CN110649478B - 一种具有高防护等级的电气柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有高防护等级的电气柜，包括柜体、电气组件及散热组件，所述电气组件及散热组件沿柜体的长度方向并排布置，所述散热组件包括散热风道、制冷元件及散热风机，所述制冷元件及散热风机设于所述散热风道内；所述散热风道的两端设有与电气组件连通的进风口及出风口，所述散热风道的内部压力小于所述柜体内部电气组件位置的压力，以在散热风道语与电气组件之间形成循环散热通道。本发明具有散热效果好、防护等级高，且布局紧凑等优点。

Description

一种具有高防护等级的电气柜

技术领域

本发明涉及电气柜，尤其涉及一种具有高防护等级的电气柜。

背景技术

目前，由于电力设备存在极端环境运行的需要，污秽、粉尘、凝露等进入电力设备的柜体内部容易导致电气设备母排出现放电现象，影响设备使用寿命，甚至出现安全事故。为此，具有高防护等级的电气柜(如变频器机柜)应运而生，其能为内部电力器件正常运行提供可靠保障。但现有的高防护等级的电气柜存在以下问题：

(1)为了保证机柜的高防护等级，机柜的内部为完全密闭的环境，即机柜内部不与外界进行空气交换，其使得柜体内部发热器件产生的热量无法带走，导致柜体内器件散热效果差，严重影响关键零部件的使用寿命，甚至发生严重事故；同时，器件发热也成为阻挠提高电气柜功率密度的主要原因，使得内部电设备无法紧凑布局。目前电设备通常采用强迫风冷、水冷的方式进行冷却，但采用上述方式柜体需开通风孔，其影响柜体的防尘防水效果，且柜体内部的湿度也无法控制，容易造成凝露现象，影响电气柜的防护等级。

(2)柜体焊接时为了防止变形，通常采用钣金件断焊的方式，该方式容易造成柜体拼接位置出现缝隙，从而导致污秽、水汽等从拼接处进入柜体内部，造成机柜内部污染环境，影响电气设备的使用寿命，其无法满足高防护等级的需求。同时，柜体与柜门的铰接位置的缝隙也容易出现漏水。

(3)强电电路接线、通讯电气连接(如母排)需穿过柜体，其与环氧件等绝缘固定件之间存在缝隙，导致柜体密封性较差，影响柜体的防护等级。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种散热效果好、防护等级高，且布局紧凑的具有高防护等级的电气柜。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种具有高防护等级的电气柜，包括柜体、电气组件及散热组件，所述电气组件及散热组件沿柜体的长度方向并排布置，所述散热组件包括散热风道、制冷元件及散热风机，所述制冷元件及散热风机设于所述散热风道内；所述散热风道的两端设有与电气组件连通的进风口及出风口，所述散热风道的内部压力小于所述柜体内部电气组件位置的压力，以在散热风道语与电气组件之间形成循环散热通道。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述散热风道的进风口设于散热风道的底部，所述制冷元件设于所述进风口处；所述散热风道的出风口设于散热风道的顶部，所述散热风机设于所述出风口处。

所述进风口的四周设有用于调节循环散热通道温度的调节组件，所述调节组件包括多个调节孔及调节孔封堵件，各所述调节孔均与散热风道内部连通，所述调节孔封堵件在需降低循环散热通道温度时与一个或多个调节孔密封配合。

所述制冷元件为蒸发器，所述蒸发器的下方设有防止柜体内部产生凝露的冷凝水导出组件。

所述散热风道由风道隔板及柜体围合而成，所述风道隔板的外壁设有防止散热风道外壁产生凝露的聚氨酯发泡橡胶层。

所述柜体为密封柜体，所述密封柜体由顶板、底板、两侧板、设于两侧板之间的背板，以及与背板相对设置的柜门围合而成。

所述顶板的四边设有焊接折边，所述侧板及背板的顶部设有内凹折边，所述焊接折边与内凹折边搭接配合，所述焊接折边与所述内凹折边的搭接位置处焊接连接。

所述柜门铰接于一侧侧板上，所述柜门的内侧设有周向密封条，所述顶板、底板及两侧板上设有在柜门关闭时与周向密封条密封配合的密封折边。

所述电气组件包括沿柜体宽度方向并排布置的强电元件及弱电元件，所述侧板靠近柜门的位置铰接有安装板，所述弱电元件安装于所述安装板上，所述强电元件安装于所述背板上。

具有高防护等级的电气柜还包括进线组件，所述进线组件包括输电铜排、进线盖板、绝缘保护套及密封垫，所述进线盖板安装于所述柜体的外侧顶面；所述输电铜排的一端穿过所述进线盖板与柜体内部的电气组件连接；所述绝缘保护套包裹于所述输电铜排的外侧，并与所述进线盖板固定连接；所述密封垫设于所述绝缘保护套与进线盖板之间。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在柜体内部设置并排布置的散热组件及电气组件，散热组件包括散热风道、制冷元件及散热风机，制冷元件及散热风机设于散热风道内，制冷元件对热空气进行冷却，散热风机提供空气循环动力，其结构简单、布局紧凑；同时，散热风道的两端设有与电气组件连通的进风口及出风口，散热风道的内部压力小于所述柜体内部电气组件位置的压力，其使得柜内的热空气从进风口吸入散热风道内，并在制冷元件冷却热空气后通过散热风机将冷空气吹入电气组件内，以形成循环散热通道对电气组件进行散热，其保证了电气柜在密闭、高防护等级情况下电气组件的散热效果，提高了电气组件的使用寿命。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1是本发明具有高防护等级的电气柜的立体结构视图。

图2是本发明具有高防护等级的电气柜的散热循环示意图。

图3是本发明散热风道的侧剖视图。

图4是图3的A部的放大示意图。

图5是本发明进线组件的结构示意图。

图6是本发明具有高防护等级的电气轨的正剖视图。

图7是图6的B部的放大示意图。

图8是图6的C部的放大示意图。

图中各标号表示：

1、柜体；11、顶板；111、焊接折边；112、焊孔；12、底板；13、侧板；14、背板；15、柜门；151、周向密封条；16、内凹折边；17、密封折边；18、加强筋；2、电气组件；21、强电元件；22、弱电元件；3、散热组件；31、散热风道；311、进风口；312、出风口；313、风道隔板；314、聚氨酯发泡橡胶层；32、制冷元件；33、散热风机；4、循环散热通道；5、调节组件；51、调节孔；6、冷凝水导出组件；61、冷凝水收集箱；62、导出管；7、安装板；8、进线组件；81、输电铜排；82、进线盖板；83、绝缘保护套；84、密封垫；9、防护网板。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本实施例的具有高防护等级的电气柜，包括柜体1、电气组件2及散热组件3，电气组件2及散热组件3沿柜体1的长度方向并排布置，其使得柜体1内部部件布局紧凑、柜体1占用空间小。散热组件3包括散热风道31、制冷元件32及散热风机33，其中，制冷元件32对热空气进行冷却，散热风机33提供空气循环动力，制冷元件32及散热风机33均设于散热风道31内，其结构简单、布局紧凑。本实施例中，散热风道31的两端设有进风口311及出风口312，进风口311及出风口312与电气组件2连通，同时，散热风道31的内部压力小于柜体1内部电气组件2位置的压力，其使得柜内的热空气从进风口311吸入散热风道31内，并在制冷元件32冷却热空气后通过散热风机33将冷空气吹入电气组件2内，以形成循环散热通道4对电气组件2进行散热，其有效保证了电气柜在密闭、高防护等级情况下电气组件2的散热效果，提高了电气组件2的使用寿命。

如图2、图3所示，散热风道31的进风口311设于散热风道31的底部，制冷元件32设于进风口311处，使得电气组件2的热空气经过制冷元件32制冷后进入散热风道31，保证了热空气的有效冷却，同时，制冷元件32设于散热风道31的底部方便热交换后冷凝水的排出。本实施例中，散热风道31的出风口312设于散热风道31的顶部，散热风机33设于出风口312处，以方便直接对浮在柜体1内部上方的热空气进行降温。此时，采用散热风机33将散热风道31内的冷空气从顶部吹入电气组件2内，冷空气与浮在柜内上方的热空气相遇，冷却柜内温度；同时，散热风道31的内部压力小于电气组件2位置的压力，以将柜内的热空气从进风口311吸入散热风道31内，形成循环散热通道4。在其他实施例中，也可将进风口311设于散热风道31的顶部，出风口312设于散热风道31的底部。

进一步的，进风口311的上方设有调节组件5。调节组件5包括多个调节孔51及调节孔封堵件，多个调节孔51均与散热风道31的内部连通，其使得电气组件2的部分热空气并不经制冷元件32，从而减少了柜体1内的空气均通过制冷元件32导致的柜内温度低的问题。同时，在柜内温度高、需降低循环散热通道4的温度时，可将调节孔封堵件与一个或多个调节孔51密封配合，封堵的调节孔51越多热空气将更多的经过制冷元件32进行冷却，在调节孔51全部封堵时热空气均经过制冷元件32进行冷却，其实现了循环散热通道4温度的人为控制调节。本实施例中，多个调节孔51设于进风口311的上方，且沿柜体1的宽度方向依次布置。在其他实施例中，也可在进风口311的两侧及下方设置调节孔51，只要保证调节孔51未经过制冷元件32，且调节孔51与散热风道31的内部连通即可。

进一步的，本实施例的制冷元件32为蒸发器，在热空气通过蒸发器时，与蒸发器内通入的换热介质(如冷媒、水等)实现热量传递。蒸发器的下方设有冷凝水导出组件6，冷凝水导出组件6包括冷凝水收集箱61及导出管62，冷凝水收集箱61设于蒸发器的下方，导出管62设于冷凝水收集箱61的下方，蒸发器作为柜内温度的最低点，容易存在凝露的情况，冷凝水收集箱61可收集蒸发器产生的凝露水，并通过导出管62导出柜外，其避免了柜体1内部重要器件产生凝露的风险，起到了干燥除湿的效果。

如图2所示，散热风道31设于柜体1内部的右侧，散热风道31由风道隔板313及柜体1围合而成，风道隔板313为L形隔板，进风口311及出风口312均设于风道隔板313上。如图6所示，本实施例中，风道隔板313的外壁设有聚氨酯发泡橡胶层314，其有效防止了散热风道31外壁凝露的产生。

如图1及图2所示，柜体1为密封柜体，密封柜体由顶板11、底板12、两侧板13、背板14及柜门15围合而成，背板14设于两侧板13之间，柜门15与背板14相对设置。本实施例中，在密封柜体的外表面进行喷塑防锈处理。

本实施例中，电气组件2包括强电元件21及弱电元件22，其中，强电元件21安装于背板14上，以将强电元件21带电运作的元件设于柜体1的内部，保证了柜体1操作的安全性；同时，侧板13靠近柜门15的位置铰接有安装板7，弱电元件22安装于安装板7的两面，由于弱电元件22重量轻，其在保证弱电元件22有效安装的同时，可将零散的弱电元件22集成布置，且走线方便。本发明强电元件21及弱电元件22沿柜体1宽度方向并排布置的方式，其实现了强弱电的有效分离，且布局紧凑、占用空间小。

进一步的，强电元件21的前方靠近柜门15的位置设置有防护网板9，防护网板9与安装板7形成强电元件21的防护隔离带，其进一步提高了柜体1的操作安全性。同时，防护网板9通过紧固件可拆卸地安装于柜体1内部，安装板7为铰接设置，其使得强电元件21组装、维护方便。

如图6所示，本实施例的背板14上焊接交叉设置有加强筋18，以在支撑重量重的元件(强电元件21)时提高柜体1的强度和刚度。同时，如图7、图8所示，本发明在底板12上设有吊耳，在吊耳位置处、底板12与侧板13及背板14的连接位置处均设置有加强筋18，以加固柜体1的强度。

如图7所示，本实施例中，顶板11的四边设有焊接折边111，侧板13及背板14的顶部设有内凹折边16，焊接折边111与内凹折边16搭接配合，其使得顶板11的焊接折边111包裹于侧板13及背板14的内凹折边16外，避免了两相邻板直接焊接时焊接位置容易进水的现象，保证了柜体1的防护等级。同时，焊接折边111与内凹折边16的搭接位置处焊接连接，即在焊接折边111上设有焊孔112，以进行塞焊，在内凹折边16的顶部进行角段焊，采用双重焊的形式在板体不变形的情况下保证了柜体1的防护等级及连接强度。

如图3、图4所示，柜门15铰接于一侧侧板13上，柜门15的内侧设有周向密封条151；顶板11、底板12及两侧板13上设有在柜门15关闭时与周向密封条151密封配合的密封折边17，以防止灰尘、水等外部介质进入柜体1的内部，提高防护等级。本实施例中，周向密封条151的横截面为半圆形，周向密封条151的圆弧面与密封折边17抵接配合，以进一步保证周向密封条151与密封折边17的有效密封。

如图5所示，本实施例中，具有高防护等级的电气柜还包括进线组件8，进线组件8包括输电铜排81、进线盖板82、绝缘保护套83及密封垫84。其中，进线盖板82安装于柜体1的外侧顶面；输电铜排81的一端穿过进线盖板82与柜体1内部的电气组件2连接，其连接结构紧凑。绝缘保护套83包裹于输电铜排81的外侧，绝缘保护套83与进线盖板82固定连接，使得输电铜排81被绝缘保护套83包住，输电铜排81不会与柜体1产生接触，也不会产生进水缝隙，实现了输电铜排81的有效绝缘；密封垫84设于绝缘保护套83与进线盖板82之间，其防止了外部介质进入柜体1的内部，起到密封防水的作用。本发明绝缘保护套83与密封垫84组合的形式有效提供了柜体1的防护等级(可达到IP54)。本实施例中，绝缘保护套83为橡胶绝缘保护套。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种具有高防护等级的电气柜，其特征在于，包括柜体、电气组件及散热组件，所述电气组件及散热组件沿柜体的长度方向并排布置，所述散热组件包括散热风道、制冷元件及散热风机，所述散热风道的两端设有与电气组件连通的进风口及出风口，所述制冷元件设于所述散热风道的进风口处，所述散热风机设于所述散热风道的出风口处；所述散热风道的内部压力小于所述柜体内部电气组件位置的压力，以在散热风道与电气组件之间形成循环散热通道；所述进风口的四周设有用于调节循环散热通道温度的调节组件，所述调节组件包括多个调节孔及调节孔封堵件，各所述调节孔均与散热风道内部连通，从所述调节孔进入所述散热风道的热空气不经过所述制冷元件；所述调节孔封堵件在需降低循环散热通道温度时与一个或多个调节孔密封配合；当所述调节孔打开多时，大部分热空气不经所述制冷元件直接进入所述散热风道；当所述调节孔关闭多时，大部分热空气从所述制冷元件进入所述散热风道。

2.根据权利要求1所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述散热风道的进风口设于散热风道的底部；所述散热风道的出风口设于散热风道的顶部。

3.根据权利要求1或2所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述制冷元件为蒸发器，所述蒸发器的下方设有防止柜体内部产生凝露的冷凝水导出组件。

4.根据权利要求3所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述散热风道由风道隔板及柜体围合而成，所述风道隔板的外壁设有防止散热风道外壁产生凝露的聚氨酯发泡橡胶层。

5.根据权利要求1或2所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述柜体为密封柜体，所述密封柜体由顶板、底板、两侧板、设于两侧板之间的背板，以及与背板相对设置的柜门围合而成。

6.根据权利要求5所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述顶板的四边设有焊接折边，所述侧板及背板的顶部设有内凹折边，所述焊接折边与内凹折边搭接配合，所述焊接折边与所述内凹折边的搭接位置处焊接连接。

7.根据权利要求6所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述柜门铰接于一侧侧板上，所述柜门的内侧设有周向密封条，所述顶板、底板及两侧板上设有在柜门关闭时与周向密封条密封配合的密封折边。

8.根据权利要求5所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，所述电气组件包括沿柜体宽度方向并排布置的强电元件及弱电元件，所述侧板靠近柜门的位置铰接有安装板，所述弱电元件安装于所述安装板上，所述强电元件安装于所述背板上。

9.根据权利要求1或2所述的具有高防护等级的电气柜，其特征在于，还包括进线组件，所述进线组件包括输电铜排、进线盖板、绝缘保护套及密封垫，所述进线盖板安装于所述柜体的外侧顶面；所述输电铜排的一端穿过所述进线盖板与柜体内部的电气组件连接；所述绝缘保护套包裹于所述输电铜排的外侧，并与所述进线盖板固定连接；所述密封垫设于所述绝缘保护套与进线盖板之间。

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