一种一二次融合智能化成套环网柜
技术领域
本发明涉及一种电力装备,具体涉及环网柜技术领域,尤其是一种一二次融合智能化成套环网柜。
背景技术
环网柜是一组输配电气设备(高压开关设备)装在金属或非金属绝缘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。目前的室外环网柜在使用时因为使用的环境较为恶劣,导致环网柜的散热不理想,容易出现凝露。针对环网柜的散热问题有必要对环网柜的结构进行重新设计。
凝露发生的条件有两个,一、要有温差,二、空气相对湿度在低温时达到饱和。
现有技术中,通常是检测温差之后进行通风。如现有技术,通常使用的热电偶等电子感温元件,测量柜体和室外温度,获得温度差,进而对柜体进行通风操作。这种方式,一方面是电子元件出现故障的概率较高,再者长时通电内耗较高。现有技术,CN109066382B,通过双金属片检测温度,来控制通风口的大小,这种方式,虽然解决了电子元器件故障率和长时通电的问题,但是对加工的精度要求过高。对于环网柜来说,实际上是一个电网辅助装置,部件结构精度要求过高,一方面成本大幅上升,且对供应商的要求也会提高,提高了供应商的进入门槛,减少了供应渠道,对于整个电网的铺设,进度、调试等问题就会接踵而来。降低电网铺设的效率,提高施工成本。
此外,温差并不是凝露发生的唯一原因,必须要空隙湿度在降温后达到饱和才能发生凝露。因此,仅仅检测温差实际上是对有可能发生凝露的情况全部都进行通风处理,实际上仅有部分情况会发生凝露,这样会导致浪费能源,且设备的损耗增加。因此,精确的检测凝露是否发生是关键问题。
发明内容
本申请实施例通过提供一种一二次融合智能化成套环网柜,解决了现有技术中不能对凝露进行检测,并根据凝露发生与否来控制通风的问题,实现了短时间内迅速检测凝露发生与否。
本申请实施例提供了一种一二次融合智能化成套环网柜,包括柜体,所述柜体带有柜门,在所述柜体内固定有凝露检测组件,所述凝露检测组件用于检测是否发生凝露,其包括引流锥、长槽、引流管、集液瓶、毛细管、电极;
所述引流锥为倒锥台面,由金属制成,作为凝露发生面,其内、外面上刻有多个长槽,长槽底端延伸至引流锥的底边,且长槽的底端开口;
引流管顶端开口抵触长槽底端,且长槽底端开口位于引流管顶端开口内,使引流管能够承接长槽内流下的凝露;
所述引流管底端伸入集液瓶内;所述集液瓶侧面连通倾斜向上设置的毛细管;所述毛细管顶端开口,且不低于集液瓶顶边,毛细管管壁上固定有相对的两个金属电极,所述电极一端伸入毛细管内,另一端留在毛细管外,位于毛细管内的两个电极不接触,当水同时与两个电极接触时连通两个电极;
所述引流锥内外面上设有多个刻痕,刻痕一端与长槽连通,刻痕倾斜设置;
还包括引风组件,引风组件用于强制柜体内外空气对流;
所述电极接通后,所述引风组件均开始工作。
进一步的,所述毛细管有多个,且多个毛细管上的电极纵向高度不同;
毛细管上电极位置越高,则电极所在毛细管与集液瓶连通口的位置越高;
所述连通口中位置紧邻的较低的连通口的顶点和较高的连通口最低点之间的纵向距离不大于1.5mm。
进一步的,所述柜体包括柜顶、柜面;
所述柜面包括立面和柜底面,包围形成顶面开口的筒状,用于支撑柜顶,并与柜顶形成电子元器件的安装空间;
所述柜顶包括顶面、底面、连通管、通风孔;
所述顶面向上凸起,所述底面为倒圆锥面;所述顶面与底面边沿密封固定连接,形成一个空腔;
凝露检测组件固定在顶面与底面围成的空腔内;
所述顶面底部带有通风口,通风口用于向顶面和底面之间的空腔流通空气;
所述通风口外侧固定防水罩,防水罩用于防止雨水倒灌;
所述连通管顶部与底面中心连通,使连通口位于底面的最低处;
所述柜面形成的安装空间底部通过隔板形成一个与安装空间不连通的底腔,所述立面为双层立面,双层立面之间形成通风通道,通风通道与底腔连通,立面顶端带有通气孔,通气孔用于通风通道与之外环境进行空气流通,且通气孔外带有防水罩,防水罩用于防止雨水倒灌进入通风通道内;
所述连通管底端与底腔连通;
所述连通管上纵向间隔设置多个通风孔,通风孔有电磁阀控制开闭;
所述底腔内固定设置引风组件,引风组件用于将柜体外空气从柜顶的通风口引入,经过连通管和立面内的通风通道从立面顶端的通气孔排出;
所述引风组件包括一个旋流扇、一个涡流扇;
所述旋流扇位于涡流扇的上侧,且二者同轴,旋流扇用于将连通管内气流抽入底腔内;所述涡流扇用于将气流吹向底腔四周;
所述涡流扇的每个扇叶空余端带有一个斜向叶片,斜向叶片临近底腔内壁的侧边由底向顶倾斜向底腔顶面中心倾斜。
进一步的,所述安装在同一毛细管上的电极为一组,每组电极与若干电磁阀串联,并与电源形成一个串联电路;
多组电极与其对应的电磁阀形成串联电路相互并联,使对应电极接通后,响应的电磁阀即开启。
进一步的,还包括温差检测组件,温差检测组件用于检测柜体内外的是否存在温差;
所述温差检测组件包括壳体、外温度计、内温度计、放置架、支块、平衡杆、内微动开关、外微动开关、隔温层;
所述外温度计和内温度计为酒精温度计,且外温度计和内温度计距离尾端1/4-1/3处与放置架球接,使外温度计和内温度计能够沿球接点转动;
所述外温度计和内温度计的顶端与平衡杆球接;所述平衡杆中心与支块顶面中心球接,当外温度计和内温度计显示温度相同时,平衡杆处于水平状态;
所述内微动开关位于内温度计顶端与壳体底面接触点处,使内温度计顶端能够抵触内微动开关,所述外微动开关位于外温度计顶端与壳体底面接触点处,使外温度计顶端能够抵触外微动开关;
所述内微动开关与内温度计顶端的接触点和外微动开关与外温度计顶端的接触点在同一水平面内;
壳体内固定双金属温度计,双金属温度计有两个,分别与内、外温度计对应,且双金属温度计的指针与对应的温度计轴线所在纵向平面重合;当内、外温度计均处于与放置架接触的支点处对应的温度环境时,双金属温度计的指针处于水平状态,且此时双金属温度计的指针各自正对所对应的温度计的尾端中心;所述线轴固定于内外温度计的上方,指针转轴固定拉线,拉线绕过线轴尾端中心固定连接,当内外环境温度相同,且指针均水平指向温度计尾端时,拉线位于线轴两侧的部分均为直线状态;
当内温度计与外温度计有温差,平衡杆失衡,内微动开关或外微动开关受触碰接通电路;
所述隔温层将壳体分成两个腔室,所述平衡杆与支块之间的支撑点位于隔温层上通孔内,通孔大小不干扰平衡杆的转动;
所述隔温层与柜面的立面平行且与立面或通风通道重合,使壳体有一部分位于柜体外;所述外温度计与内温度计位于隔温层两侧的腔室内,且内温度计位于柜体内;
所述内微动开关和外微动开关能够控制引风组件的开关。
进一步的,所述内微动开关和外微动开关并联,形成并联开关电路;
所述并联开关电路与电源以及引风组件形成串联开关电路。
进一步的,所述引流锥内外表面喷涂疏水材料涂层,或附着疏水材料层,使引流锥
表面不能被水湿润。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、由于采用了引流锥,能够将凝露快速的集聚到集液瓶中,并利用毛细管对水的作用,使微量或是少量的水能够快速凸显,利用水的导电作用,与电极配合来实现引风组件的开关,有效解决了现有技术中的仅检测温差即进行通风处理导致能耗浪费和设备损耗增加的问题,进而实现了仅在凝露发生时才对设备进行通风的功能,减少电力浪费和设备损耗。
2、由于将柜面的立面设置成双层,立面形成一个相对隔热的区域,使凝露首先发生在立面处,而内部安装空间温度变化速度更慢,给凝露检测预留了时间。
3、由于在柜顶形成的空腔内进行检测,这个区域温差通常是柜体最大的部位,能够更及时的检测到凝露的发生。
4、利用连通管进行通风和降温,并不是将气体直接吹入柜体内二者在连通管上的通风口附近区域形成对流,避免空气直接吹扫设备导致凝露直接发生在设备表面,即以缓和的形式对设备进行内外恒温,避免在设备表面或是附近形成凝露,或是在有可能发生凝露之前,就已经将设备安装区的温度调整至于室外温度基本一致的程度。
5、双层柜体结合连通管,形成的通风管道,能够有效的清除柜面上的凝露,且尽可能避免在设备安装区域内形成凝露。
6、连通管上的通风口通过电磁阀控制,与电极接通数量成正比,这样,凝露量越多,则设备安装区与外界空气之间的对流越多。
7、温差检测组件,将温度计的温差转化成质量差,结构简单,成本低廉,检测精准,能够准确的检测到温差,并将温差发生通过微动开关开独立控制引风组件的工作与否,对凝露的发生进行预防性的通风。
8、通过在引流锥上喷涂或是贴覆等手段将引流锥表面形成一个疏水的面,使凝露发生后,快速富集到刻痕和长槽中,加快凝露的收集,使检测更及时,通风响应更快。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是凝露检测组件结构示意图。
图3是温差检测组件结构示意图。
图4是图3左视图。
图5是电路连接图。
图6是双重检测温差和凝露均发生时引风组件才工作的示意图。
图7是长槽与引流管配合示意图。
图中,柜顶10、顶面11、底面12、连通管13、通风孔14;
柜面20、隔板21、底腔22;
引风组件30、旋流扇31、涡流扇32、斜向叶片321;
凝露检测组件40、引流锥41、长槽42、引流管421、集液瓶43、毛细管44、电极45;
温差检测组件50、外温度计51、内温度计52、放置架53、支块54、平衡杆55、内微动开关56、外微动开关57、隔温层58、双金属温度计59、指针转轴591、线轴592。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1-5所示,一种一二次融合智能化成套环网柜防,包括柜体、柜门还包括凝露检测组件40,所述凝露检测组件40用于检测是否发生凝露,其包括引流锥41、长槽42、引流管421、集液瓶43、毛细管44、电极45;
所述引流锥41为倒锥台面,由金属制成,作为凝露发生面,内外面上刻有多个长槽42,长槽42底端延伸至引流锥41的底边,且长槽42的底端开口,引流管顶端开口抵触引流锥41底端,使内外面上的长槽42底端开口位于引流管顶端开口内,使引流管能够承接长槽42内流下的凝露;凝露发生面也是引流面,一般的金属如铜、铁、不锈钢等都能被水湿润(即接触角大于90度),因此为了加快凝露的汇集,在引流锥的内外面上均喷涂疏水材料,形成疏水层。当然粘附或是其他工艺形成疏水膜也可以。
所述引流管421底端伸入集液瓶43内;
所述集液瓶43侧面连通一个或是多个倾斜向上设置的毛细管44;所述毛细管44顶端开口,且不低于集液瓶43顶边,毛细管44管壁上固定有相对的两个金属电极45,所述电极45一端伸入毛细管44内,另一端留在毛细管44外,位于毛细管44内的两个电极45不接触,当水同时与两个电极接触时连通两个电极45;
当有多个毛细管44时,每个毛细管44上的的电极45相对于集液瓶底面高度不同;而且毛细管44上电极越高的与集液瓶连通口的位置也越高。所有的连通口都不重叠。紧邻的连通口纵向之间的间距1-1.5mm。之所以连通口要有高度不同,是为了方便检测检测凝露的量。
量越多,能够接触到的毛细管越多,利用这种方式来控制后续的通风量。
所述引流锥41内外面上设有多个刻痕,刻痕一端与长槽42连通,刻痕倾斜设置;
在刻痕以及长槽的集液作用下,凝露快速收集到锥面的底端进入集液瓶43内。当然,在引流锥41内外表面喷涂疏水材料,如市售的防水喷雾(http://suo.im/6mrVzK),诸如此类,当然如聚四氟乙烯等镀膜材料也可以,用来加快凝露快速的收集,效果更佳。
实际上凝露能够积累的水量很少,水流入集液瓶43,通常很难对其进行识别。因此,增加毛细管(管内径小于1mm,可以是玻璃等能够被水湿润的材料制成),利用水的表面张力和管壁与水分子的吸引力,使水向毛细管上方移动。同时利用水来接通固定在毛细管上的电极45。当然使用毛细管44还有另一个用处,就是通风集液瓶43内的水会快速流失,但柜体内壁上的凝露仍然有很多,如果以集液瓶43内的凝露有没有来判断强制通风与否,很有可能导致柜体内仍然有大量的凝露。这个时候,毛细管的作用就能够体现出来了,即使集液瓶43内的凝露被吹干,但是在分子间力和水的表面张力作用下,毛细管内的水仍然会有部分留存在毛细管内,在设备试验和安装阶段,通过观察就能够确定留存的毛细管水会在哪个位置,将电极45设置在留存的毛细管水的位置处,就能够延长强制通风时间,确保凝露被吹干,且柜体内外温度平衡。
当然,强制通风如果是直接向柜体内进风,在秋冬季很有可能会导致元器件表面快速发生凝露。因为元器件的温度比气温高,冷空气在元器件表面快速降温,导致凝露在元器件表面发生。因此这种方式并不可取。为了避免这种情况的发生。将柜体的结构进行进一步的改进。
所述柜体包括柜顶10、柜面20;
所述柜面20包括立面和柜底面,包围形成顶面开口的筒状,用于支撑柜顶10,并与柜顶10形成电子元器件的安装空间;
所述柜顶10包括顶面11、底面12、连通管13、通风孔14;
所述顶面11向上凸起,所述底面12为倒圆锥面;所述顶面11与底面12边沿密封固定连接,形成一个空腔;
柜体顶部不管是夏季还是冬季,基本上都是与室外温差最大的部位,也是在夜间或是凌晨最容易发生凝露的位置。
因此,将凝露检测装组件放在柜体的顶部,容易第一时间检测到凝露的发生。
所述顶面11底部带有通风口,通风口用于向顶面11和底面12之间的空腔流通空气;
所述通风口外侧固定防水罩,防水罩用于放置雨水倒灌;
所述连通管13顶部与底面12中心连通,使连通口位于底面12的最低处;
所述柜面形成的安装空间底部通过隔板21形成一个与安装空间不连通的底腔22,所述立面为双层立面,双层立面之间形成通风通道,通风通道与底腔22连通,立面顶端带有通气孔,通气孔用于通风通道与之外环境进行空气流通,且通气孔外带有防水罩,防水罩用于放置雨水倒灌进入通风通道内;
立面的内层立面的内侧固定保温层,保温层的内侧最好使用网格固定一层高吸水性树脂层,这样能够起到吸收空气中凝露的作用,而且高吸水性树脂吸水快,但失水速度相对较慢,失水时并不容易在柜体内形成凝露。
所述连通管13底端与底腔22连通;连通管13最好是轴线与柜体的纵向轴线重合,
便于后续通风时形成均匀的风向;
所述连通管13上纵向间隔设置多个通风孔14,通风孔14由电磁阀控制开闭;通风孔14的数量根据柜体的大小来确定,当然沿着连通管的轴向水平设置多个形成一层通风孔14,在纵向方向上设置多层也可以。
所述底腔22内固定设置引风组件30,引风组件30用于将柜体外空气从柜顶10的通风口引入,经过连通管13和立面内的通风通道从立面顶端的通气孔排出;
所述引风组件30包括一个旋流扇31、一个涡流扇32;这种结构是为了能够一方面形成抽吸作用,将气流从柜体外抽气进入柜体,在通过涡流扇32将气流水平分散至四周。
所述旋流扇31位于涡流扇32的上侧,且二者同轴,旋流扇31用于将连通管13内气流抽入底腔22内;所述涡流扇32用于将气流吹向底腔四周;
所述涡流扇32的每个扇叶空余端带有一个斜向叶片321,斜向叶片321临近底腔22内壁的侧边由底向顶倾斜向底腔顶面中心倾斜;斜向叶片的作用是将气流压入通风通道内;
所述每一对电极均与引风组件以及电源直接串联,电极接通后引风组件通电工作。同时,该电路上还可以串联变频器,来控制通风频率。
通过以上结构,使进风时先通过连通管13在经过通风通道通风;同时,根据不同毛细管44上电极45来判断凝露量,以接通电极45数量占总电极数量的比例来控制通风孔14上电磁阀开启的数量。如图5所示,接通电极量与电磁阀开启量成正比,(每一对电极与一定数量的电磁阀串联,电极与电磁阀之间是串联,这样每接通一对电极,就有一定数量的电磁阀接通)。让通风更多的是与柜体安装区域进行小范围对流,避免直吹设备表面。
如图5所示,每组电极45与一个或多个电磁阀组(常闭电磁阀)成一个串联电路,接通后电磁阀从常闭状态进入开启状态。
柜体的立面和柜顶以及隔板之间形成了一个密闭的腔室,只有通过连通管13上的电磁阀打开的时候,轴向气流向下移动能够将腔室内的空气抽吸进入连通管中。从而达到气流对流的作用。抽吸的方式进行对流,能够减少空气直接吹到元器件上。减少直接在元器件表面上出现凝露的几率。
凝露是否发生,有两个条件,按顺序排列,首先是要有温差。因此,检测是否有温差,当有温差时,两种选择,如图5-6所示,可以不通风(图6,温差检测与电源和通风组件串联),也可以进行通风(图5),但是通风仅仅进行低功率通风,减少能耗。作为凝露发生的预防手段。通过温差检测组件50来检测温差,当有温差时进行通风,如图5所示,接通的电路上设置电阻、变频器等元器件,控制通风功率,使通风速度相比于有凝露时的速度低,是有凝露时风速的1/5-1/3。
因此在检测是否发生凝露前,可以先检测柜体内外是否有温差,还包括温差检测组件50,温差检测组件50用于检测柜体内外的是否存在温差;
所述温差检测组件50包括壳体、外温度计51、内温度计52、放置架53、支块54、平衡杆55、内微动开关56、外微动开关57、隔温层58、双金属温度计59、指针转轴591、线轴592;
所述壳体外层与柜体之间的通过减震或是阻尼片、橡胶片固定连接,用于减少柜体振动对壳体造成的振动,壳体内层铺设吸音尖辟,减少声音传入壳体内。
所述外温度计51和内温度计52为酒精温度计,(酒精温度计的测温范围广能够测量到零下50度,零上温度到78左右,这对于室温测量已经基本足够绝大部分地区使用)且外温度计51和内温度计52接近尾部定位于放置架53上,定位点与尾端的距离占温度计总长的1/4-1/3,使外温度计51和内温度计52能够沿定位点沿放置架53转动;定位方式可以是放置,当然放置容易在使用中发生位移。因此,球接是相对更好的定位方式。
所述外温度计51和内温度计52的顶端与平衡杆55球接;所述平衡杆55中心与支
块54顶面中心球接,当外温度计51和内温度计52显示温度相同时,平衡杆55处于水平状态;
内微动开关56位于内温度计52顶端与壳体底面接触点处,使内温度计52顶端能够抵触内微动开关56,所述外微动开关57位于外温度计51顶端与壳体底面接触点处,使外温度计51顶端能够抵触外微动开关57;所述内微动开关56与内温度计52顶端的接触点和外微动开关57与外温度计51顶端的接触点在同一水平面内;
壳体内固定双金属温度计59,双金属温度计59有两个,分别与内外温度计对应,且双金属温度计的指针对对应的温度计轴线所在纵向平面重合,指针转轴591与该平面垂直;当内外温度计均处于与放置 架53接触的支点处对应的温度环境时,双金属温度计的指针处于水平状态,且此时双金属温度计的指针各自正对所对应的温度计的尾端中心;所述线轴592固定于内外温度计的上方,指针转轴591固定拉线,拉线绕过线轴592与对应的温度计尾端中心固定连接,当内外环境温度相同,且指针均水平指向温度计尾端时,拉线位于线轴两侧的部分均为直线状态;
当内温度计52与外温度计51有温差,平衡杆55失衡,内微动开关56或外微动开关57受触碰接通电路;内外温度计与放置架以及平衡 杆都是球接,由于平衡 杆55的长度和位置是确定的,因此,当出现失衡时,内外温度计能够抵触的微动开关。之所以使用球接,是因为内外温度计顶端要围绕平衡 杆55中心的支点在一个圆上移动,使得内外温度计相对于放置架夹角会变化。
所述隔温层58将壳体分成两个腔室,所述平衡杆55与支块54之间的支撑点位于隔温层58上通孔内,通孔大小不干扰平衡杆55的转动;为了更好的分隔两个腔室,让两个腔室的温度有效的区分,平衡杆55与支块之间球接,且球接的方式最好是在平衡杆55的中心处固定球头,支块54上设有与球头滑动配合的球窝,而隔温层58上的通孔临近球头的内壁是球面,球面与球头之间的间隙不大于0.5mm;所述放置架53穿过隔温层,与隔温层固定连接,放置架53水平设置。
所述隔温层58与柜面的立面平行且与立面或通风通道重合,使壳体由一部分位于柜体外;所述外温度计51与内温度计52位于隔温层58两侧的腔室内,且内温度计52位于柜体内;
柜体内的电子元器件本身并不会发生振动或是振动微乎其微,外界的振动和声音有可能会带动壳体振动,通过阻尼片和吸音尖辟将外界带来的振动减少。使外界振动,不会导致内外温度计的失衡状态与重力作用下应该的偏移状态相反即可。举例,如内温度计的检测温度更高,此时,内温度计52与平衡杆连接的一端应该抵触微触开关,壳体的阻尼和吸音尖辟的作用不会让外部的振动或是噪音产生的振动,干扰这一结果。
内外温度计有温差的情况下,内部的液体向顶端移动的距离不同,位于放置架53两侧的重量发生变化。这样,平衡杆55两端的温度计的重量发生变化,温度高的一端重,温度低的一端轻。平衡杆55就会失衡,从而触发微动开关。同时,两个双金属温度计,指针转轴591会卷绕细绳,拉动内外温度计尾端移动,加大动作幅度,避免因为内外温度计与放置架、平衡 杆等部件的摩擦出现错判。
内外微动开关并联与电源和其它部件(引风组件、电源以及变频器)之间串联(如图5)这样微动开关触发之后或是微动开关接通同时电极接通之后引风组件工作。
其中,温度计最好是有一部分杆体也在放置架53的另一侧。这样通过平衡杆55来确定温差的部分总质量减少,温度变化导致的质量变化更明显,整个温差检测更灵敏。
以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。