CN111478218A - 一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，属于低压开关柜设备领域，可以实现通过双态形变绝缘囊对抽屉柜内的电子设备进行全包裹防护，在正常工作时，内侧布满有绝缘气体介质六氟化硫，提高电子设备工作状态下的安全性，此时双态形变绝缘囊处于膨胀状态，为电子设备预留一定的工作散热空间，避免热量大量堆积难以有效散发出去，而在打开状态下，通过回收六氟化硫气体使得双态形变绝缘囊重新贴覆在电子设备表面，并施加一定的电场促使双态形变绝缘囊“硬化”，形成硬质外壳便于分开进行操作，可以隔绝内外界避免六氟化硫气体的泄漏污染，可以实现良好的绝缘防护，在意外发生电气故障时避免扩散，提高低压开关柜使用的整体安全性。

Description

一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜

技术领域

本发明涉及低压开关柜设备领域，更具体地说，涉及一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜。

背景技术

低压开关柜适用于发电厂、石油、化工、冶金、纺织、高层建筑等行业，作为输电、配电及电能转换之用。产品符合GB7251.1-2013《低压成套开关设备》(IDT IEC60439-1 1999)标准规定。低压开关柜属于列入3C认证强制性认证产品《目录》的产品。

低压开关柜从结构方式上可以分为固定式和抽出式，其中抽出式是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成，可移部分移换时要轻便，移入后定位要可靠，并且相同类型和规格的抽屉能可靠互换，抽出式中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求，柜体的精度必须提高，结构的相关部分要有足够的调整量，至于可移装置部分，要既能移换，又要可靠地承装主要元件，所以要有较高的机械强度和较高的精度，其相关部分还要有足够的调整量。

但是现有的抽屉式低压开关柜的绝缘防护性能仅仅依靠柜体的自身材料，防护性能较差，一旦某个抽屉柜内的电子设备出现故障，很容易扩散至相邻抽屉柜，造成电气故障范围扩大，引起较大的损失，尤其是如今的低压开关柜发展迅速，内部集成了许多以往难以比较的电子设备，对安全性提出了更高的要求，因此传统的低压开关柜难以实现有效的防扩散绝缘防护。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，它可以实现通过双态形变绝缘囊对抽屉柜内的电子设备进行全包裹防护，在正常工作时，内侧布满有绝缘气体介质六氟化硫，提高电子设备工作状态下的安全性，此时双态形变绝缘囊处于膨胀状态，为电子设备预留一定的工作散热空间，避免热量大量堆积难以有效散发出去，而在打开状态下，通过回收六氟化硫气体使得双态形变绝缘囊重新贴覆在电子设备表面，并施加一定的电场促使双态形变绝缘囊“硬化”，形成硬质外壳便于分开进行操作，在关闭工作时也便于贴合挤出空气，可以隔绝内外界避免六氟化硫气体的泄漏污染，可以实现良好的绝缘防护，在意外发生电气故障时避免扩散，提高低压开关柜使用的整体安全性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，包括开关柜本体，所述开关柜本体上安装有多个抽屉柜，所述抽屉柜内安装有电子设备，所述电子设备外侧包裹有双态形变绝缘囊，所述双态形变绝缘囊包括一对对称匹配的单瓣绝缘囊，一对所述单瓣绝缘囊相互远离一端与抽屉柜之间转动连接有转轴，所述单瓣绝缘囊包括双态液囊，所述双态液囊外表面覆盖粘接有储气囊，一对所述单瓣绝缘囊相互靠近一端均固定连接有铝合金密合条，所述储气囊内固定安装有微型气泵，所述微型气泵电性连接有镶嵌安装在抽屉柜内的控制器，所述微型气泵上连接有贯穿铝合金密合条并延伸至双态液囊内侧的多点气管。

进一步的，所述双态液囊和储气囊之间填充有导热硅胶层，所述导热硅胶层内镶嵌有导冷铜网，所述双态液囊和储气囊外表面涂覆有绝缘树脂层，可以将电子设备工作过程中产生的热量有效的传导出去，避免堆积在单瓣绝缘囊内侧形成高热环境，干扰电子设备的正常工作，而绝缘树脂层起到对单瓣绝缘囊的自身绝缘防护。

进一步的，所述铝合金密合条一端固定连接有多个安装于储气囊下端的半导体制冷片，且半导体制冷片与导热硅胶层相贴合，多个所述半导体制冷片相互串联并与控制器连接，半导体制冷片可以用于制冷，通过导热硅胶层的导冷作用直接快速的对电子设备产生的热量进行降温冷却，维持抽屉柜内电子设备的正常工作温度范围。

进一步的，其中一个所述铝合金密合条远离半导体制冷片一端固定连接有多个一体成型的挤压杆，另一个所述铝合金密合条靠近挤压杆一端开凿有U型出水槽，所述U型出水槽底部固定连接有储水海绵块，且U型出水槽的开口处略向上倾斜5-10度，在一对铝合金密合条合并连接一对单瓣绝缘囊时，利用挤压杆对储水海绵块的挤压作用，迫使储水海绵块释放部分吸收的水并从U型出水槽返流出，进入到一对铝合金密合条的缝隙处，并在半导体制冷片的制冷作用下到达冰点后结冰形成冰层，提高一对铝合金密合条之间的密封性，不易出现六氟化硫气体的泄漏污染问题。

进一步的，所述储水海绵块内镶嵌有多根导水丝，所述导水丝贯穿储水海绵块并延伸至U型出水槽外侧，对应的所述铝合金密合条侧壁上固定连接有多根沿铝合金密合条长度方向分布的导流滞留丝，且导流滞留丝与导水丝连接，导水丝的作用既可以实现将储水海绵块中释放的水导流出去，同时也可以回收水重新进入储水海绵块中，导流滞留丝一方面起到对渗出的水进行导流的作用，迫使其沿缝隙全面分布，另一方面可以起到对水的滞留作用，避免其在重力作用下直接落下。

进一步的，所述铝合金密合条上连接有多根高导冷丝，且高导冷丝镶嵌于铝合金密合条内并刚好延伸至铝合金密合条远离半导体制冷片一侧，所述高导冷丝采用石墨烯材料制成，石墨烯材料制成的高导冷丝具有极其优异的导冷性能，可以快速直接的将半导体制冷片产生的冷量传导至一对铝合金密合条之间，用来对水进行降温结冰实现密封。

进一步的，一对所述铝合金密合条相互靠近一端均固定连接有堵水条，所述堵水条采用遇水膨胀橡胶制成，起到对铝合金密合条缝隙处的堵漏作用，即使出现漏水现象也会被下方的堵水条所吸收膨胀，阻止水的进一步泄漏，避免掉落到电子设备上造成故障。

进一步的，所述铝合金密合条内镶嵌有多个均匀分布的电磁铁，且电磁铁相互串联并与控制器连接，通过控制电磁铁的电流方向来控制磁极，基于同性相斥异性相吸的原理，实现一对铝合金密合条之间的自动打开和结合。

进一步的，所述双态液囊内填充有电流变液，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体—固体的转变.当外加电场强度大大低于某个临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，它就变成固态，通过控制器施加电场来控制双态液囊的形态。

进一步的，所述储气囊内填充有六氟化硫气体，六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高，在温度不超过180℃时，它与电气结构材料的相容性和氮气相似，具有极其优异的电气绝缘性，但是对环境会产生的一定的污染。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过双态形变绝缘囊对抽屉柜内的电子设备进行全包裹防护，在正常工作时，内侧布满有绝缘气体介质六氟化硫，提高电子设备工作状态下的安全性，此时双态形变绝缘囊处于膨胀状态，为电子设备预留一定的工作散热空间，避免热量大量堆积难以有效散发出去，而在打开状态下，通过回收六氟化硫气体使得双态形变绝缘囊重新贴覆在电子设备表面，并施加一定的电场促使双态形变绝缘囊“硬化”，形成硬质外壳便于分开进行操作，在关闭工作时也便于贴合挤出空气，可以隔绝内外界避免六氟化硫气体的泄漏污染，可以实现良好的绝缘防护，在意外发生电气故障时避免扩散，提高低压开关柜使用的整体安全性。

(2)双态液囊和储气囊之间填充有导热硅胶层，导热硅胶层内镶嵌有导冷铜网，双态液囊和储气囊外表面涂覆有绝缘树脂层，可以将电子设备工作过程中产生的热量有效的传导出去，避免堆积在单瓣绝缘囊内侧形成高热环境，干扰电子设备的正常工作，而绝缘树脂层起到对单瓣绝缘囊的自身绝缘防护。

(3)铝合金密合条一端固定连接有多个安装于储气囊下端的半导体制冷片，且半导体制冷片与导热硅胶层相贴合，多个半导体制冷片相互串联并与控制器连接，半导体制冷片可以用于制冷，通过导热硅胶层的导冷作用直接快速的对电子设备产生的热量进行降温冷却，维持抽屉柜内电子设备的正常工作温度范围。

(4)其中一个铝合金密合条远离半导体制冷片一端固定连接有多个一体成型的挤压杆，另一个铝合金密合条靠近挤压杆一端开凿有U型出水槽，U型出水槽底部固定连接有储水海绵块，且U型出水槽的开口处略向上倾斜5-10度，在一对铝合金密合条合并连接一对单瓣绝缘囊时，利用挤压杆对储水海绵块的挤压作用，迫使储水海绵块释放部分吸收的水并从U型出水槽返流出，进入到一对铝合金密合条的缝隙处，并在半导体制冷片的制冷作用下到达冰点后结冰形成冰层，提高一对铝合金密合条之间的密封性，不易出现六氟化硫气体的泄漏污染问题。

(5)储水海绵块内镶嵌有多根导水丝，导水丝贯穿储水海绵块并延伸至U型出水槽外侧，对应的铝合金密合条侧壁上固定连接有多根沿铝合金密合条长度方向分布的导流滞留丝，且导流滞留丝与导水丝连接，导水丝的作用既可以实现将储水海绵块中释放的水导流出去，同时也可以回收水重新进入储水海绵块中，导流滞留丝一方面起到对渗出的水进行导流的作用，迫使其沿缝隙全面分布，另一方面可以起到对水的滞留作用，避免其在重力作用下直接落下。

(6)铝合金密合条上连接有多根高导冷丝，且高导冷丝镶嵌于铝合金密合条内并刚好延伸至铝合金密合条远离半导体制冷片一侧，高导冷丝采用石墨烯材料制成，石墨烯材料制成的高导冷丝具有极其优异的导冷性能，可以快速直接的将半导体制冷片产生的冷量传导至一对铝合金密合条之间，用来对水进行降温结冰实现密封。

(7)一对铝合金密合条相互靠近一端均固定连接有堵水条，堵水条采用遇水膨胀橡胶制成，起到对铝合金密合条缝隙处的堵漏作用，即使出现漏水现象也会被下方的堵水条所吸收膨胀，阻止水的进一步泄漏，避免掉落到电子设备上造成故障。

(8)铝合金密合条内镶嵌有多个均匀分布的电磁铁，且电磁铁相互串联并与控制器连接，通过控制电磁铁的电流方向来控制磁极，基于同性相斥异性相吸的原理，实现一对铝合金密合条之间的自动打开和结合。

(9)双态液囊内填充有电流变液，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体—固体的转变.当外加电场强度大大低于某个临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，它就变成固态，通过控制器施加电场来控制双态液囊的形态。

(10)储气囊内填充有六氟化硫气体，六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高，在温度不超过180℃时，它与电气结构材料的相容性和氮气相似，具有极其优异的电气绝缘性，但是对环境会产生的一定的污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明抽屉柜部分的侧视图；

图3为本发明抽屉柜部分的俯视图；

图4为本发明双态形变绝缘囊的俯视剖视图；

图5为图4中A处的结构示意图；

图6为本发明双态形变绝缘囊部分的正视剖视图。

图中标号说明：

1开关柜本体、2抽屉柜、3单瓣绝缘囊、301双态液囊、302储气囊、4铝合金密合条、5转轴、6半导体制冷片、7U型出水槽、8储水海绵块、9挤压杆、10导流滞留丝、11高导冷丝、12多点气管、13导冷铜网、14堵水条、15电磁铁。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，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，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，包括开关柜本体1，开关柜本体1上安装有多个抽屉柜2，且以走暗线的形式进行安装，请参阅图2-3，抽屉柜2内安装有电子设备，电子设备外侧包裹有双态形变绝缘囊，双态形变绝缘囊包括一对对称匹配的单瓣绝缘囊3，一对单瓣绝缘囊3相互远离一端与抽屉柜2之间转动连接有转轴5。

请参阅图4-5，单瓣绝缘囊3包括双态液囊301，双态液囊301外表面覆盖粘接有储气囊302，一对单瓣绝缘囊3相互靠近一端均固定连接有铝合金密合条4，储气囊302内固定安装有微型气泵，微型气泵电性连接有镶嵌安装在抽屉柜2内的控制器，采用单片机为控制核心，微型气泵上连接有贯穿铝合金密合条4并延伸至双态液囊301内侧的多点气管12，双态液囊301和储气囊302之间填充有导热硅胶层，导热硅胶层内镶嵌有导冷铜网13，双态液囊301和储气囊302外表面涂覆有绝缘树脂层，可以将电子设备工作过程中产生的热量有效的传导出去，避免堆积在单瓣绝缘囊3内侧形成高热环境，干扰电子设备的正常工作，而绝缘树脂层起到对单瓣绝缘囊3的自身绝缘防护，铝合金密合条4一端固定连接有多个安装于储气囊302下端的半导体制冷片6，且半导体制冷片6与导热硅胶层相贴合，多个半导体制冷片6相互串联并与控制器连接，半导体制冷片6可以用于制冷，通过导热硅胶层的导冷作用直接快速的对电子设备产生的热量进行降温冷却，维持抽屉柜2内电子设备的正常工作温度范围。

请参阅图5，其中一个铝合金密合条4远离半导体制冷片6一端固定连接有多个一体成型的挤压杆9，另一个铝合金密合条4靠近挤压杆9一端开凿有U型出水槽7，U型出水槽7底部固定连接有储水海绵块8，且U型出水槽7的开口处略向上倾斜5-10度，在一对铝合金密合条4合并连接一对单瓣绝缘囊3时，利用挤压杆9对储水海绵块8的挤压作用，迫使储水海绵块8释放部分吸收的水并从U型出水槽7返流出，进入到一对铝合金密合条4的缝隙处，并在半导体制冷片6的制冷作用下到达冰点后结冰形成冰层，提高一对铝合金密合条4之间的密封性，不易出现六氟化硫气体的泄漏污染问题，储水海绵块8内镶嵌有多根导水丝，导水丝贯穿储水海绵块8并延伸至U型出水槽7外侧，对应的铝合金密合条4侧壁上固定连接有多根沿铝合金密合条4长度方向分布的导流滞留丝10，且导流滞留丝10与导水丝连接，储水海绵块8和导流滞留丝10均采用导水纤维绞合制成，导水丝的作用既可以实现将储水海绵块8中释放的水导流出去，同时也可以回收水重新进入储水海绵块8中，导流滞留丝10一方面起到对渗出的水进行导流的作用，迫使其沿缝隙全面分布，另一方面可以起到对水的滞留作用，避免其在重力作用下直接落下。

请参阅图5-6，铝合金密合条4上连接有多根高导冷丝11，且高导冷丝11镶嵌于铝合金密合条4内并刚好延伸至铝合金密合条4远离半导体制冷片6一侧，高导冷丝11采用石墨烯材料制成，石墨烯材料制成的高导冷丝11具有极其优异的导冷性能，可以快速直接的将半导体制冷片6产生的冷量传导至一对铝合金密合条4之间，用来对水进行降温结冰实现密封，一对铝合金密合条4相互靠近一端均固定连接有堵水条14，堵水条14采用遇水膨胀橡胶制成，起到对铝合金密合条4缝隙处的堵漏作用，即使出现漏水现象也会被下方的堵水条14所吸收膨胀，阻止水的进一步泄漏，避免掉落到电子设备上造成故障，铝合金密合条4内镶嵌有多个均匀分布的电磁铁15，且电磁铁15相互串联并与控制器连接，通过控制电磁铁15的电流方向来控制磁极，基于同性相斥异性相吸的原理，实现一对铝合金密合条4之间的自动打开和结合。

双态液囊301内填充有电流变液，电流变液在通常条件下是一种悬浮液，它在电场的作用下可发生液体—固体的转变.当外加电场强度大大低于某个临界值时，电流变液呈液态；当电场强度大大高于这个临界值时，它就变成固态，通过控制器施加电场来控制双态液囊301的形态。

储气囊302内填充有六氟化硫气体，六氟化硫分子结构呈八面体排布，键合距离小、键合能高，因此其稳定性很高，在温度不超过180℃时，它与电气结构材料的相容性和氮气相似，具有极其优异的电气绝缘性，但是对环境会产生的一定的污染。

本发明可以实现通过双态形变绝缘囊对抽屉柜内的电子设备进行全包裹防护，在正常工作时，内侧布满有绝缘气体介质六氟化硫，提高电子设备工作状态下的安全性，此时双态形变绝缘囊处于膨胀状态，为电子设备预留一定的工作散热空间，避免热量大量堆积难以有效散发出去，而在打开状态下，通过回收六氟化硫气体使得双态形变绝缘囊重新贴覆在电子设备表面，并施加一定的电场促使双态形变绝缘囊“硬化”，形成硬质外壳便于分开进行操作，在关闭工作时也便于贴合挤出空气，可以隔绝内外界避免六氟化硫气体的泄漏污染，可以实现良好的绝缘防护，在意外发生电气故障时避免扩散，提高低压开关柜使用的整体安全性。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，包括开关柜本体(1)，其特征在于：所述开关柜本体(1)上安装有多个抽屉柜(2)，所述抽屉柜(2)内安装有电子设备，所述电子设备外侧包裹有双态形变绝缘囊，所述双态形变绝缘囊包括一对对称匹配的单瓣绝缘囊(3)，一对所述单瓣绝缘囊(3)相互远离一端与抽屉柜(2)之间转动连接有转轴(5)，所述单瓣绝缘囊(3)包括双态液囊(301)，所述双态液囊(301)外表面覆盖粘接有储气囊(302)，一对所述单瓣绝缘囊(3)相互靠近一端均固定连接有铝合金密合条(4)，所述储气囊(302)内固定安装有微型气泵，所述微型气泵电性连接有镶嵌安装在抽屉柜(2)内的控制器，所述微型气泵上连接有贯穿铝合金密合条(4)并延伸至双态液囊(301)内侧的多点气管(12)。

2.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述双态液囊(301)和储气囊(302)之间填充有导热硅胶层，所述导热硅胶层内镶嵌有导冷铜网(13)，所述双态液囊(301)和储气囊(302)外表面涂覆有绝缘树脂层。

3.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述铝合金密合条(4)一端固定连接有多个安装于储气囊(302)下端的半导体制冷片(6)，且半导体制冷片(6)与导热硅胶层相贴合，多个所述半导体制冷片(6)相互串联并与控制器连接。

4.根据权利要求3所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：其中一个所述铝合金密合条(4)远离半导体制冷片(6)一端固定连接有多个一体成型的挤压杆(9)，另一个所述铝合金密合条(4)靠近挤压杆(9)一端开凿有U型出水槽(7)，所述U型出水槽(7)底部固定连接有储水海绵块(8)，且U型出水槽(7)的开口处略向上倾斜5-10度。

5.根据权利要求4所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述储水海绵块(8)内镶嵌有多根导水丝，所述导水丝贯穿储水海绵块(8)并延伸至U型出水槽(7)外侧，对应的所述铝合金密合条(4)侧壁上固定连接有多根沿铝合金密合条(4)长度方向分布的导流滞留丝(10)，且导流滞留丝(10)与导水丝连接。

6.根据权利要求4所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述铝合金密合条(4)上连接有多根高导冷丝(11)，且高导冷丝(11)镶嵌于铝合金密合条(4)内并刚好延伸至铝合金密合条(4)远离半导体制冷片(6)一侧，所述高导冷丝(11)采用石墨烯材料制成。

7.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：一对所述铝合金密合条(4)相互靠近一端均固定连接有堵水条(14)，所述堵水条(14)采用遇水膨胀橡胶制成。

8.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述铝合金密合条(4)内镶嵌有多个均匀分布的电磁铁(15)，且电磁铁(15)相互串联并与控制器连接。

9.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述双态液囊(301)内填充有电流变液。

10.根据权利要求1所述的一种防扩散的独立绝缘抽屉式低压开关柜，其特征在于：所述储气囊(302)内填充有六氟化硫气体。

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