CN112117676A - 密集式开关柜群 - Google Patents

Abstract

本发明涉及密集式开关柜群，包括筒形柜群外壳，其顶部由一固定板封闭，底部由一旋转底盘封闭，所述旋转底盘由一步进驱动装置驱动转动；所述筒形柜群外壳正面设置有一密封开闭门体；多个密封开关柜体，成发散状安装在所述旋转底盘上；任一密封开关柜体均可由直线驱动装置驱动朝发散方向来回移动至密封开闭门体外；在初始位置，相邻两密封开关柜体之间具有细缝；为密封开关柜体散热的冷气由靠近筒形柜群外壳中心线的密封开关柜体一侧通入，由靠近筒形柜群外壳侧壁的密封开关柜体另一侧导出；在占用较小空间的情况下，实现检修人员检修空间的良好保障，开关柜的散热效果好，显著节能；同时还能保障检修人员的检修安全。

Description

密集式开关柜群

技术领域

本发明涉及密集式开关柜群，属于电气设备领域。

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；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。

开关柜运行时，因柜内发热元器件比较多，温升过高会引起电器的机械性能和电气性能下降，最后导致高压电器的工作故障，甚至造成严重事故。为了保证高压电器在工作年限内安全运行，必须将柜内温升控制在标准规定的允许温度之内，在开关柜结构设计时，就要考虑散热与通风的设计。

此外，工厂、小区、大厦等处的配电房集中的开关柜较多，由于检修的需要，每个开关柜均需要留够检修人员操作的空间，因此，整个配电房需要较大的空间，一是占用了宝贵的空间，二是检修过程中容易造成凌乱和混乱；三是给整个配电房散热所需耗费的能量极大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供密集式开关柜群。该密集式开关柜群能够在占用较小空间的情况下，实现检修人员检修空间的良好保障，并且为开关柜的散热效果好，显著节能；同时还能保障检修人员的检修安全；且在这个过程中其余开关柜无需一起断电。

本发明的技术方案如下：

密集式开关柜群，包括筒形柜群外壳，其顶部由一固定板封闭，底部由一旋转底盘封闭，所述旋转底盘由一步进驱动装置驱动转动；所述筒形柜群外壳正面设置有一密封开闭门体；

多个密封开关柜体，成发散状安装在所述旋转底盘上；任一密封开关柜体均可由直线驱动装置驱动朝发散方向来回移动至密封开闭门体外；

在初始位置，相邻两密封开关柜体之间具有细缝；为密封开关柜体散热的冷气由靠近筒形柜群外壳中心线的密封开关柜体一侧通入，由靠近筒形柜群外壳侧壁的密封开关柜体另一侧导出。

其中，所述旋转底盘中心竖直设置有一空心立柱；所述空心立柱固定不动；所述空心立柱外转动套设有一导电套筒；所述导电套筒与旋转底盘固定连接随旋转底盘转动；一外部母线导电套圈转动套设在导电套筒外，且与所述导电套筒滑动电接触；所述外部母线导电套圈连接总母线。

其中，所述导电套筒与外部母线导电套圈的配合方式为：所述导电套筒的外圆周面沿周长内凹一环形凹槽；所述外部母线导电套圈嵌套在所述环形凹槽内，且其外表面基本与所述导电套筒的外圆周面齐平；所述导电套筒外包覆有弹性绝缘蒙皮。

其中，所述外部母线导电套圈上方或下方的导电套筒上沿其外圆周面对应所述密封开关柜体设置有多个孔形凹槽；所述密封开关柜体具有母线连接柱；所述母线连接柱部分伸出密封开关柜体外，且在电连接时与孔形凹槽插配从而与导电套筒电连接。

其中，所述母线连接柱包括相互套设伸缩的一段和二段；所述一段和二段之间可相对伸缩一段距离，且两者之间套设有弹性套筒使一段和二段的相对位置可恢复。

其中，对应密封开关柜体的数量设置多根滑条；所述多根滑条成发散状固定在上；所述密封开关柜体底座套设在滑条上，可沿滑条直线移动；所述滑条侧面设置有直齿；所述密封开关柜体底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮；并由电机驱动齿轮转动从而驱动密封开关柜体移动；所述密封开关柜体底部安装有多向滚轮以方便其移动；所述密封开闭门体外的地面固定有一衔接条；所述衔接条侧面也有直齿；由于密封开关柜体底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮，因此，即使滑条与衔接条之间有间隙，也不妨碍齿轮与两直齿的啮合。

其中，所述密封开闭门体的开闭方式为左右推拉的方式。

其中，所述密封开关柜体上部设置密封进气口，下部设置密封出气口；所述空心立柱上下两端分别穿出固定板和旋转底盘，并在外部形成回路；所述空心立柱内部通冷却用不导电气体，冷却装置设置在筒形柜群外壳外，所述空心立柱上设置缩径部；一进气管一端连通缩径部上方的空心立柱内部，另一端连接密封进气口；一出气管一端连通缩径部下方紧挨缩径部处，另一端连接密封出气口；

其中，所述缩径部由一沙漏状的充气囊实现。

其中，所述冷却用不导电气体为二氧化碳。

其中，所述步进驱动装置和电机均由一控制器控制开闭和行程。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明该密集式开关柜群能够在占用较小空间的情况下，实现检修人员检修空间的良好保障，并且为开关柜的散热效果好，显著节能；同时还能保障检修人员的检修安全；且在这个过程中其余开关柜无需一起断电。

2、本发明利用检修人员检修时一般是逐个进行检修或在非检修周期内只检修出现故障的开关柜的情况，设计了能够在回复状态下占用较小空间，而在需要进行检修或只对某个开关柜进行检修时能够拥有极大的操作空间。

3、本发明利用某开关柜需要检修时需要自动外移以获得较大的操作空间，在完成这一技术目标的同时，利用结构上的巧妙设计，使该动作同时实现机械式的断开开关柜的入柜电流，从而保障检修人员的生命安全；检修人员需要检修则开关柜的位置必须移出才可进行，而开关柜位置的移出又必然会使开关柜断开入柜电流，从而从结构上实现了自动强制性保障检修人员安全，完全杜绝了检修人员遗忘断流或操作失误造成的人生危险和事故。

4、本发明的开关柜群不仅能够实现回复状态下的密集排列，节约空间，同时还能巧妙的实现显著的节能和对能源的高效利用，利用发散状的开关柜布置，不仅可以简单的时间任意开关柜的调出，同时由于开关柜的发散状布置，使开关柜之间天然形成了街道峡谷效应，一方面提高冷气的流速，促进筒形柜群外壳围合内部的冷气流动能力；另一方面利用冷气膨胀降温的效果，降低与密封开关柜体接触面的冷气的温度，提高换热效率。

5、本发明对开关柜具有两重散热冷却，一者在筒形柜群外壳内，另一者在密封开关柜体内，利用伯努利效应，通过调节充气囊的气压可以调整充气囊的体积，从而调节缩径部的缩径大小，进而调节流速；向密封开关柜体内通入流动的绝缘且不活泼的气体可以有效的对密封开关柜体内的元器件进行冷却和保护，其冷却方法直接，效果比散热法要好，并且能够避免或减缓密封开关柜体内元器件的老化，本实施例采用的是冷却后的二氧化碳，除了完全可以实现上述提到的效果外，还能够有效压制电弧的产生，还能有效避免密封开关柜体内发生火情；并且该结构设计具有轻松调节进入密封开关柜体内的二氧化碳量的作用，左右流过空心立柱的二氧化碳流的支流，其通量取决于支流两端的气压差，而缩径部采用充气囊实现可以方便的调节支流两端的气压差，从而控制流入密封开关柜体内二氧化碳的通量。

6、本发明智能化程度高，由于检修人员位置无需走动，因此可以侧面监控检修人员的检修情况，并且可以自动记录检修时间表等，而且其具有较大的发展空间，能够与5g技术结合，从而实现无人化的巡检、自动灭弧灭火、自动控制开关柜内温度，实现节能与安全的平衡等。

附图说明

图1为本发明复位状态下的俯视示意图；

图2为本发明使某个密封开关柜体移出时的俯视示意图；

图3为本发明复位状态下的竖直剖视示意图；

图4为本发明图3圆圈处的放大示意图；

图5为本发明在某个密封开关柜体移出时对应的图3圆圈处的放大示意图；

图6为本发明密封开关柜体与滑条配合的示意图。

图中附图标记表示为：

1-筒形柜群外壳、11-固定板、12-旋转底盘、13-密封开闭门体、14-衔接条、15-冷气进口、16-冷气出口、2-密封开关柜体、23-母线连接柱、231-一段、232-二段、233-弹性套筒、3-滑条、4-空心立柱、41-缩径部、43-进气管、44-出气管、5-导电套筒、51-外部母线导电套圈、52-环形凹槽、53-弹性绝缘蒙皮、54-孔形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1至6，密集式开关柜群，包括

筒形柜群外壳1，其顶部由一固定板11封闭，底部由一旋转底盘12封闭，所述旋转底盘12由一步进驱动装置驱动转动，且所述旋转底盘12与筒形柜群外壳1底部接触位置采用密封垫圈设计，因此在不影响旋转底盘12转动的同时可以实现其筒形柜群外壳1的整体密封性；所述筒形柜群外壳1正面设置有一密封开闭门体13，该密封开闭门体13为透明玻璃或树脂制成，简单的巡检使旋转底盘12转动，从密封开闭门体13外部依次观察转过的开关柜即可。

多个密封开关柜体2，成发散状安装在所述旋转底盘12上；所述密封开关柜体2为独立的开关柜体且采用密封结构设计；

对应密封开关柜体2的数量设置多根滑条3；所述多根滑条3成发散状固定在旋转底盘12上；所述密封开关柜体2底座套设在滑条3上，可沿滑条3直线移动；所述滑条3侧面设置有直齿；所述密封开关柜体2底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮；并由电机驱动齿轮转动从而驱动密封开关柜体2移动；所述密封开关柜体2底部安装有多向滚轮以方便其移动；所述密封开闭门体13外的地面固定有一衔接条14；所述衔接条14侧面也有直齿，当某一柜体2移动至朝向密封开闭门体13时，其对应的滑条3与所述衔接条14成一直线，但两者中间有间隙以避免阻挡密封开闭门体13的开闭；所述密封开闭门体13的开闭方式为左右推拉的方式；由于密封开关柜体2底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮，因此，即使滑条3与衔接条14之间有间隙，也不妨碍齿轮与两直齿的啮合。

所述步进驱动装置和电机均由一控制器控制开闭和行程。

所述旋转底盘12中心竖直设置有一空心立柱4；所述空心立柱4固定不动；所述空心立柱4外转动套设有一导电套筒5；所述导电套筒5与旋转底盘12固定连接随旋转底盘12转动；一外部母线导电套圈51转动套设在导电套筒5外，且与所述导电套筒5滑动电接触；所述外部母线导电套圈51连接总母线；所述导电套筒5与外部母线导电套圈51的配合方式为：所述导电套筒5的外圆周面沿周长内凹一环形凹槽52；所述外部母线导电套圈51嵌套在所述环形凹槽52内，且其外表面基本与所述导电套筒5的外圆周面齐平；所述导电套筒5外包覆有弹性绝缘蒙皮53，如绝缘橡胶；所述弹性绝缘蒙皮53一方面起到绝缘的作用，防止出现触碰意外或产生电弧；另一方面利用自身的弹力紧箍导电套筒5以及与之滑动电接触的外部母线导电套圈51，确保外部母线导电套圈51与导电套筒5相对滑动时电接触的稳定性；所述外部母线导电套圈51上方或下方的导电套筒5上沿其外圆周面对应所述密封开关柜体2设置有多个孔形凹槽54；所述密封开关柜体2具有母线连接柱23；所述母线连接柱23部分伸出密封开关柜体2外，且在电连接时与孔形凹槽54插配从而与导电套筒5电连接；所述母线连接柱23包括相互套设伸缩的一段231和二段232；所述一段231和二段232之间可相对伸缩一段距离，且两者之间套设有弹性套筒233使一段231和二段232的相对位置可恢复；

当需要彻底检修某一密封开关柜体2时，通过控制器控制步进驱动装置驱动旋转底盘12转动一定角度，从而使需要检修的密封开关柜体2转动至密封开闭门体13处，打开密封开闭门体13，控制器控制电机转动，齿轮与直齿的配合使密封开关柜体2沿滑条3向外移动，直到衔接条14处；在密封开关柜2向外移动的同时，其上的母线连接柱23脱离与孔形凹槽54的插配状态，从而使该密封开关柜2被机械性的强制与外部母线断开连接，保障检修的安全性。当检修完成后，控制器控制电机反转，使密封开关柜体2依次沿衔接条14和其对应的滑条3向内移动，直到预设位置，可通过行程开关实现，此时，该密封开关柜体2的母线连接柱23与孔形凹槽54重新插配，母线连接柱23的两段设置配合弹性套筒233可以有效保障母线连接柱23与孔形凹槽54的插配动作不会因为动作误差损坏孔形凹槽54，保障装置结构的使用寿命。

由于各密封开关柜体2成发散状布置，所以，相邻密封开关柜体2形成一V形，V形底部是相邻密封开关柜体2的间隙，成一竖直的细缝；以各密封开关柜2为界，会将筒形柜群外壳1分隔为内圈和外圈；在内圈对应的固定板11上设置冷气进口15，在筒形柜群外壳1下部设置冷气出口16；可以利用相邻密封开关柜体2之间的细缝使冷气在通过该细缝时发生加速和膨胀，一方面提高冷气的流速，促进筒形柜群外壳1围合内部的冷气流动能力；另一方面利用冷气膨胀降温的效果，降低与密封开关柜体2接触面的冷气的温度，提高换热效率；需要说明的是，所述的冷气为空气，可用空调实现，但该冷气在由冷气进口15通入之前应进行干燥，去除其中含有的水分，可采用通过干燥剂干燥的方式，干燥剂经烘干后可重复使用。

所述密封开关柜体2上部设置密封进气口，下部设置密封出气口；所述空心立柱4上下两端分别穿出固定板11和旋转底盘12，并在外部形成回路；所述空心立柱4内部通冷却的二氧化碳，冷却装置设置在筒形柜群外壳1外，所述空心立柱4上设置缩径部41；一进气管43一端连通缩径部41上方的空心立柱4内部，另一端连接密封进气口；一出气管44一端连通缩径部41下方紧挨缩径部41处，另一端连接密封出气口；所述进气管43和出气管44均为伸缩管或预留长度的软管；所述缩径部41由一沙漏状的充气囊实现，通过调节充气囊的气压可以调整充气囊的体积，从而调节缩径部的缩径大小，进而调节流速；所述充气囊具有光滑的表面。由于密封开关柜体2是密封的，因此向密封开关柜体2内通入流动的绝缘且不活泼的气体可以有效的对密封开关柜体2内的元器件进行冷却和保护，其冷却方法直接，效果比散热法要好，并且能够避免或减缓密封开关柜体2内元器件的老化，本实施例采用的是冷却后的二氧化碳，除了完全可以实现上述提到的效果外，还能够有效压制电弧的产生，还能有效避免密封开关柜体2内发生火情；并且该结构设计具有轻松调节进入密封开关柜体2内的二氧化碳量的作用，左右流过空心立柱4的二氧化碳流的支流，其通量取决于支流两端的气压差，而缩径部41采用充气囊实现可以方便的调节支流两端的气压差，从而控制流入密封开关柜体2内二氧化碳的通量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.密集式开关柜群，其特征在于：包括筒形柜群外壳(1)，其顶部由一固定板(11)封闭，底部由一旋转底盘(12)封闭，所述旋转底盘(12)由一步进驱动装置驱动转动；所述筒形柜群外壳(1)正面设置有一密封开闭门体(13)；

多个密封开关柜体(2)，成发散状安装在所述旋转底盘(12)上；任一密封开关柜体(2)均可由直线驱动装置驱动朝发散方向来回移动至密封开闭门体(13)外以及复位状态，且两位置下入柜电流分别为断开和闭合；

在初始位置，相邻两密封开关柜体(2)之间具有细缝；为密封开关柜体(2)散热的冷气由靠近筒形柜群外壳(1)中心线的密封开关柜体(2)一侧通入，由靠近筒形柜群外壳(1)侧壁的密封开关柜体(2)另一侧导出。

2.如权利要求1所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述旋转底盘(12)中心竖直设置有一空心立柱(4)；所述空心立柱(4)固定不动；所述空心立柱(4)外转动套设有一导电套筒(5)；所述导电套筒(5)与旋转底盘(12)固定连接随旋转底盘(12)转动；一外部母线导电套圈(51)转动套设在导电套筒(5)外，且与所述导电套筒(5)滑动电接触；所述外部母线导电套圈(51)连接总母线。

3.如权利要求2所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述导电套筒(5)与外部母线导电套圈(51)的配合方式为：所述导电套筒(5)的外圆周面沿周长内凹一环形凹槽(52)；所述外部母线导电套圈(51)嵌套在所述环形凹槽(52)内，且其外表面基本与所述导电套筒(5)的外圆周面齐平；所述导电套筒(5)外包覆有弹性绝缘蒙皮(53)。

4.如权利要求2所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述外部母线导电套圈(51)上方或下方的导电套筒(5)上沿其外圆周面对应所述密封开关柜体(2)设置有多个孔形凹槽(54)；所述密封开关柜体(2)具有母线连接柱(23)；所述母线连接柱(23)部分伸出密封开关柜体(2)外，且在电连接时与孔形凹槽(54)插配从而与导电套筒(5)电连接。

5.如权利要求4所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述母线连接柱(23)包括相互套设伸缩的一段(231)和二段(232)；所述一段(231)和二段(232)之间可相对伸缩一段距离，且两者之间套设有弹性套筒(233)使一段(231)和二段(232)的相对位置可恢复。

6.如权利要求1所述的密集式开关柜群，其特征在于：对应密封开关柜体(2)的数量设置多根滑条(3)；所述多根滑条(3)成发散状固定在上；所述密封开关柜体(2)底座套设在滑条(3)上，可沿滑条(3)直线移动；所述滑条(3)侧面设置有直齿；所述密封开关柜体(2)底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮；并由电机驱动齿轮转动从而驱动密封开关柜体(2)移动；所述密封开关柜体(2)底部安装有多向滚轮以方便其移动；所述密封开闭门体(13)外的地面固定有一衔接条(14)；所述衔接条(14)侧面也有直齿；由于密封开关柜体(2)底座上间距设置有至少两个与所述直齿啮合的齿轮。

7.如权利要求6所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述密封开闭门体(13)的开闭方式为左右推拉的方式。

8.如权利要求1所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述密封开关柜体(2)上部设置密封进气口，下部设置密封出气口；所述空心立柱(4)上下两端分别穿出固定板(11)和旋转底盘(12)，并在外部形成回路；所述空心立柱(4)内部通冷却用不导电气体，冷却装置设置在筒形柜群外壳(1)外，所述空心立柱(4)上设置缩径部(41)；一进气管(43)一端连通缩径部(41)上方的空心立柱(4)内部，另一端连接密封进气口；一出气管(44)一端连通缩径部(41)下方紧挨缩径部(41)处，另一端连接密封出气口。

9.如权利要求1所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述缩径部(41)由一表面光滑的充气囊实现；所述冷却用不导电气体为二氧化碳。

10.如权利要求1所述的密集式开关柜群，其特征在于：所述步进驱动装置和电机均由一控制器控制开闭和行程。

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