CN111697476A - 一种多层级嵌套式环网柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层级嵌套式环网柜，应用圆柱形筒体结构的设备筒体（1），并内置夹层空腔（9）填充六氟化硫气体，控制第一双向气泵（6）与第二双向气泵（7）协同工作，实现六氟化硫气体向设备筒体（1）内部的填充，由六氟化硫气体为设备筒体（1）内部环网设备提供绝缘保护，并应用导热装置实现环网设备工作热量的多级传递，同时获得夹层空腔（9）内部的真空，将设备筒体（1）内壁两侧之间的温差控制在最小范围内，有效控制了内部的水汽凝结，实现了结构化的物理除湿方案，且由转动电机（5）控制驱动散热筒体（2）进行转动，通过气流引导将热量排出，综合考虑了密封、散热、水汽凝结多维因素，保证了环网柜实际工作的稳定性。

Description

一种多层级嵌套式环网柜

技术领域

本发明涉及一种多层级嵌套式环网柜，属于环网柜技术领域。

背景技术

环网是指环形配电网，即供电干线形成一个闭合的环形，供电电源向这个环形干线供电，从干线上再一路一路地通过高压开关向外配电。这样的好处是，每一个配电支路既可以从它的左侧干线取电源，又可以从它右侧干线取电源。当左侧干线出了故障，它就从右侧干线继续得到供电，而当右侧干线出了故障，它就从左侧干线继续得到供电，这样一来，尽管总电源是单路供电的，但从每一个配电支路来说却得到类似于双路供电的实惠，从而提高了供电的可靠性。

基于上述环网的原理，出现了环网柜，环网柜（Ring Main Unit）是将一组输配电气设备（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。

现有技术诸如六氟化硫气体环网柜应用比较广泛，它是将一次主回路比如母线等开关密封在气箱内，然后向气箱内充六氟化硫气体作为绝缘介质，进出线端采用了可触摸电缆头，它具有小型化、标准化、智能化等优点，但是六氟化硫气体一旦被排放到空气中，很难被降解，而且会造成温室效应，因此对于六氟化硫气体环网柜来说，密封是重中之重，同时环网柜内设备工作必然会产生热量，相对于外部环境温度，内外的温度差很容易环网柜内的水汽凝结，对于凝结水的处理，现有技术大多采用内置除湿器或者除湿剂的方法，对于除湿器需要进行设备安装，而且需要与外部环境的空气交流，不仅成本高，而且无法满足六氟化硫气体所需的密封环境；对于除湿剂来说，则需要试剂的安放、以及经常性的替换，同样十分麻烦，因此对于现有技术的六氟化硫气体环网柜来说，如何将密封、散热、以及凝结水问题处理好是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多层级嵌套式环网柜，针对以六氟化硫气体作为绝缘介质进行填充保护的环网柜，采用由内之外多层级的系统化设计，综合考虑密封、散热、水汽凝结多维因素，在应用六氟化硫气体高灭弧性能与高绝缘性能的同时，保证了环网柜实际工作的稳定性。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种多层级嵌套式环网柜，包括设备筒体、散热筒体、主扇叶组、滑槽、四组导热装置、控制模块，以及分别与控制模块相连接的转动电机、第一双向气泵、第二双向气泵、气体压强传感器；控制模块由环网柜中进行取电，分别为转动电机、第一双向气泵、第二双向气泵、气体压强传感器进行供电；

其中，设备筒体为圆柱形筒体结构，设备筒体竖直设置应用，设备筒体侧面设置活动开启或关闭的柜门，设备筒体的两端封闭，且设备筒体除柜门以外的其余位置均为封闭结构，柜门实现密封式关闭；设备筒体的顶部、底部、以及侧壁上除柜门以外的位置内置相互连通的夹层空腔，同时柜门上内置独立的真空式空腔；夹层空腔中仅填充六氟化硫气体，第一双向气泵和气体压强传感器固定设置于设备筒体的内部，第一双向气泵上其中一输气端连通夹层空腔，第一双向气泵上另一输气端置于设备筒体内部，且第一双向气泵针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断；控制模块和第二双向气泵固定设置于设备筒体顶部的上表面，第二双向气泵上其中一输气端穿过设备筒体顶部的夹层空腔置于设备筒体内部，且第二双向气泵上该输气端与其穿过设备筒体顶部夹层空腔的位置密封固定式连接；第二双向气泵针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断；

四组导热装置的结构彼此相同，各组导热装置分别均包括彼此相对应的绝缘导热内置平板和环形导热外置平板，绝缘导热内置平板的外径与设备筒体的内径相适应，环形导热外置平板的内径与设备筒体的外径相适应；各块绝缘导热内置平板均以水平姿态、由上至下依次固定设置于设备筒体的内部，各块绝缘导热内置平板的边缘一周与设备筒体的内壁相固定连接，设备筒体内部由上至下各块绝缘导热内置平板的上部区域依次构成开关室、熔断器室、操作机构室、电缆室，实现设备筒体内部的功能区划分；各块环形导热外置平板分别以水平姿态、套设于设备筒体外周上相对应绝缘导热内置平板的位置，各块环形导热外置平板上对应柜门的位置设置缺口，各块环形导热外置平板的内侧边缘与对应绝缘导热内置平板的外周边缘之间通过穿越设备筒体侧壁夹层空腔的各个硬质导热连接件进行固定对接，且各个硬质导热连接件分别与其穿越设备筒体侧壁夹层空腔的位置密封固定式连接；

设备筒体顶面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔的硬质上穿线束管，且硬质上穿线束管与其穿越设备筒体顶部夹层空腔的位置密封固定式连接，设备筒体底面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔的硬质下穿线束管，且硬质下穿线束管与其穿越设备筒体底部夹层空腔的位置密封固定式连接；设备筒体的外底面通过固定连接设置的底座件实现垫高；设备筒体内部的环网设备线束通过硬质上穿线束管和硬质下穿线束管进出设备筒体内外空间进行设置，且硬质上穿线束管和硬质下穿线束管中设置填充物，实现密封；

转动电机上的转动驱动杆为贯穿电机两侧、且两端敞开相互贯通的直线形管道结构，转动电机的电机通过固定件设置于设备筒体顶部的上表面，且转动电机上的转动驱动杆呈竖直姿态，以及转动驱动杆的向下端部通过轴承活动对接硬质上穿线束管的顶端，转动驱动杆的中心线与硬质上穿线束管的中心线相共线，且转动驱动杆在电机的驱动下与硬质上穿线束管之间发生轴向相对转动；穿过硬质上穿线束管的环网设备线束继续通过转动驱动杆；

散热筒体为圆柱形筒体结构，且散热筒体的两端均敞开、以及两端相互贯通，散热筒体的内径大于环形导热外置平板的外径，散热筒体以竖直姿态套设于设备筒体的外周上，散热筒体的中心线与设备筒体的中心线相共线，散热筒体的高大于设备筒体的高，且设备筒体的顶部、底部均位于散热筒体中；滑槽为闭合环形滑槽，且滑槽的形状与设备筒体底端敞开口的形状相同，滑槽以水平姿态设置于散热筒体底端下方，且滑槽的槽口向上，散热筒体底端敞开口边缘一周活动置于滑槽中，散热筒体以其中心线为轴沿滑槽转动；散热筒体侧壁上对应设备筒体柜门的位置、设置与柜门尺寸相对应的外舱门，且散热筒体底端敞开口边缘位置低于外舱门底边的位置，外舱门实现活动开启或关闭；主扇叶组中的各个扇叶均以相同姿态环绕固定对接于转动驱动杆向上端的外周，主扇叶组呈水平姿态，主扇叶组随转动驱动杆的转动而转动，且主扇叶组转动所产生的气流方向为由下向上；主扇叶组的外径与散热筒体的内径相适应，主扇叶组外周上的各个位置分别与散热筒体顶端敞开口的内侧边缘固定连接，散热筒体随主扇叶组的转动而转动；定义散热筒体内壁一周除外舱门区域以外分别对应最低位置环形导热外置平板下方的区域、最高位置环形导热外置平板与主扇叶组之间的区域、以及各上下相邻环形导热外置平板之间的区域，分别作为各个扇叶导热区；各个扇叶导热区中分别沿散热筒体内壁、以相同姿态固定分布设置各个侧向导热扇叶，各扇叶导热区中所设置的各个侧向导热扇叶随散热筒体的转动而转动，且随散热筒体的转动，各扇叶导热区中所设侧向导热扇叶转动所产生的气流方向均为由下向上。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各组导热装置中分别还包括各块立式导热板，各组导热装置的结构中，各块立式导热板分别竖直设置于对应绝缘导热内置平板上表面的非设备安装区。

作为本发明的一种优选技术方案：所述各组导热装置中绝缘导热内置平板的表面、环形导热外置平板的表面均为镂空结构。

作为本发明的一种优选技术方案：所述设备筒体顶部的夹层空腔中、以及底部的夹层空腔中，分别均设置各个硬质支撑件，各个硬质支撑件的两端分别固定对接所设夹层空腔的两侧壁。

作为本发明的一种优选技术方案：所述散热筒体的内壁上覆盖贴设导热膜。

作为本发明的一种优选技术方案：所述转动电机为无刷转动电机。

作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为微处理器。

本发明所述一种多层级嵌套式环网柜，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明所设计多层级嵌套式环网柜，针对现有技术中以六氟化硫气体作为绝缘介质进行填充保护的环网柜进行改进设计，针对柜体结构改进应用圆柱形筒体结构、并具备密封功能的设备筒体，同时设备筒体内置夹层空腔填充六氟化硫气体，在应用第二双向气泵针对设备筒体内部实现空气外排操作的同时，由第一双向气泵实现夹层空腔内六氟化硫气体向设备筒体内部的填充，由六氟化硫气体为设备筒体内部的环网设备提供高灭弧性能与高绝缘性能的保护，同时实现了夹层空腔内部的真空，最大限度阻隔内部设备工作热量经设备筒体侧壁向外的直接传递，改为通过所设计导热装置中绝缘导热内置平板与环形导热外置平板的传递，将热量传递至散热筒体内壁与设备筒体外壁之间的区域，再由转动电机控制驱动散热筒体进行转动，由散热筒体内的多组扇叶驱动结构通过气流引导将热量排出，如此设计，不仅在密封环境下实现了高效的热量散热操作，而且所散发出的热量并未直接排向外部环境中，而是选择内外筒体之间的区域作为缓冲，同时配合夹层空腔此时的真空状态，有效控制了设备筒体内部温度与其内壁表面温度之间的落差，最大限度避免了内部的水汽凝结，实现了结构化的物理除湿方案；本发明所设计多层级嵌套式环网柜，在应用高密封结构获得六氟化硫气体高灭弧性能与高绝缘性能的同时，兼顾了散热与水汽凝结的多维因素，有效保证了环网柜实际工作的稳定性；

（2）本发明所设计多层级嵌套式环网柜方案中，针对各组导热装置，进一步加入各块立式导热板，即在各组导热装置的结构中，针对绝缘导热内置平板上表面的非设备安装区，竖直安装各块立式导热板，穿插设于所安装的各环网设备之间，如此针对设备实现了底部与侧面的半包围式导热结构，进一步针对设备筒体内的热量，实现了导热操作，提高了密封环境下的散热处理效率；

（3）本发明所设计多层级嵌套式环网柜方案中，针对各组导热装置中的绝缘导热内置平板与环形导热外置平板，均应用贯穿上下表面镂空结构，通过导热材料所制作平板的进行热量传导的同时，由镂空结构提高热量传输过程中的流通性，由此提高热量的传输效率，进一步提高了密封环境下的散热处理效率；此外，针对散热筒体的内壁，进一步设计覆盖上导热膜，在将热量传输至内外筒体之间区域，并获得引导气流作用下外排操作的同时，实现了热量沿导热膜的进一步外排操作，提高了筒体间区域热量外排的效率；

（4）本发明所设计多层级嵌套式环网柜方案，在设备筒体侧壁夹层空腔获得绝缘导热内置平板与对应环形导热外置平板之间各硬质导热连接件的导热与支撑作用的同时，进一步针对设备筒体顶部的夹层空腔、以及底部的夹层空腔，进一步加入各个硬质支撑件，通过各个硬质支撑件两端分别固定对接所设夹层空腔两侧壁的设计，能够在夹层空腔抽真空的状态下，对夹层空腔进行支撑，避免受到内外大气压强的挤压，影响设备的使用寿命，由此在获得真空夹层阻隔表面结构热传导的同时，保证了设备筒体的使用寿命；

（5）本发明所设计多层级嵌套式环网柜方案中，针对转动电机，进一步设计采用无刷转动电机，充分应用无刷电机的静音特点，能够在驱动散热筒体转动获得气流引导完成热量外排操作的同时，最大限度控制了驱动转动所带来的噪声，避免了环境当中的声音污染；此外，针对控制模块，具体设计应用微处理器，一方面能够适用于后期针对所设计多层级嵌套式环网柜的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。

附图说明

图1是本发明所设计多层级嵌套式环网柜的概述示意图；

图2是本发明所设计多层级嵌套式环网柜的侧视结构示意图；

图3是本发明所设计多层级嵌套式环网柜中散热筒体的展开示意图；

图4是本发明所设计多层级嵌套式环网柜的实际应用效果示意图；

图5是本发明所设计多层级嵌套式环网柜中散热筒体的实际应用效果示意图。

其中，1. 设备筒体，2. 散热筒体，3.主扇叶组，4. 滑槽，5. 转动电机，6. 第一双向气泵，7. 第二双向气泵，8. 气体压强传感器，9. 夹层空腔，10. 绝缘导热内置平板，11.环形导热外置平板，12. 硬质导热连接件，13. 硬质上穿线束管，14. 硬质下穿线束管，15.转动驱动杆，16. 电机，17. 轴承，18. 底座件，19. 侧向导热扇叶，20. 立式导热板，21.硬质支撑件，22. 导热膜，23. 控制模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明所设计一种多层级嵌套式环网柜，如图1和图2所示，包括设备筒体1、散热筒体2、主扇叶组3、滑槽4、四组导热装置、控制模块23，以及分别与控制模块23相连接的转动电机5、第一双向气泵6、第二双向气泵7、气体压强传感器8；控制模块23由环网柜中进行取电，分别为转动电机5、第一双向气泵6、第二双向气泵7、气体压强传感器8进行供电。

其中，如图2所示，设备筒体1为圆柱形筒体结构，设备筒体1竖直设置应用，设备筒体1侧面设置活动开启或关闭的柜门，设备筒体1的两端封闭，且设备筒体1除柜门以外的其余位置均为封闭结构，柜门实现密封式关闭；设备筒体1的顶部、底部、以及侧壁上除柜门以外的位置内置相互连通的夹层空腔9，同时柜门上内置独立的真空式空腔；夹层空腔9中仅填充六氟化硫气体，第一双向气泵6和气体压强传感器8固定设置于设备筒体1的内部，第一双向气泵6上其中一输气端连通夹层空腔9，第一双向气泵6上另一输气端置于设备筒体1内部，且第一双向气泵6针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断；控制模块23和第二双向气泵7固定设置于设备筒体1顶部的上表面，第二双向气泵7上其中一输气端穿过设备筒体1顶部的夹层空腔9置于设备筒体1内部，且第二双向气泵7上该输气端与其穿过设备筒体1顶部夹层空腔9的位置密封固定式连接；第二双向气泵7针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断。

如图2所示，四组导热装置的结构彼此相同，各组导热装置分别均包括彼此相对应的绝缘导热内置平板10和环形导热外置平板11，绝缘导热内置平板10的外径与设备筒体1的内径相适应，环形导热外置平板11的内径与设备筒体1的外径相适应；各块绝缘导热内置平板10均以水平姿态、由上至下依次固定设置于设备筒体1的内部，各块绝缘导热内置平板10的边缘一周与设备筒体1的内壁相固定连接，设备筒体1内部由上至下各块绝缘导热内置平板10的上部区域依次构成开关室、熔断器室、操作机构室、电缆室，实现设备筒体1内部的功能区划分；各块环形导热外置平板11分别以水平姿态、套设于设备筒体1外周上相对应绝缘导热内置平板10的位置，各块环形导热外置平板11上对应柜门的位置设置缺口，各块环形导热外置平板11的内侧边缘与对应绝缘导热内置平板10的外周边缘之间通过穿越设备筒体1侧壁夹层空腔9的各个硬质导热连接件12进行固定对接，且各个硬质导热连接件12分别与其穿越设备筒体1侧壁夹层空腔9的位置密封固定式连接。

在实际应用实施当中，针对各组导热装置中的绝缘导热内置平板10与环形导热外置平板11，均应用贯穿上下表面镂空结构，通过导热材料所制作平板的进行热量传导的同时，由镂空结构提高热量传输过程中的流通性，由此提高热量的传输效率，进一步提高了密封环境下的散热处理效率；此外，针对散热筒体2的内壁，进一步设计覆盖上导热膜22，在将热量传输至内外筒体之间区域，并获得引导气流作用下外排操作的同时，实现了热量沿导热膜的进一步外排操作，提高了筒体间区域热量外排的效率；

此外，在实际应用当中，如图2所示，还可进一步设计各组导热装置中分别还包括各块立式导热板20，各组导热装置的结构中，各块立式导热板20分别竖直设置于对应绝缘导热内置平板10上表面的非设备安装区，即各块立式导热板20穿插设于所安装的各环网设备之间，如此针对设备实现了底部与侧面的半包围式导热结构，进一步针对设备筒体1内的热量，实现了导热操作，提高了密封环境下的散热处理效率。

在设备筒体1侧壁夹层空腔9获得绝缘导热内置平板10与对应环形导热外置平板11之间各硬质导热连接件12的导热与支撑作用的同时，如图2所示，进一步针对设备筒体1顶部的夹层空腔9、以及底部的夹层空腔9，进一步加入各个硬质支撑件21，通过各个硬质支撑件21两端分别固定对接所设夹层空腔9两侧壁的设计，能够在夹层空腔9抽真空的状态下，对夹层空腔9进行支撑，避免受到内外大气压强的挤压，影响设备的使用寿命，由此在获得真空夹层阻隔表面结构热传导的同时，保证了设备筒体1的使用寿命。

如图2所示，设备筒体1顶面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔9的硬质上穿线束管13，且硬质上穿线束管13与其穿越设备筒体1顶部夹层空腔9的位置密封固定式连接，设备筒体1底面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔9的硬质下穿线束管14，且硬质下穿线束管14与其穿越设备筒体1底部夹层空腔9的位置密封固定式连接；设备筒体1的外底面通过固定连接设置的底座件18实现垫高；设备筒体1内部的环网设备线束通过硬质上穿线束管13和硬质下穿线束管14进出设备筒体1内外空间进行设置，且硬质上穿线束管13和硬质下穿线束管14中设置填充物，实现密封。

如图2所示，转动电机5上的转动驱动杆15为贯穿电机16两侧、且两端敞开相互贯通的直线形管道结构，转动电机5的电机16通过固定件设置于设备筒体1顶部的上表面，且转动电机5上的转动驱动杆15呈竖直姿态，以及转动驱动杆15的向下端部通过轴承17活动对接硬质上穿线束管13的顶端，转动驱动杆15的中心线与硬质上穿线束管13的中心线相共线，且转动驱动杆15在电机16的驱动下与硬质上穿线束管13之间发生轴向相对转动；穿过硬质上穿线束管13的环网设备线束继续通过转动驱动杆15。

散热筒体2为圆柱形筒体结构，且散热筒体2的两端均敞开、以及两端相互贯通，散热筒体2的内径大于环形导热外置平板11的外径，如图2所示，散热筒体2以竖直姿态套设于设备筒体1的外周上，散热筒体2的中心线与设备筒体1的中心线相共线，散热筒体2的高大于设备筒体1的高，且设备筒体1的顶部、底部均位于散热筒体2中；滑槽4为闭合环形滑槽，且滑槽4的形状与设备筒体1底端敞开口的形状相同，滑槽4以水平姿态设置于散热筒体2底端下方，且滑槽4的槽口向上，散热筒体2底端敞开口边缘一周活动置于滑槽4中，散热筒体2以其中心线为轴沿滑槽4转动；散热筒体2侧壁上对应设备筒体1柜门的位置、设置与柜门尺寸相对应的外舱门，且散热筒体2底端敞开口边缘位置低于外舱门底边的位置，外舱门实现活动开启或关闭；主扇叶组3中的各个扇叶均以相同姿态环绕固定对接于转动驱动杆15向上端的外周，主扇叶组3呈水平姿态，主扇叶组3随转动驱动杆15的转动而转动，且主扇叶组3转动所产生的气流方向为由下向上；主扇叶组3的外径与散热筒体2的内径相适应，主扇叶组3外周上的各个位置分别与散热筒体2顶端敞开口的内侧边缘固定连接，散热筒体2随主扇叶组3的转动而转动；定义散热筒体2内壁一周除外舱门区域以外分别对应最低位置环形导热外置平板11下方的区域、最高位置环形导热外置平板11与主扇叶组3之间的区域、以及各上下相邻环形导热外置平板11之间的区域，分别作为各个扇叶导热区；如图3所示，各个扇叶导热区中分别沿散热筒体2内壁、以相同姿态固定分布设置各个侧向导热扇叶19，各扇叶导热区中所设置的各个侧向导热扇叶19随散热筒体2的转动而转动，且随散热筒体2的转动，各扇叶导热区中所设侧向导热扇叶19转动所产生的气流方向均为由下向上。

上述技术方案所设计多层级嵌套式环网柜，针对现有技术中以六氟化硫气体作为绝缘介质进行填充保护的环网柜进行改进设计，针对柜体结构改进应用圆柱形筒体结构、并具备密封功能的设备筒体1，同时设备筒体1内置夹层空腔9填充六氟化硫气体，在应用第二双向气泵7针对设备筒体1内部实现空气外排操作的同时，由第一双向气泵6实现夹层空腔9内六氟化硫气体向设备筒体1内部的填充，由六氟化硫气体为设备筒体1内部的环网设备提供高灭弧性能与高绝缘性能的保护，同时实现了夹层空腔9内部的真空，最大限度阻隔内部设备工作热量经设备筒体1侧壁向外的直接传递，改为通过所设计导热装置中绝缘导热内置平板10与环形导热外置平板11的传递，将热量传递至散热筒体2内壁与设备筒体1外壁之间的区域，再由转动电机5控制驱动散热筒体2进行转动，由散热筒体2内的多组扇叶驱动结构通过气流引导将热量排出，如此设计，不仅在密封环境下实现了高效的热量散热操作，而且所散发出的热量并未直接排向外部环境中，而是选择内外筒体之间的区域作为缓冲，同时配合夹层空腔9此时的真空状态，有效控制了设备筒体1内部温度与其内壁表面温度之间的落差，最大限度避免了内部的水汽凝结，实现了结构化的物理除湿方案；本发明所设计多层级嵌套式环网柜，在应用高密封结构获得六氟化硫气体高灭弧性能与高绝缘性能的同时，兼顾了散热与水汽凝结的多维因素，有效保证了环网柜实际工作的稳定性。

将本发明所设计多层级嵌套式环网柜应用于实际当中，针对控制模块23，具体设计采用微处理器，针对转动电机5，具体设计采用无刷转动电机；在实际的环网供电应用当中，针对设备筒体1内部由各块绝缘导热内置平板10所划分开关室、熔断器室、操作机构室、电缆室，分别安装相应环网设备，环网设备线束由设备筒体1底部的硬质下穿线束管14、设备筒体1顶部的硬质上穿线束管13实现进出设备筒体1内外空间，且硬质上穿线束管13和硬质下穿线束管14中设置填充物，实现了对设备筒体1内部的密封。

实际应用当中，由于散热筒体2侧壁上外舱门与设备筒体1柜门之间，在位置、尺寸方面彼此相同，因此，针对设备筒体1与散热筒体2分别设计彼此相互对应的标记，由于散热筒体2在无刷转动电机经主扇叶组3的驱动下、实现了围绕设备筒体1的转动，因此标记的设计，在实际应用当中，当设备筒体1上的标记位置与散热筒体2上的标记位置彼此相互对应，即表示散热筒体2侧壁上外舱门与设备筒体1柜门，此时即可依次针对外舱门与柜门分别进行开启，获得设备筒体1内部的打开，以及依次针对外舱门与柜门分别进行关闭，实现设备筒体1内部的关闭，以及获得散热筒体1整体封装结构。

在完成环网设备安装、柜门与外舱门的关闭后，即可进行环网柜的实际供电操作了，实际应用当中，在柜门针对设备筒体1进行密封关闭后，即设备筒体1内部构成了密封环境，此时微处理器控制第二双向气泵7工作连通其两输气端之间的气路，并获得针对设备筒体1内部的抽气，将气体抽向外部环境当中，这里抽气操作的完成，由微处理器根据内置于设备筒体1内部的气体压强传感器8进行判断，气体压强传感器8针对设备筒体1内部的气压进行检测，并上传至微处理器，当微处理器控制第二双向气泵7工作针对设备筒体1内部抽气至真空时，即微处理器通过气体压强传感器8的上传检测结果获知此状态，则微处理器随即控制第二双向气泵7停止工作阻断其两输气端之间的气路；紧接着，微处理器控制第一双向气泵6工作连通其两输气端之间的气路，并实现夹层空腔9中六氟化硫气体向设备筒体1内部输送的操作，在此操作执行过程中，微处理器同样基于来自气体压强传感器8的检测结果获知设备筒体1内部的气压，即实时知晓设备筒体1内部在六氟化硫气体输送操作下的气压变化，并由微处理器在设备筒体1内部达到目标气压状态时，控制第一双向气泵6停止工作阻断其两输气端之间的气路，由此实现了设备筒体1内部目标压强六氟化硫气体的填充，实际应用当中，根据设备筒体1内部的体积，计算出为达到目标压强的所需填充的六氟化硫气体的用量，并在初始状态或者环网柜的生产阶段，下将此用量的六氟化硫气体填充至夹层空腔9中，并且夹层空腔9仅仅填充六氟化硫气体，即在初始状态或者环网柜的生产阶段，在保持夹层空腔9内部真空的情况下，针对夹层空腔9进行六氟化硫气体的填充，在环网柜在实际工作当中，当微处理器执行针对设备筒体1内部填充六氟化硫气体操作，并使得设备筒体1内部达到目标气压状态时，即将夹层空腔9中的全部六氟化硫气体输送至了设备筒体1内部，则夹层空腔9内部即获得了真空状态。

与上述柜门关闭、设备筒体1内部抽真空、设备筒体1内部填充六氟化硫气体相对应，即需要打开设备筒体1的内部，则微处理器首先控制第一双向气泵6工作连通其两输气端之间的气路，并实现设备筒体1中六氟化硫气体向夹层空腔9内部输送的操作，在此操作执行过程中，微处理器基于来自气体压强传感器8的检测结果获知设备筒体1内部的气压，在设备筒体1内部处于真空状态，即设备筒体1内部的六氟化硫气体全部被输送至夹层空腔9中时，微处理器控制第一双向气泵6停止工作阻断其两输气端之间的气路；紧接着微处理器控制第二双向气泵7工作连通其两输气端之间的气路，并实现外部环境向设备筒体1内部的充气操作，基于气体压强传感器8的检测结果，使得设备筒体1内部的气压与外部环境的气压达到平衡，然后方可继续开启外舱门与柜门，实现设备筒体1内部的打开。

本发明针对上述所设计关于柜门开启或关闭状态下的气泵工作，实际应用当中，可以设计人工在针对柜门执行相应动作后，人工向微处理器发出上述指令进行执行；也可以针对柜门进行智能化设计，诸如在柜门与其对应的门框之间设置距离传感器、光感传感器等检测设备，用于检测柜门的开启或关闭，并将此检测结果上传至微处理器，由微处理器执行相应的控制操作。

六氟化硫气体具有优秀的绝缘性能与灭弧性能，且其绝缘性能是空气的三倍，在六氟化硫气体环网设备的实际工作当中，由于六氟化硫气体所需密封环境的构建，使得设备筒体1内部环网设备工作所产生的热量无法及时排出，进而影响设备的工作性能，本发明所设计环网柜在构建密封环境充分利用了六氟化硫气体的优点的同时，考虑散热问题，设计加入四组导热装置，如图4所示，由绝缘导热内置平板10与各块立式导热板20针对环网设备工作所产生的热量进行吸热，并迅速通过导热装置中由内向外依次连接的绝缘导热内置平板10、硬质导热连接件12、环形导热外置平板11进行热传导，将环网设备工作所产生的热量传导至设备筒体1外壁与散热筒体2内壁之间的区域，由于设备柜体1内的热量没有直接传输到外部环境当中，而是先传导至两筒提之间的区域，实现了热量向往传输的缓冲，则此时对于设备筒体1的侧壁来说，其内侧与外侧的温度差被控制了有限范围之内，同时在六氟化硫气体的转输操作下，此时夹层空腔9处于真空状态，即夹层空腔9中的真空状态进一步阻隔了设备筒体1内外温度的传导，因此，对于设备筒体1的内壁来说，其对应的设备筒体1内部一侧与夹层空腔9内部一侧之间的温差会被控制在更小的有限范围之内，则通过此处的多级缓冲散热结构，最大限度控制了设备筒体1内部的水汽凝结问题，这是一种物理结构化除湿方案；本发明所设计环网柜在实际的供电工作过程当中，微处理器控制无刷转动电机工作，经主扇叶组3带动散热筒体2沿其下端边缘所设置的滑槽4进行转动，当环网设备工作所产生的热量被传输至两筒体内外壁之间的区域后，如图5所示，由于主扇叶组3、以及散热筒体2各扇叶导热区中所设侧向导热扇叶19分别转动所产生的气流方向均为由下向上，即设备筒体1外壁与散热筒体2内壁之间的气流呈向上状态，则传导至两筒体内外壁之间区域的热量被从散热筒体2的顶部排出，即实现了对设备筒体1内部环网设备工作所产生热量得散热操作。

如此，本发明所设计多层级嵌套式环网柜，综合考虑了密封、散热、水汽凝结多维因素，在应用六氟化硫气体高灭弧性能与高绝缘性能的同时，保证了环网柜实际工作的稳定性。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：包括设备筒体（1）、散热筒体（2）、主扇叶组（3）、滑槽（4）、四组导热装置、控制模块（23），以及分别与控制模块（23）相连接的转动电机（5）、第一双向气泵（6）、第二双向气泵（7）、气体压强传感器（8）；控制模块（23）由环网柜中进行取电，分别为转动电机（5）、第一双向气泵（6）、第二双向气泵（7）、气体压强传感器（8）进行供电；

其中，设备筒体（1）为圆柱形筒体结构，设备筒体（1）竖直设置应用，设备筒体（1）侧面设置活动开启或关闭的柜门，设备筒体（1）的两端封闭，且设备筒体（1）除柜门以外的其余位置均为封闭结构，柜门实现密封式关闭；设备筒体（1）的顶部、底部、以及侧壁上除柜门以外的位置内置相互连通的夹层空腔（9），同时柜门上内置独立的真空式空腔；夹层空腔（9）中仅填充六氟化硫气体，第一双向气泵（6）和气体压强传感器（8）固定设置于设备筒体（1）的内部，第一双向气泵（6）上其中一输气端连通夹层空腔（9），第一双向气泵（6）上另一输气端置于设备筒体（1）内部，且第一双向气泵（6）针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断；控制模块（23）和第二双向气泵（7）固定设置于设备筒体（1）顶部的上表面，第二双向气泵（7）上其中一输气端穿过设备筒体（1）顶部的夹层空腔（9）置于设备筒体（1）内部，且第二双向气泵（7）上该输气端与其穿过设备筒体（1）顶部夹层空腔（9）的位置密封固定式连接；第二双向气泵（7）针对其两输气端之间的气路实现连通或阻断；

四组导热装置的结构彼此相同，各组导热装置分别均包括彼此相对应的绝缘导热内置平板（10）和环形导热外置平板（11），绝缘导热内置平板（10）的外径与设备筒体（1）的内径相适应，环形导热外置平板（11）的内径与设备筒体（1）的外径相适应；各块绝缘导热内置平板（10）均以水平姿态、由上至下依次固定设置于设备筒体（1）的内部，各块绝缘导热内置平板（10）的边缘一周与设备筒体（1）的内壁相固定连接，设备筒体（1）内部由上至下各块绝缘导热内置平板（10）的上部区域依次构成开关室、熔断器室、操作机构室、电缆室，实现设备筒体（1）内部的功能区划分；各块环形导热外置平板（11）分别以水平姿态、套设于设备筒体（1）外周上相对应绝缘导热内置平板（10）的位置，各块环形导热外置平板（11）上对应柜门的位置设置缺口，各块环形导热外置平板（11）的内侧边缘与对应绝缘导热内置平板（10）的外周边缘之间通过穿越设备筒体（1）侧壁夹层空腔（9）的各个硬质导热连接件（12）进行固定对接，且各个硬质导热连接件（12）分别与其穿越设备筒体（1）侧壁夹层空腔（9）的位置密封固定式连接；

设备筒体（1）顶面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔（9）的硬质上穿线束管（13），且硬质上穿线束管（13）与其穿越设备筒体（1）顶部夹层空腔（9）的位置密封固定式连接，设备筒体（1）底面的中心位置竖直设置贯穿夹层空腔（9）的硬质下穿线束管（14），且硬质下穿线束管（14）与其穿越设备筒体（1）底部夹层空腔（9）的位置密封固定式连接；设备筒体（1）的外底面通过固定连接设置的底座件（18）实现垫高；设备筒体（1）内部的环网设备线束通过硬质上穿线束管（13）和硬质下穿线束管（14）进出设备筒体（1）内外空间进行设置，且硬质上穿线束管（13）和硬质下穿线束管（14）中设置填充物，实现密封；

转动电机（5）上的转动驱动杆（15）为贯穿电机（16）两侧、且两端敞开相互贯通的直线形管道结构，转动电机（5）的电机（16）通过固定件设置于设备筒体（1）顶部的上表面，且转动电机（5）上的转动驱动杆（15）呈竖直姿态，以及转动驱动杆（15）的向下端部通过轴承（17）活动对接硬质上穿线束管（13）的顶端，转动驱动杆（15）的中心线与硬质上穿线束管（13）的中心线相共线，且转动驱动杆（15）在电机（16）的驱动下与硬质上穿线束管（13）之间发生轴向相对转动；穿过硬质上穿线束管（13）的环网设备线束继续通过转动驱动杆（15）；

散热筒体（2）为圆柱形筒体结构，且散热筒体（2）的两端均敞开、以及两端相互贯通，散热筒体（2）的内径大于环形导热外置平板（11）的外径，散热筒体（2）以竖直姿态套设于设备筒体（1）的外周上，散热筒体（2）的中心线与设备筒体（1）的中心线相共线，散热筒体（2）的高大于设备筒体（1）的高，且设备筒体（1）的顶部、底部均位于散热筒体（2）中；滑槽（4）为闭合环形滑槽，且滑槽（4）的形状与设备筒体（1）底端敞开口的形状相同，滑槽（4）以水平姿态设置于散热筒体（2）底端下方，且滑槽（4）的槽口向上，散热筒体（2）底端敞开口边缘一周活动置于滑槽（4）中，散热筒体（2）以其中心线为轴沿滑槽（4）转动；散热筒体（2）侧壁上对应设备筒体（1）柜门的位置、设置与柜门尺寸相对应的外舱门，且散热筒体（2）底端敞开口边缘位置低于外舱门底边的位置，外舱门实现活动开启或关闭；主扇叶组（3）中的各个扇叶均以相同姿态环绕固定对接于转动驱动杆（15）向上端的外周，主扇叶组（3）呈水平姿态，主扇叶组（3）随转动驱动杆（15）的转动而转动，且主扇叶组（3）转动所产生的气流方向为由下向上；主扇叶组（3）的外径与散热筒体（2）的内径相适应，主扇叶组（3）外周上的各个位置分别与散热筒体（2）顶端敞开口的内侧边缘固定连接，散热筒体（2）随主扇叶组（3）的转动而转动；定义散热筒体（2）内壁一周除外舱门区域以外分别对应最低位置环形导热外置平板（11）下方的区域、最高位置环形导热外置平板（11）与主扇叶组（3）之间的区域、以及各上下相邻环形导热外置平板（11）之间的区域，分别作为各个扇叶导热区；各个扇叶导热区中分别沿散热筒体（2）内壁、以相同姿态固定分布设置各个侧向导热扇叶（19），各扇叶导热区中所设置的各个侧向导热扇叶（19）随散热筒体（2）的转动而转动，且随散热筒体（2）的转动，各扇叶导热区中所设侧向导热扇叶（19）转动所产生的气流方向均为由下向上。

2.根据权利要求1所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述各组导热装置中分别还包括各块立式导热板（20），各组导热装置的结构中，各块立式导热板（20）分别竖直设置于对应绝缘导热内置平板（10）上表面的非设备安装区。

3.根据权利要求1所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述各组导热装置中绝缘导热内置平板（10）的表面、环形导热外置平板（11）的表面均为镂空结构。

4.根据权利要求1所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述设备筒体（1）顶部的夹层空腔（9）中、以及底部的夹层空腔（9）中，分别均设置各个硬质支撑件（21），各个硬质支撑件（21）的两端分别固定对接所设夹层空腔（9）的两侧壁。

5.根据权利要求1所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述散热筒体（2）的内壁上可覆盖贴设导热膜（22）。

6.根据权利要求1至5任一项所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述转动电机（5）可为无刷转动电机。

7.根据权利要求1所述一种多层级嵌套式环网柜，其特征在于：所述控制模块（23）可以为微处理器。

Images