CN111384678B - 多级配电箱的散热和防尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统，其特征在于，包括：多个隔室，设置于配电箱的外壳；以及多个挡板，分别设置在所述多个隔室，在所述挡板形成有用于散热的多个排出口。

Description

多级配电箱的散热和防尘系统

技术领域

本发明涉及一种多级配电箱的散热和防尘系统，更详细地，涉及一种顺利地实现配电箱内部的散热并且具有优异的防水和防尘功能的多级配电箱的散热和防尘系统。

背景技术

通常，配电箱是为了监视、控制和保护电力系统而使用的装置，为了运行和控制发电厂和变电站等以及运行电动机等，配电箱容纳断路器、电流互感器等各种电气设备而使用。

当在这种配电箱内部由于短路、接地或介质击穿等而产生电弧(Arc)时，配电箱内部会产生高温和高压的电弧气体。配电箱需要能够将这种事故引起的高温和高压的电弧气体快速地向外部排出，以保护配电箱的电力设备和人的生命。

此外，配电箱需要阻断外部的异物侵入，以保持内部设备的稳定运行。

同样在根据IEEE C37.20.2的高压配电箱测试项目中，有温度测试、耐电弧测试以及IP(Ingress Protection；防护等级)测试。温度测试中规定了高压配电箱内中流过高压、大容量的电流时产生的热量引起的内部温度。耐电弧测试是用于确定在高压配电箱内引发模拟短路事故而产生的电弧是否可以顺利地排出到高压配电箱外部的测试。IP测试根据IP等级的不同而具有各种测试，以使从一定大小的固体或液体中进行保护。

因此，为了构成排出电弧气体的路径，在配电箱中设置管道。在配电箱的内部所产生的电弧气体通过设置于配电箱的排出口或门向外部排出。

另外，配电箱应具备防水、防尘功能，以使粉尘、异物或水分无法侵入。

尤其，以多级设置有断路器室的多级配电箱的结构复杂，因此应该更仔细地检查这些散热、防水和防尘功能。

图1和图2示出了现有技术所涉及的多级配电箱的结构。

现有技术所涉及的配电箱1由设置在其下层的第一断路器室(first CircuitBreaker Compartment)2、设置在其上层的第二断路器室(second Circuit BreakerCompartment)3、设置在第一断路器室2和第二断路器室3的后方的母线室(BusbarCompartment,Mid Compartment)4以及电缆室(Cable Compartment)5等构成。在第一断路器室2和第二断路器室3的中间设置有低电压设备隔室(Low Voltage Compartment)6。

这种配电箱中设置有挡板(Flap)7，以能够排出电弧和热量。挡板7可旋转地设置，以在产生电弧时因其压力而敞开，从而能够将电弧向外部排出。

然而，这种挡板7是通常被覆盖，因此不利于散热的结构。即，每个断路器室2、3被挡板7密封，因此内部的热量难以向外部排出，从而内部温度可能会升高。因此，难以确保标准IEEE C37.20.2的温度性能。

另外，虽然未单独示出，但是在现有技术所涉及的配电箱有如下一种配电箱，所述配电箱为了散热而形成有开口部以代替具备所述挡板7。在这种情况下，通常对于散热功能是有效的，但防水、防尘功能并不充足。

发明内容

需要解决的问题

本发明是为了解决上述问题而提出，其目的在于提供一种多级配电箱，其在正常状态下具有有效的散热、防水以及防尘功能。

解决问题的手段

本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统，其特征在于，包括：多个隔室，设置于配电箱的外壳；以及挡板，分别设置在所述多个隔室，在所述挡板形成有用于散热的多个排出口。

在此，所述多个隔室可以包括：第一隔室，设置在第一层级；以及第二隔室，设置在第二层级。

此外，还可以包括：散热室，设置于所述第一隔室和第二隔室之间，并且在两个侧面形成有开口部。

此外，所述多个隔室可以分别包括：第一区域，由上部的顶板、侧部的两个侧板、背面部的端子板、下部的底座板及正面部的隔室门围绕；第二区域，由所述顶板、所述两个侧板、背面部的背面板、底面部的底板及正面部的所述端子板围绕；以及第三区域，由上部的所述底座板、所述两个侧板、背面部的所述端子板、底面部的所述底板及正面部的所述隔室门围绕。

此外，在所述多个挡板中，形成在所述第一隔室的所述第一区域和第二区域的挡板可以与所述散热室连通。

此外，所述排出口可以包括：散热孔，形成在所述挡板的一部分；以及盖部，覆盖所述散热孔。

此外，所述盖部的一端可以从所述散热孔的一侧延伸，所述盖部的另一端可以与所述散热孔的另一侧相互隔开。

此外，所述排出口可以分别形成于所述底座板、端子板和背面板。

此外，形成于所述端子板和所述背面板的所述排出口可以形成为所述盖部向外侧凸出且所述盖部的开口部朝向下方。

另外，所述盖部的长度可以形成为大于所述散热孔的长度。

发明效果

根据本发明的各实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统，在正常状态下，每个挡板设置有排出口，从而执行有效的散热功能。

此外，所述排出口还分别设置在每个板件，以有效散热。

此外，在产生电弧时，挡板被敞开，从而可以在短时间内释放电弧压力和热量。

此外，形成在挡板的散热孔由盖部遮挡，因此使外部的异物或水分的侵入最小。

附图说明

图1和图2是现有技术所涉及的多级配电箱的内部侧视图和立体图。

图3是本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的立体图。

图4和图5是从不同方向观察的应用于本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的断路器室的立体图。

图6是本发明的排出口部分的剖视图。

附图标记说明

11外壳 12第一断路器室

13第二断路器室 14低压设备室

15母线室 16电缆室

18、19挡板 20散热室

31顶板 32侧板

33底板 34背面板

35端子板 36底座板

41、42开口部 43、44挡板

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明，这是为了本技术领域的普通技术人员容易地实施本发明而详细说明，但这并不意味着本发明的技术思想和范围限于此。

参照附图对本发明的各实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统进行详细说明。

本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统，其特征在于，包括：设置于配电箱外壳11的多个断路器室(circuit breaker compartment)12、13；和分别设置在所述多个断路器室12、13的多个挡板(flap)43、44，在所述挡板43、44形成有用于散热的多个排出口50、51。

首先，参照图3至图5。图3是本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的立体图，图4和图5是应用于本发明的一实施例所涉及的多级配电箱的断路器室的立体图。

首先说明配电箱的外壳(enclosure、cabinet)11。本发明的一实施例所涉及的配电箱的外壳11分成多个隔室。作为这种例，配电箱的外壳11可以包括：断路器室(CircuitBreaker Compartment)12、13、低压设备室(Low Voltage Compartment)14、母线室(BusbarCompartment,Mid Compartment)15以及电缆室(Cable Compartment)16。

多级配电箱包括分别设置在两个以上层级的断路器室12、13。将设置在外壳11的第一层级(下层)的断路器室称为第一断路器室(first Circuit Breaker Compartment)12，将设置在第二层级(上层)的断路器室也称为第二断路器室13。第一断路器室12和第二断路器室13中分别收容有断路器和底座。省略了断路器和底座的图示。(在本实施例的说明中，每个隔室具体表现为断路器室和低压设备室等，但各个隔室当然也可以用于除此以外的其他用途。因此，在通常表述的情况下，所述第一断路器室和第二断路器室可以称为第一隔室和第二隔室。)

在第一断路器室12和第二断路器室13之间设置有低压设备室14。此时，低压设备室14可以形成为小于第一断路器室12和第二断路器室13的长度(前后长度)。低压设备室14中可以设置有低压设备、电压互感器、电流互感器或附件设备等。

第一断路器室12和第二断路器室13的后方依次设置有母线室(bus barcompartment)15和电缆室(cable compartment)16。

在第一断路器室12和第二断路器室13之间的中间级设置有散热室(或第一电弧感应室)20。散热室20可以以与低压设备室14相同的高度设置。此时，散热室20设置在低压设备室14和母线室15之间。这是为了使散热室20与配置在断路器(未示出)的后方的端子相邻地设置。散热室20与设置在前方的低压设备室14相接，与设置在下方的第一断路器室12相接，与设置在上方的第二断路器室13相接。

散热室20的左侧面和右侧面敞开。即，散热室20的左侧面和右侧面分别形成有开口部21。因此，散热室20形成通道，该通道不仅能够使热量和电弧气体流入，还能够使热量和电弧气体流向左侧和右侧。当配电箱并列布置多个的情况(也可以称为热箱)下，热量或电弧气体通过该散热室20流出。

对断路器室12、13进行观察。大部分事项同样可以应用于每个断路器室的结构。首先，作为对象，对第一断路器室12进行观察。

第一断路器室12可以由多个板件(板)构成。例如，第一断路器室12包括：配置在上部的顶板(Upper Panel)31；配置在两个侧面的侧板32；配置在下部的底板33；配置在背面的背面板34；配置在中间的端子板35；以及底座板36。在此，端子板35配置于背面板34的前方，固定有各自的端子衬套38。此外，底座板36配置于底板33的上方，并支撑断路器(未示出)和底座(未示出)。

另外，正面设置有断路器室门37。用户可以打开断路器室门37，并收纳或取出断路器和各种线。

在第一断路器室12中，由顶板31、两个侧板32、端子板35、底座板36以及断路器室门37围绕的第一区域A可以成为狭义上的断路器室。第一区域是收纳断路器和底座的空间。因此，第一区域是可能会直接产生电弧的空间。并且，也是产生热量的地方。

在第一断路器室12中，由顶板31、两个侧板32、背面板34、底板33以及端子板35围绕的第二区域B是内部端子(例如底座的端子)和外部端子(例如电源端或负载端)连接并配置的空间。因此，所述第二区域B是残留有在每个端子中产生的热量的空间。

在第一断路器室12中，由底座板36、两个侧板32、端子板35、底板33以及断路器室门37围绕的第三区域C是配置有底座的附属装置的空间。第三区域是受到第一区域和第二区域中产生的电弧或热量的影响的空间。

在顶板31形成有多个开口部41、42，在每个开口部41、42分别设置挡板43、44。此时，开口部41、42可以分别形成在第一区域和第二区域。

在所述挡板43、44中，将设置在第一区域的挡板称为第一挡板43，将设置在第二区域的挡板称为第二挡板44。第一挡板43和第二挡板44可旋转地设置于顶板31。例如，第一挡板43和第二挡板44可以以利用铰链旋转的方式结合。

在所述每个挡板43、44分别形成有多个排出口50、51。排出口50、51可以配置成多行和多列。此时，排出口50可以由形成于所述挡板43的散热孔50a和覆盖所述散热孔的盖部50b构成。形成与散热孔50a相邻并向一侧凸出形态的盖部50b。例如，盖部50b可以形成为其一端从散热孔50a的一侧延伸且其另一端与散热孔50a的另一侧相互隔开。散热孔50a的盖部50b设置于每一个散热孔50a。

由此，第一断路器室12内部的热量经由散热孔50a和盖部50b向外部排出。这样的盖部50b和散热孔50a这种结构也可以称为百叶窗(Louvering)结构。

在每个挡板43、44形成排出口50，从而在正常状态下，内部的热量通过排出口50向外部排出，在产生电弧时，每个挡板43、44被敞开，电弧通过开口部41、42向外部排出。

另外，当从上部观察时，散热孔50a被盖部50b遮挡。因此，以最低限度阻断外部的粉尘或异物的侵入。此外，形成在每个挡板43、44的排出口50、51通过盖部50b来沿平行于每个挡板43、44的方向排出，而不沿垂直于每个挡板43、44表面的方向移动。

在此，盖部50b形成为沿一个方向敞开，因此热量的移动方向沿一侧方向引导。

第一区域的热量通过第一挡板43的第一排出口50向外部排出，第二区域的热量通过第二挡板44的第二排出口51向外部排出。即，具备排出路径，所述排出路径使第一区域中产生的热量和第二区域中产生的热量均被适当地排出。(为了区分每个排出口，标上不同的附图标记，并且即使图中没有单独表示每个排出口，也对散热孔标上附加文字a，也对盖部标上附加文字b而进行区分说明。)

底座板36中，与背面板34相邻的部分形成有多个第三排出口52。此时，第三排出口52的盖部52b形成为向上方凸出。另外，第三排出口52的盖部52b的开口部形成为朝向背面。由此，使残留在第一区域A的下部中的热量移动到第三区域C。

端子板35中，在端子衬套38的下部形成有多个第四排出口53。因此，第一区域的热量通过第四排出口53引导到第二区域。第四排出口53形成为盖部50b的开口部朝向外侧的下方。因此，形成为内部的热量有利于朝向外部，并且防止外部的异物侵入内部。

背面板34中，其下部设置有第五排出口54。第二区域的热量通过第五排出口54向外部排出。此外，第五排出口54以与第四排出口53相同的高度配置，由此从第一区域通过第四排出口53排出来的热量通过第五排出口54向外部排出。第五排出口54形成为盖部54b的开口部朝向外侧的下方。由此，形成为内部的热量有利于朝向外部，并且防止外部的粉尘侵入。

底板33中，在与第四排出口53相邻的部分形成有第六排出口55。从第一区域通过第三排出口52排出来的热量和第三区域中残留的热量通过第六排出口55向外部排出。

第一断路器室12中产生的热量通过各个排出口50～55向外部排出。

具体而言，第一区域的热量通过第一排出口50向上方排出，并通过第三排出口52和第四排出口53向下方和后方排出。

第二区域的热量通过第二排出口51向上方排出，并通过第五排出口54向后方排出。

第三区域的热量通过第六排出口55向下方排出。

此时，每个排出口50～55设置有盖部50b～55b，从而最大限度地抑制外部异物或粉尘的侵入。

若对以上述结构形成的每个断路器室12、13应用于多级配电箱再次进行整理，则为如下。

第一断路器室12设置在配电箱的第一层级(下层)，因此从第一区域A通过第一排出口A50排出来的热量和从第二区域B通过第二排出口A51排出来的热量通过散热室20向外部排出。此外，从第三区域C通过第六排出口A55排出来的热量向下方排出。

第二断路器室13设置在配电箱的第二层级(上层)，因此从第一区域A通过第一排出口B50排出来的热量和从第二区域B通过第二排出口B51排出来的热量向上方排出。此外，从第三区域C通过第六排出口B55排出来的热量通过散热室20向外部排出。在此，为了区分第一断路器室12的排出口和第二断路器室13的排出口，分别使用前缀文字A、B。

本发明发挥如下作用：从每个断路器室12、13通过第五排出口54排出来的热量排出到相邻的隔室(例如母线室)，以降低每个断路器室12、13的内部的温度。

参照图6，示出了应用于本发明的排出口的另一实施例。在该实施例中，盖部50b形成为大于散热孔50a的长度，从而不仅可以完全覆盖散热孔50a，而且盖部50b的一端向散热孔50a的一侧延伸。由此，可以进一步提高防尘性能。

根据本发明的各实施例所涉及的多级配电箱的散热和防尘系统，在正常状态下，在每个挡板设置了排出口，从而有效地执行散热功能。

此外，所述排出口还设置于每个板件，从而对散热有效。

此外，当产生电弧时，挡板被敞开，从而可以在短时间内释放电弧压力和热量。

此外，形成在挡板的散热孔由盖部遮挡，因此使外部异物或水分的侵入最小。

以上所说明的实施例是用于实现本发明的实施例，只要是本技术领域的通常技术人员能够在不脱离本发明的本质特征的情况下进行各种修改和变形。因此，本发明中公开的实施例是用于说明本发明的技术思想，而不是限定本发明的技术思想，并且本发明的技术思想的范围不受这些实施例的限制。即，本发明的保护范围应该由权利要求来解释，并且等同范围内的所有技术思想应该被解释为包括在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种多级配电箱的散热和防尘系统，其特征在于，包括：

多个隔室，设置于配电箱的外壳；以及

多个挡板，分别设置在所述多个隔室，

在所述挡板形成有用于散热的多个排出口，

多个所述隔室包括：

第一隔室，设置在第一层级；以及

第二隔室，设置在第二层级，

所述系统还包括：散热室，设置于所述第一隔室和所述第二隔室之间，并且在两个侧面形成有开口部，

多个所述隔室分别包括：

第一区域，由上部的顶板、侧部的两个侧板、背面部的端子板、下部的底座板及正面部的断路器室门围绕；以及

第二区域，由所述顶板、所述两个侧板、背面部的背面板、底面部的底板及正面部的所述端子板围绕，

在多个所述挡板中，形成在所述第一隔室的所述第一区域和第二区域的挡板与所述散热室连通。

2.根据权利要求1所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，多个所述隔室还包括：

第三区域，由上部的所述底座板、所述两个侧板、背面部的所述端子板、底面部的所述底板及正面部的所述断路器室门围绕。

3.根据权利要求2所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，所述排出口包括：

散热孔，形成在所述挡板的一部分；以及

盖部，覆盖所述散热孔。

4.根据权利要求3所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，

所述盖部的一端从所述散热孔的一侧延伸，所述盖部的另一端与所述散热孔的另一侧相互隔开。

5.根据权利要求4所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，

所述排出口分别形成于所述底座板、端子板和背面板。

6.根据权利要求5所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，

形成于所述端子板和所述背面板的所述排出口形成为所述盖部向外侧凸出且所述盖部的开口部朝向下方。

7.根据权利要求3所述的多级配电箱的散热和防尘系统，其中，

所述盖部的长度形成为大于所述散热孔的长度。

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