CN111952874A - 一种开关柜、测温系统及测温方法 - Google Patents

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樊晓苹
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Abstract

本发明公开了一种开关柜、测温系统及测温方法，开关柜包括开关柜本体；开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；蛇形冷却管和若干个半导制冷片均与开关柜本体的外侧壁接触；若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上；测温系统包括无源无线温度传感器、弧光传感器、处理器和监控服务器或移动终端；测温方法包括步骤：通过无源无线温度传感器检测易发热的触点位置的温度并将获取到的温度信号反馈至处理器；通过弧光传感器检测电缆室内的弧光并将获取到的弧光强度信号反馈至处理器；处理器根据比较结果控制报警模块是否发出报警，处理器根据比较结果执行相应的动作。

Description

一种开关柜、测温系统及测温方法
技术领域
本发明属于开关柜测温技术领域，具体涉及一种开关柜、测温系统及测温方法。
背景技术
开关柜是一种电气设备，开关柜外线先进入柜内主控开关，然后进入分控开关，各分路按其需要设置，如仪表，自控，电动机磁力开关，各种交流接触器等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载，开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，开关柜内的部件主要有断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等组成，目前大多数的开关柜在工作时会产生大量的热量，导致开关柜内温度升高，气体迅速膨胀，引发危险，使开关柜的使用寿命降低。
开关柜测温系统适用于各种类型的开关柜温度在线监测，具有可靠的高压隔离、抗强电场、磁场干扰及良好的热稳定等特性。通过实时监测开关触头等发热点温度，可发现异常发热故障苗头，从而防止故障的发生，并且通过温度历史记录，对开关柜“状态维修”提供科学数据依据。对开关柜设备的安全运行具有重要的意义。
然而，现有的开关柜测温系统，无法及时对发热故障始发时，采取紧急的安全措施，从而不利于控制安全风险，难以为后续的处理措施争取处理时间。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种开关柜、测温系统及测温方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种开关柜，包括开关柜本体；所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；所述冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；所述蛇形冷却管和每干个半导制冷片的制冷面均与开关柜本体的外侧壁接触；所述若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上。
进一步的，所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上还分别设有散热板；冷却装置设于散热板与外侧壁之间；所述散热板上设有若干个散热孔。
进一步的，所述散热板包括依次连接的防火涂层、金属板和减震层；所述减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触。
一种开关柜的测温系统，所述测温系统包括安装在所述开关柜内易发热的触点位置的无源无线温度传感器、安装在开关柜的电缆室内的弧光传感器、处理器和设于远程的监控服务器或移动终端；所述处理器分别与无源无线温度传感器和弧光传感器连接；所述处理器通过无线通讯模块与监控服务器或移动终端通讯；所述处理器与每个半导制冷片电连接；所述处理器通过冷却液循环装置与蛇形冷却管连接。
进一步的，测温系统还包括报警模块；所述报警模块设于开关柜上，所述报警模块与处理器连接。
进一步的，所述无线通讯模块为ZigBee无线数据传输模块。
一种所述的测温系统的测温方法，包括步骤：通过无源无线温度传感器检测易发热的触点位置的温度并将获取到的温度信号反馈至处理器；
通过弧光传感器检测电缆室内的弧光并将获取到的弧光强度信号反馈至处理器；
处理器将获取到的温度信号处理后得到反馈温度值，将所述反馈温度值与预设的温度值进行比较；将获取的弧光信号处理后得到反馈弧光强度值，将所述反馈弧光强度值与预设的电弧光强度值进行比较；
处理器根据比较结果控制报警模块是否发出报警，处理器根据比较结果控制半导制冷片是否开始制冷；处理器根据比较结果控制冷却液循环装置是否启动。
进一步的，所述的测温方法还包括步骤：若反馈温度值高于预设值和/或反馈弧光强度值高于预设的电弧光强度值，处理器控制报警模块发出报警、控制半导制冷片开始制冷并控制冷却液循环装置启动；处理器将反馈温度值和反馈弧光强度值发送至监控服务器或移动终端进行显示。
本发明的有益效果为：本发明的开关柜、测温系统及测温方法通过在开关柜的相对两侧的外侧壁上设置冷却装置和散热板；通过蛇形冷却管和半导制冷片将开关柜体内的热量最大限度的导出，从而实现了保证开关柜体内低温状态，利于及时控制安全风险，从而为后续的处理措施争取处理时间；本发明又通过测温系统和测温方法及时对开关柜内出现的触点温度升高风险和弧光风险进行及时的报警和通知，从而保证了开关柜内的各部件在发生安全风险时，能够及时进行处理，从而起到保障安全，延长开关柜使用寿命的目的。
附图说明
图1是本发明的开关柜的结构示意图。
图2是本发明开关柜的散热板的结构示意图。
图3是图2中A-A’剖面的结构示意图。
图4是本发明测温系统的原理示意图。
图中：1-开关柜本体；2-蛇形冷却管；3-半导制冷片；4-散热板；5-散热孔；6-防火涂层；7-金属板；8-减震层；9-空位。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。
实施例1
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体；所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；所述冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；所述蛇形冷却管和每干个半导制冷片的制冷面均与开关柜本体的外侧壁接触；所述若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上。
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体1；开关柜本体的左右相对两侧的外侧壁上分别设有蛇形冷却管2和若干个半导制冷片3；蛇形冷却管2弯曲贴合在开关柜本体的外侧壁上，且蛇形冷却管上具有若干个空位9，每个半导制冷片的制冷面均设置在空位9中与开关柜本体的外侧壁贴合；优选地，开关柜本体外壳采用金属材料制成；本实施例主要通过半导制冷片的制冷面通过开关柜本体外壳将开关柜内的热量导出，而半导制冷片的发热面的热量通过蛇形冷却管中的冷却液比如水带走，从而起到保持开关柜内温度稳定的目的。
进一步的，所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上还分别设有散热板；冷却装置设于散热板与外侧壁之间；所述散热板上设有若干个散热孔。
为了便于半导制冷片的发热面的热量尽快从开关柜体中排出，在开关柜本体外侧上还设有散热板4；蛇形冷却管和每个半导制冷片被包覆于散热板4和开关柜本体的外侧壁之间；散热板上设有散热孔5；从而在散热不佳时，半导制冷片的发热面的热量一部分可以从蛇形冷却管带走，另一部分可以从散热孔散发。
进一步的，所述散热板包括依次连接的防火涂层、金属板和减震层；所述减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触。
为了提高开关柜本体上的冷却装置的防火和减震效果，所述散热板采用了防火涂层、金属板和减震层的结构，通过减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触提高了蛇形冷却管和半导制冷片的稳定性。所述减震层可以采用聚乙烯泡沫塑料制成。
实施例2
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体；所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；所述冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；所述蛇形冷却管和每干个半导制冷片的制冷面均与开关柜本体的外侧壁接触；所述若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上。
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体1；开关柜本体的左右相对两侧的外侧壁上分别设有蛇形冷却管2和若干个半导制冷片3；蛇形冷却管2弯曲贴合在开关柜本体的外侧壁上，且蛇形冷却管上具有若干个空位9，每个半导制冷片的制冷面均设置在空位9中与开关柜本体的外侧壁贴合；优选地，开关柜本体外壳采用金属材料制成；本实施例主要通过半导制冷片的制冷面通过开关柜本体外壳将开关柜内的热量导出，而半导制冷片的发热面的热量通过蛇形冷却管中的冷却液比如水带走，从而起到保持开关柜内温度稳定的目的。
进一步的，所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上还分别设有散热板；冷却装置设于散热板与外侧壁之间；所述散热板上设有若干个散热孔。
为了便于半导制冷片的发热面的热量尽快从开关柜体中排出，在开关柜本体外侧上还设有散热板4；蛇形冷却管和每个半导制冷片被包覆于散热板4和开关柜本体的外侧壁之间；散热板上设有散热孔5；从而在散热不佳时，半导制冷片的发热面的热量一部分可以从蛇形冷却管带走，另一部分可以从散热孔散发。
所述散热板包括依次连接的防火涂层6、金属板7和减震层8；所述减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触。
为了提高开关柜本体上的冷却装置的防火和减震效果，所述散热板采用了防火涂层、金属板和减震层的结构，通过减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触提高了蛇形冷却管和半导制冷片的稳定性。所述减震层可以采用聚乙烯泡沫塑料制成。
如图4所示的，一种开关柜的测温系统，所述测温系统包括安装在所述开关柜内易发热的触点位置的无源无线温度传感器、安装在开关柜的电缆室内的弧光传感器、处理器和设于远程的监控服务器或移动终端；所述处理器分别与无源无线温度传感器和弧光传感器连接；所述处理器通过无线通讯模块与监控服务器或移动终端通讯；所述处理器与每个半导制冷片电连接；所述处理器通过冷却液循环装置与蛇形冷却管连接。
测温系统通过安装在触点位置的无源无线温度传感器检测触点位置的温度变化；通过安装在电缆室内的弧光传感器检测弧光强度；通过远程的监控服务器或移动终端接收温度信号和弧光强度信号；处理器与每个半导制冷片电连接控制每个半导制冷片的启动与关闭；所述处理器通过冷却液循环装置控制蛇形冷却管的冷却；优选地，冷却液循环装置为循环泵。测温系统还包括报警模块；所述报警模块设于开关柜上，所述报警模块与处理器连接；优选的，报警模块为指示灯或语音模块。优选地，无线通讯模块为ZigBee无线数据传输模块。
实施例3
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体；所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；所述冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；所述蛇形冷却管和每干个半导制冷片的制冷面均与开关柜本体的外侧壁接触；所述若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上。
如图1-3所示的，一种开关柜，包括开关柜本体1；开关柜本体的左右相对两侧的外侧壁上分别设有蛇形冷却管2和若干个半导制冷片3；蛇形冷却管2弯曲贴合在开关柜本体的外侧壁上，且蛇形冷却管上具有若干个空位9，每个半导制冷片的制冷面均设置在空位9中与开关柜本体的外侧壁贴合；优选地，开关柜本体外壳采用金属材料制成；本实施例主要通过半导制冷片的制冷面通过开关柜本体外壳将开关柜内的热量导出，而半导制冷片的发热面的热量通过蛇形冷却管中的冷却液比如水带走，从而起到保持开关柜内温度稳定的目的。
进一步的，所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上还分别设有散热板；冷却装置设于散热板与外侧壁之间；所述散热板上设有若干个散热孔。
为了便于半导制冷片的发热面的热量尽快从开关柜体中排出，在开关柜本体外侧上还设有散热板4；蛇形冷却管和每个半导制冷片被包覆于散热板4和开关柜本体的外侧壁之间；散热板上设有散热孔5；从而在散热不佳时，半导制冷片的发热面的热量一部分可以从蛇形冷却管带走，另一部分可以从散热孔散发。
所述散热板包括依次连接的防火涂层6、金属板7和减震层8；所述减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触。
为了提高开关柜本体上的冷却装置的防火和减震效果，所述散热板采用了防火涂层、金属板和减震层的结构，通过减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触提高了蛇形冷却管和半导制冷片的稳定性。所述减震层可以采用聚乙烯泡沫塑料制成。
如图4所示的，一种开关柜的测温系统，所述测温系统包括安装在所述开关柜内易发热的触点位置的无源无线温度传感器、安装在开关柜的电缆室内的弧光传感器、处理器和设于远程的监控服务器或移动终端；所述处理器分别与无源无线温度传感器和弧光传感器连接；所述处理器通过无线通讯模块与监控服务器或移动终端通讯；所述处理器与每个半导制冷片电连接；所述处理器通过冷却液循环装置与蛇形冷却管连接。
测温系统通过安装在触点位置的无源无线温度传感器检测触点位置的温度变化；通过安装在电缆室内的弧光传感器检测弧光强度；通过远程的监控服务器或移动终端接收温度信号和弧光强度信号；处理器与每个半导制冷片电连接控制每个半导制冷片的启动与关闭；所述处理器通过冷却液循环装置控制蛇形冷却管的冷却；优选地，冷却液循环装置为循环泵。测温系统还包括报警模块；所述报警模块设于开关柜上，所述报警模块与处理器连接；优选的，报警模块为指示灯或语音模块。优选地，无线通讯模块为ZigBee无线数据传输模块。
一种所述的测温系统的测温方法，包括步骤：通过无源无线温度传感器检测易发热的触点位置的温度并将获取到的温度信号反馈至处理器；
通过弧光传感器检测电缆室内的弧光并将获取到的弧光强度信号反馈至处理器；
处理器将获取到的温度信号处理后得到反馈温度值，将所述反馈温度值与预设的温度值进行比较；将获取的弧光信号处理后得到反馈弧光强度值，将所述反馈弧光强度值与预设的电弧光强度值进行比较；
处理器根据比较结果控制报警模块是否发出报警，处理器根据比较结果控制半导制冷片是否开始制冷；处理器根据比较结果控制冷却液循环装置是否启动。
所述的测温方法还包括步骤：若反馈温度值高于预设值和/或反馈弧光强度值高于预设的电弧光强度值，处理器控制报警模块发出报警、控制半导制冷片开始制冷并控制冷却液循环装置启动；处理器将反馈温度值和反馈弧光强度值发送至监控服务器或移动终端进行显示。
本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种开关柜，包括开关柜本体；其特征在于：所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上分别设有冷却装置；所述冷却装置包括蛇形冷却管和若干个半导制冷片；所述蛇形冷却管和每干个半导制冷片的制冷面均与开关柜本体的外侧壁接触；所述若干个半导制冷片均匀分布在弧形冷却管中的各个空位上。
2.根据权利要求1所述的一种开关柜，其特征在于：所述开关柜本体的相对两侧的外侧壁上还分别设有散热板；冷却装置设于散热板与外侧壁之间；所述散热板上设有若干个散热孔。
3.根据权利要求2所述的一种开关柜，其特征在于：所述散热板包括依次连接的防火涂层、金属板和减震层；所述减震层与每个外侧壁的蛇形冷却管和半导制冷片相接触。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的开关柜的测温系统，其特征在于：所述测温系统包括安装在所述开关柜内易发热的触点位置的无源无线温度传感器、安装在开关柜的电缆室内的弧光传感器、处理器和设于远程的监控服务器或移动终端；所述处理器分别与无源无线温度传感器和弧光传感器连接；所述处理器通过无线通讯模块与监控服务器或移动终端通讯；所述处理器与每个半导制冷片电连接；所述处理器通过冷却液循环装置与蛇形冷却管连接。
5.根据权利要求4所述的测温系统，其特征在于：还包括报警模块；所述报警模块设于开关柜上，所述报警模块与处理器连接。
6.根据权利要求5所述的测温系统，其特征在于：所述无线通讯模块为ZigBee无线数据传输模块。
7.一种权利要求4-6任意一项所述的测温系统的测温方法，其特征在于：
包括步骤：通过无源无线温度传感器检测易发热的触点位置的温度并将获取到的温度信号反馈至处理器；
通过弧光传感器检测电缆室内的弧光并将获取到的弧光强度信号反馈至处理器；
处理器将获取到的温度信号处理后得到反馈温度值，将所述反馈温度值与预设的温度值进行比较；将获取的弧光信号处理后得到反馈弧光强度值，将所述反馈弧光强度值与预设的电弧光强度值进行比较；
处理器根据比较结果控制报警模块是否发出报警，处理器根据比较结果控制半导制冷片是否开始制冷；处理器根据比较结果控制冷却液循环装置是否启动。
8.根据权利要求7所述的测温方法，其特征在于：还包括步骤：若反馈温度值高于预设值和/或反馈弧光强度值高于预设的电弧光强度值，处理器控制报警模块发出报警、控制半导制冷片开始制冷并控制冷却液循环装置启动；处理器将反馈温度值和反馈弧光强度值发送至监控服务器或移动终端进行显示。
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