CN112448298B - 配电柜的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电柜的通风系统，更详细而言，涉及一种与电弧排出作用联动的配电柜的通风系统。本发明一实施例的配电柜的通风系统，包括：第一分隔室，用于容纳断路器；通风门，设置在所述第一分隔室或与所述第一分隔室相邻的第二分隔室的一面，并且通常打开以进行通风，而当所述断路器发生电弧故障时关闭以阻隔所述电弧，所述通风门包括具有多个第一通风孔的固定板和具有多个第二通风孔的移动板；以及驱动部，当发生电弧故障时使所述移动板滑动，在正常状态下，所述多个第二通风孔与所述多个第一通风孔连通，而当发生电弧故障时，所述移动板滑动以使所述第一通风孔和所述第二通风孔关闭。

Description

配电柜的通风系统

技术领域

本发明涉及配电柜的通风系统，更详细而言，涉及一种与电弧排出作用联动的配电柜的通风系统。

背景技术

通常，配电柜是用于监视、控制和保护电力系统的装置，在配电柜中容纳有断路器、变流器等各种电气设备，用于发电站和变电站等的运转或控制、以及电动机的运转等。

当由于这种配电柜内部的短路、接地或击穿等而产生电弧(Arc)时，在配电柜内部会产生高温高压的电弧气体。配电柜应能够迅速将上述故障所产生的高温高压的电弧气体排放到外部，以保护配电柜的电力设备以及人生命。

因此，在配电柜中配置有排出电弧气体的路径。在配电柜内部产生的电弧气体可以通过设置在配电柜中的管道或排出空间排出到外部。

电弧气体通过这种电弧排出通道被冷却并排出到外部。

图1示出了现有技术的配电柜的结构。

就高压配电柜而言，通常由多层构成。作为一个示例，图1中示出了由设置于底层的变压器室2、设置于中间层的断路器室3、设置于顶层的低压设备室4、以及设置在它们的后端的母线及电缆室5等构成的配电柜1。

这里，在断路器室3的顶部、即低压设备室4与母线及电缆室5之间设置有电弧排出室6。电弧排出室6的底面和侧面打开，使得在断路器室3中产生的电弧可以流入到该电弧排出室6并排出到配电柜的外部。

另一方面，在电弧排出室6与母线及电缆室5之间设置有用于通风的通风门9。通风门9通常被打开，以确保母线及电缆室5的良好的通风，而在因故障电流而产生电弧的情况下关闭，以避免电弧引起的损坏传递到母线及电缆室5。

图2示出了断路器室的侧视图。

断路器7插入设置到断路器室3中。断路器7包括主电路部(通电部)7a和操作部7b，并且在操作部7b形成有围绕其顶面、底面、左侧面、右侧面等四个面的防护板7c，以提供符合IP等级(International Protection Marking)的保护和电弧阻隔。

断路器7被插入到断路器室3中，并且当接通操作时，断路器端子7d结合到配电柜端子3a(准确而言，端子套管内部的配电柜端子)以实现通电。

当断路器7执行断开操作时，断路器端子7d与配电柜端子3a分离，从而产生电弧。当然，电弧也可能是由短路、接地或击穿等的故障电流而产生的。

所述电弧大部分移动到顶部的电弧排出室6中，并且应通过排气口8排出。

此时，除了用作周边电弧排出通道的部分之外，应关闭这些分隔室，以避免电弧引起对周边部件的损坏。

例如，应关闭形成于电缆室5中的通风门9。

另一方面，如上所述，还需要冷却系统来降低在配电柜内部产生的温度。即，应在配电柜1内部设置通风口(换气口)或用于通风的开放门，以使通风顺畅。即，应打开通风门9。

即，从应对电弧故障的观点出发，配电柜的通风门9在断开状态下应关闭，而从内部通风的观点出发，通风门9应通常打开。

现有技术的通风门9具有由电弧气体的压力关闭的结构。

然而，这种旋转门结构具有由于排斥力而重新打开的风险。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种配电柜，具有在正常状态下打开而当发生电弧故障时关闭的通风门。

本发明一实施例的配电柜的通风系统，包括：第一分隔室，用于容纳电力设备；通风门，设置在所述第一分隔室的一面，并且通常打开以进行通风，而当所述电力设备发生电弧故障时关闭以阻隔所述电弧，所述通风门包括具有多个第一通风孔的固定板和具有多个第二通风孔的移动板；以及驱动部，当发生电弧故障时使所述移动板滑动，在正常状态下，所述多个第二通风孔与所述多个第一通风孔连通，而当发生电弧故障时，所述移动板滑动以使所述第一通风孔和所述第二通风孔关闭。

这里，形成于相邻的两个所述第一通风孔之间的第一板部的宽度形成为大于所述第一通风孔的宽度，形成于相邻的两个所述第二通风孔之间的第二板部的宽度形成为大于所述第二通风孔的宽度。

另外，所述第一通风孔的宽度形成为与所述第二通风孔的宽度相同，所述第一板部的宽度形成为与所述第二板部的宽度相同。

另外，所述驱动部包括磁性构件，所述磁性构件的一端可旋转地设置于所述第一分隔室的顶部面板，以借助所述电弧的磁力旋转，并且另一端结合到所述移动板。

另外，所述驱动部还包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述顶部面板和磁性构件之间，并且向所述磁性构件提供恢复力。

另外，所述驱动部还包括连杆构件，所述连杆构件设置在所述磁性构件和移动板之间。

此外，在所述第二分隔室凸出形成有用于支撑和引导所述移动板的引导件。

此外，所述通风门设置在与所述第一分隔室相邻的第二分隔室的相邻的面。

根据本发明一实施例的配电柜的通风系统，在正常状态下需要进行通风的分隔室的通风门处于打开状态，而当产生电弧时所述通风门关闭，因此能够有效地执行双重功能，即，通常用作通风口，而当发生电弧故障时用作电弧组隔板。

这里，通风门由电弧的电磁力驱动，因此，当发生电弧故障时通风门会迅速地关闭。

另一方面，所述通风门通过滑动的方式关闭，因此不存在重新打开的风险。

另外，当电弧消失时，所述通风门会再次打开以起到通风的作用。

另外，当所述第一分隔室与外部相邻时，能够在发生电弧故障时保护外部的作业人员。

附图说明

图1是现有技术的配电柜的立体图。

图2是现有技术的配电柜的局部侧视图。

图3是本发明一实施例的配电柜的立体图。

图4是本发明一实施例的配电柜的局部侧视图。

图5和图6是本发明一实施例的配电柜的通风门的功能图，图5示出正常状态，图6示出电弧阻隔状态。

附图标记的说明

13：第一分隔室 16：第二分隔室

20：断路器 40：固定板

41：第一通风孔 42：第一板部

45：移动板 46：第二通风孔

47：第二板部 50：磁性构件

60：连杆构件 70：弹性构件

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的优选实施例进行说明，这些附图旨在被详细描述为使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的程度，而并不意味着本发明的技术精神和范围受到限制。

参照附图，对本发明的各个实施例的配电柜的通风系统进行详细的说明。图3是本发明一实施例的配电柜的立体图，图4是本发明一实施例的配电柜的局部侧视图，图5和图6是本发明一实施例的配电柜的通风门的功能图，图5示出正常状态，图6示出电弧阻隔状态。

本发明一实施例的配电柜的通风系统，包括：第一分隔室13，用于容纳断路器20；通风门40、45，设置在所述第一分隔室13或与所述第一分隔室13相邻的第二分隔室16的一面(相邻的面)，并且通常打开以进行通风，而当所述断路器20发生电弧故障时关闭以阻隔所述电弧，所述通风门40、45包括具有多个第一通风孔41的固定板40和具有多个第二通风孔46的移动板45；以及驱动部50，当发生电弧故障时使所述移动板45滑动，在打开状态下，所述多个第二通风孔46与所述多个第一通风孔41连通，而当发生电弧故障时，所述移动板45滑动以使所述第一通风孔41和第二通风孔46关闭。

首先对配电柜10的外壳(enclosure,cabinet)11进行说明。本发明一实施例的配电柜10的外壳被划分为多个分隔室(compartment)。作为这种示例，配电柜10的外壳11可以包括第一分隔室(断路器室)13、第二分隔室(电弧排出室)16、第三分隔室(低压设备室)14、第四分隔室(变压器室)12和分隔室(母线及电缆室)15。

高压配电柜通常形成为多层。多层配电柜包括在两个以上的层中分别设置的分隔室。在本实施例中，示出了由三层构成的配电柜的外壳。以下，将设置于配电柜外壳11的第一层(最底层)的分隔室称为第四分隔室(变压器室)12，以及设置于第二层(中间层)的分隔室称为第一分隔室(断路器室)13。在第四分隔室12和第一分隔室13中可以分别容纳有能够放入和拿出的电力设备。这种设备可以是断路器20或变压器。即，在第一分隔室13中可以被放入并设置有断路器20，并且在第四分隔室12中可以被放入并设置有变压器。

在第一分隔室13的顶部设置有第三分隔室(低压设备室、Low VoltageCompartment)14。此时，第三分隔室14的长度(前后方向长度)形成为小于第四分隔室12和第一分隔室13的长度(前后方向长度)。在第三分隔室14中可以设置有低压设备、仪用变压器或变流器、或者附属设备等。

在第四分隔室12和第一分隔室13的后方设置有第五分隔室(母线及电缆室、busbar and cable compartment)15。

在第三分隔室14和母线及电缆室15之间设置有用作空气通道或电弧排出通道的第二分隔室(电弧排出室)16。

第二分隔室16的左侧面、右侧面和底面全部或部分地打开。即，在第二分隔室16的左侧面、右侧面和底面分别形成有开口部。由此，第二分隔室16用作通道，使得在下方的第一分隔室13中产生的电弧气体不仅通过该第二分隔室16的底面开口部流入，而且还可以向左侧和右侧方流动。

在第二分隔室16的底面17设置有开口部17a。第一分隔室13的顶面由开口部17a打开。即，开口部17a用作在第一分隔室13中产生的电弧气体的排出通道。当在第一分隔室13中产生电弧气体时，该电弧气体通过开口部17a进入到第二分隔室16中，然后通过第二分隔室16的顶部盖18排出到外部。这里，第一分隔室13的顶面和第二分隔室16的底面可以彼此共同地构成。构成第一分隔室13的顶面的面板可以与构成第二分隔室16的底面17的面板相同。

第三分隔室14和第二分隔室16可以设置于第一分隔室13的顶部。

电力设备可以设置在第一层的第四分隔室12或第二层的第一分隔室13中。在本实施例中，描述了断路器20作为电力设备设置在第二层的第一分隔室13中的示例。

断路器20包括：主电路部(通电部或阻隔部)21；断路器端子22、23，分别形成于主电路部21的上部和下部；以及操作部24，设置在主电路部21的正面。

在第一分隔室13的正面可以设置有门13a以打开或关闭。

在第一分隔室13的背面可以设置有多个端子套管28、29，以分别连接到断路器端子22、23。

在第一分隔室13的顶面(第三分隔室14和第二分隔室16的底面)设置有顶部面板17。各个分隔室的顶面、底面、正面、背面、左侧面和右侧面分别可以由面板构成。这里，面板可以被相邻的分隔室共用。例如，第一分隔室13的顶部面板17可以共用为第二分隔室16的底部面板。另外，各个面板可以由框架支撑。

在第二分隔室16的背面面板19设置有通风门40、45。在正常状态下，通风门40、45的通风孔41、46打开以与相邻的分隔室连通，而当发生故障电流时，通风孔41、46关闭以防止电弧侵入到相邻的分隔室内部。

通风门40、45可以分别由固定板40和移动板45构成。

固定板40固定设置于背面面板19。在固定板40上形成有多个第一通风孔41。例如，多个第一通风孔41可以配置为网格形状。第一通风孔41区别于第一板部42。这里，将形成于相邻的两个第一通风孔41之间的部分称为第一板部42。这里，第一板部42的宽度w1优选形成为大于第一通风孔41的宽度w2。

移动板45可移动地设置于背面面板19。此时，移动方向沿着背面面板19的长度方向(图中的上下方向)。移动板45设置为与固定板40面接触。即，在正常状态下，移动板45可以设置为与固定板40重叠。

在移动板45上形成有多个第二通风孔46。例如，多个第二通风孔46可以配置为网格形状。第二通风孔46区别于第二板部47。这里，将形成于相邻的两个第二通风孔46之间的部分称为第二板部47。这里，第二板部47的宽度v1优选形成为大于第二通风孔46的宽度v2。

另一方面，第一通风孔41的宽度形成为与第二通风孔46的宽度相同，并且第一板部42的宽度可以形成为与第二板部47的宽度相同。

在正常状态下，移动板45的第二通风孔46设置为与固定板40的第一通风孔41连通。由此，第一通风孔41和第二通风孔46相连通，以在相邻的分隔室之间自由地循环空气。

当阻隔故障电流时，移动板45沿着背面面板19的长度方向滑动，使得第二通风孔46与第一通风孔41错开配置。由此，第一通风孔41被第二板部47关闭，并且第二通风孔46被第一板部42关闭。因此，通风孔41、46被关闭，使得相邻的分隔室之间的空气或气体的循环被阻隔。

设置驱动部以提供使移动板45移动的驱动力。

作为这种驱动部的示例，可以列举由发生电弧故障时产生的磁力驱动的磁性构件。

磁性构件50可旋转地设置在第一分隔室13的顶部面板17的底面。磁性构件50可以是电枢(armature)等金属构件。磁性构件50的一端51可旋转地设置于顶部面板17，并且另一端52与移动板45连接，从而由发生电弧故障时产生的磁力朝向端子方向吸引的同时使移动板滑动。

设置弹性构件70以固定移动板45的位置并提供恢复力。弹性构件70设置在磁性构件50和顶部面板17之间。此时，弹性构件70的一端固定于顶部面板17的一部分，并且弹性构件70的另一端可以固定于磁性构件50。

这里，弹性构件70可以由螺旋弹簧、板簧或扭力弹簧等构成。

可以设置连杆构件60以在移动板45和磁性构件50的运动之间提供灵活性。连杆构件60的一端可旋转地设置于移动板45的下端部，并且连杆构件60的另一端可旋转地设置于磁性构件50的另一端。通过连杆构件60来确保移动板45的直线移动。

设置引导件80以确保并支撑移动板45的直线移动。引导件80可以由从背面面板19凸出的

字型构件构成。

下面将描述作用。

在正常状态下，固定板40与移动板45对齐配置。此时，由于移动板45的第二通风孔46被配置为与固定板40的第一通风孔41连通，因此，空气通过第一通风孔41和第二通风孔46在相邻的分隔室(例如，第二分隔室和第五分隔室)之间自由地循环。

当发生故障电流并且断路器20操作时，在断路器20的断路器端子22、23处产生电弧。磁性构件50由该电弧周边产生的磁力吸引而旋转，并且移动板45通过连杆构件60被向下拉动。因此，第二通风孔46与第一通风孔41错开，使得通风门40、45关闭，从而防止电弧侵入到第五分隔室。

当电弧消失时磁力也消失，并且移动板45借助弹性构件70的恢复力向上方返回。

根据本发明一实施例的配电柜的通风系统，在正常状态下需要进行通风的分隔室的通风门处于打开状态，而当产生电弧时所述通风门关闭，因此能够有效地执行双重功能，即，通常用作通风口，而当发生电弧故障时用作电弧组隔板。

这里，通风门由电弧的电磁力驱动，因此，当发生电弧故障时通风门会迅速地关闭。

另一方面，所述通风门通过滑动的方式关闭，因此不存在重新打开的风险。

另外，当电弧消失时，所述通风门会再次打开以起到通风的作用。

另外，当所述第一分隔室与外部相邻时，能够在发生电弧故障时保护外部的作业人员。

上述实施例是用于实现本发明的实施例，并且在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明所属领域的技术人员将能够进行各种修改和变化。因此，在本发明中公开的实施例并非旨在限制本发明的技术精神，而是用于说明，并且本发明的技术精神的范围不受这些实施例的限制。即，本发明的保护范围应该由所附的权利要求书来解释，并且等同范围内的所有技术精神应当被解释为包括在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种配电柜的通风系统，其特征在于，包括：

第一分隔室，容纳电力设备；

通风门，设置在所述第一分隔室的一面，打开以进行通风，而当所述电力设备发生电弧故障时关闭以阻隔所述电弧，所述通风门包括具有多个第一通风孔的固定板和具有多个第二通风孔的移动板；以及

驱动部，当发生电弧故障时使所述移动板滑动，

在正常状态下，多个所述第二通风孔与多个所述第一通风孔连通，而当发生电弧故障时，所述移动板滑动以使所述第一通风孔和所述第二通风孔关闭，

所述驱动部包括磁性构件，所述磁性构件的一端可旋转地设置于所述第一分隔室的顶部面板，另一端结合到所述移动板，在发生所述电弧故障时，所述磁性构件借助所述电弧的磁力旋转而使所述移动板移动。

2.根据权利要求1所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

形成于相邻的两个所述第一通风孔之间的第一板部的宽度大于所述第一通风孔的宽度，

形成于相邻的两个所述第二通风孔之间的第二板部的宽度大于所述第二通风孔的宽度。

3.根据权利要求2所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

所述第一通风孔的宽度形成为与所述第二通风孔的宽度相同，

所述第一板部的宽度形成为与所述第二板部的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

所述驱动部还包括弹性构件，所述弹性构件设置在所述顶部面板和磁性构件之间，并且向所述磁性构件提供恢复力。

5.根据权利要求4所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

所述驱动部还包括连杆构件，所述连杆构件设置在所述磁性构件和所述移动板之间。

6.根据权利要求1所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

在所述第一分隔室凸出形成有支撑和引导所述移动板的引导件。

7.根据权利要求1所述的配电柜的通风系统，其特征在于，

所述通风门设置在与所述第一分隔室相邻的第二分隔室的相邻的面。

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