例中的冷却水主要是通过供水装置9实现的，而且为了降低能源消耗和使用成本，直接应用地下水，地下水温度维持在15-17℃左右，明显低于夏天室外温度，而且通过回流不会造成地下水的损失。具体地，还包括供水装置9，所述供水装置9包括水泵901、抽水管902和回水管903，所述循环冷却管6进水端连接所述抽水管902，所述循环冷却管6出水端连接所述回水管903，所述抽水管902和回水管903均连接地下水，所述水泵901设于所述抽水管902上，所述水泵901信号连接所述控制器3。当需要降温时，控制器3控制水泵901启动，经抽水管902抽取地下冷却水，冷却水进入到循环冷却管6中，经过与开关柜1进行热交换后，循环冷却管6中的水进一步通过回流管回流到地下水系统中。从而，经过上述过程，实现了冷却水对开关柜1的降温处理，充分利用的地下水的资源，提高了降温效果，能源消耗低。

由上可知，可变气囊501主要是对开关柜1的侧壁进行降温，而为了实现更好的降温效果，需要在外壳2和开关柜1之间的空间内实现空气流动。进一步地，还包括排风通道7，所述可变气囊501另一侧上设有竖向的排风通道7，所述排风通道7下端与所述外壳2下部连通，所述排风通道7上端与所述外壳2上部连通。从而将外壳下层空间和外壳2上层空间进行连通，实现空气流动，提高降温效果。

为了检测可变气囊501是否充满，进一步地，还包括压力传感器8，所述压力传感器8设于所述可变气囊501内，所述压力传感器8信号连接所述控制器3。压力传感器8实时检测可变气囊501内的压力状态，当可变气囊501内压力大于预设压力时，控制器3控制充气泵504关闭，或向外排气。

上述的可变气囊501和循环冷却管6设置开关柜1侧壁位置，主要是实现开关柜1侧壁与循环冷却管6之间热交换，同时可变气囊501中的空气也与循环冷却管6内冷却水进行热交换，为了提高降温效果，可将可变气囊501中的空气排出，吹洒在未被可变气囊501包围的区域，如开关柜1的顶部。具体地，还包括单向阀10、排风管11和排风口12，所述排风管11一端连接所述可变气囊501内腔，所述排风管11另一端设有多个所述排风口12，所述排风口12正对所述开关柜1外壁，所述排风管11上设有单向阀10，所述单向阀10信号连接所述控制器3。当可变气囊501内压力大于预设压力时，控制器3控制单向阀10开启，可变气囊501内的冷空气则通过单向阀10进入到排风管11中，通过布置在不同位置的排风口12将冷空气吹洒在开关柜1外壁上，实现对开关柜1的降温处理，提高降温效果。

当开关柜1内温度低于阈值后，不再需要可变气囊501和循环冷却管6对开关柜1进行降温时，则需要将可变气囊501内中的空气排出。进一步地，还包括真空泵13，所述真空泵13连接所述可变气囊501内腔，所述真空泵13信号连接所述控制器3。通过真空泵13能够将可变气囊501中的空气快速的排出，从而将可变气囊501恢复初始状态。

当温度传感器4检测到开关柜1内温度低于阈值，但仍处于较高温度时，则需要采用辅助降温，具体的，还包括进风口14，所述进风口14设于所述外壳侧壁下部。也可以设置在外壳2的开关门下部，以实现进风为目的。还包括排风扇15，所述排风扇15设于所述外壳2顶部，所述排风扇15信号连接所述控制器3。外界空气通过进风口14进入到外壳2内，并从排风扇15向外排出，从而将外壳2内的热量带走，对开关柜1进行辅助降温。

为了配合排风扇15的使用，进一步地，还包括遮挡装置16，所述遮挡装置16设于所述外壳2顶端；所述遮挡装置16包括支杆161和顶棚162，所述支杆161竖直固定在所述外壳2顶端，所述支杆161下端与所述外壳2固定连接，所述支杆161上端与所述顶棚162固定连接。用于对排风扇15进行遮挡，防止雨淋。

通过在开关柜1内设置温度传感器4，从而可以实时监控开关柜1内温度状态，并将温度信号传送给控制器3，并在高温状态下，控制器3控制调节机构5的可变气囊501充气，从而带动循环冷却管6紧贴开关柜1外壁，流经的冷却水能够与开关柜1外壁进行热交换，实现对开关柜1的降温功能；且本申请中抽水管902抽取地下水供给循环冷却管6使用，并通过回水管903将水源回流到地下，从而降低了冷却水的能源消耗，且充分利用了水资源的冷却效果；并设置了正对开关柜1外壁的排风口12，可变气囊501内的空气与循环冷却管6进行了热交换而变冷，因此，排风口12能够将可变气囊501内冷空气向外排出对开关柜1进行降温，进一步提高开关柜1的降温效果；并在外壳2顶部设置了排风扇15和在外壳2侧部设置了进风口14，有利于将外壳2内的热空气向外排出，提高降温效果。本发明结构设计巧妙，采用地下水对开关柜1进行降温，能源消耗少，调节机构5和循环冷却管6配合，适时对开关柜1进行降温处理，自动化程度高，降温效果好，提高了环网开关设备使用的安全稳定性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种新型绝缘封闭充气式环网开关设备，包括开关柜和外壳，所述开关柜设置在所述外壳内，其特征在于，还包括控制器、温度传感器、调节机构和循环冷却管，所述控制器设于所述外壳内，所述温度传感器设于所述开关柜内，所述温度传感器信号连接所述控制器，所述调节机构设于所述外壳内侧壁上，所述循环冷却管固定在所述调节机构上，所述循环冷却管设于所述开关柜外壁侧部，所述控制器信号连接所述调节机构；

所述调节机构包括可变气囊、夹层、固定部和充气泵，所述可变气囊一侧通过固定部与所述外壳内壁固定粘贴，所述可变气囊另一侧设有夹层，所述夹层内固定有所述循环冷却管，所述可变气囊连接充气泵，所述充气泵信号连接所述控制器。

2.如权利要求1所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括排风通道，所述可变气囊另一侧上设有竖向的排风通道，所述排风通道下端与所述外壳下部连通，所述排风通道上端与所述外壳上部连通。

3.如权利要求2所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述可变气囊内，所述压力传感器信号连接所述控制器。

4.如权利要求3所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括供水装置，所述供水装置包括水泵、抽水管和回水管，所述循环冷却管进水端连接所述抽水管，所述循环冷却管出水端连接所述回水管，所述抽水管和回水管均连接地下水，所述水泵设于所述抽水管上，所述水泵信号连接所述控制器。

5.如权利要求4所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括单向阀、排风管和排风口，所述排风管一端连接所述可变气囊内腔，所述排风管另一端设有多个所述排风口，所述排风口正对所述开关柜外壁，所述排风管上设有单向阀，所述单向阀信号连接所述控制器。

6.如权利要求5所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括真空泵，所述真空泵连接所述可变气囊内腔，所述真空泵信号连接所述控制器。

7.如权利要求5所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括进风口，所述进风口设于所述外壳侧壁下部。

8.如权利要求7所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括排风扇，所述排风扇设于所述外壳顶部，所述排风扇信号连接所述控制器。

9.如权利要求8所述的新型绝缘封闭充气式环网开关设备，其特征在于，还包括遮挡装置，所述遮挡装置设于所述外壳顶端；

所述遮挡装置包括支杆和顶棚，所述支杆竖直固定在所述外壳顶端，所述支杆下端与所述外壳固定连接，所述支杆上端与所述顶棚固定连接。

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