CN112670869A - 一种强制散热式配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种强制散热式配电柜，属于配电柜技术领域，包括柜体，所述柜体一侧开设有柜口，在所述柜口处设置有柜门；所述柜体内部形成有安装电气元件的安装空腔，在所述安装空腔的竖直两侧边分别固定有竖直的固定板；两所述固定板之间可拆卸连接有水平的安装架；所述安装架上安装电气元件；所述安装架上设置有对所述电气元件进行散热的强行散热结构；在所述柜体上设置有对所述安装空腔内空气进行散热的散热装置。通过采用上述技术方案，能够对电气元件和安装空腔内部同时散热，在对电气元件直接降温的同时，改善安装空腔内的环境温度，进而保证电气元件能够长期处于适宜的工作环境内。

Description

一种强制散热式配电柜

技术领域

本发明属于配电柜技术领域，具体涉及一种强制散热式配电柜。

背景技术

配电柜（箱）一般包括动力配电柜（箱）和照明配电柜（箱）、计量柜（箱），配电柜属于配电系统的末级设备。配电柜是电动机控制中心的统称。配电柜一般使用在负荷比较分散、回路较少的场合；用于将把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，且对负荷提供保护、监视和控制。

配电柜在装配后，配电柜的内部安装用于提供保护、监视和控制负荷的电气元件。配电柜在使用过程中，内部的电气元件处于相对密闭的空间内，内部的电气元件在工作过程中，会散发出大量的热量，因此，需要对配电柜进行散热，以防止配电柜内部空间的温度过高，影响内部电气元件的正常使用。

现有技术中的配电柜，在柜体的竖直侧壁上、或者在柜门上会设置有通风结构，例如百叶窗，在使用过程中，通过百叶窗与柜体内部进行空气流通，在一定程度上对柜体内部起到散热效果。

但是，在一些较大的配电柜中内部的电气元件数量相对较多，多个电气元件较为密集，在柜体内部空气流通相对较差，在使用过程中，散热出大量的热量，单单依靠空气自由流通的散热效果，并不能够对柜体内的电气元件起到较佳的散热效果，进而，长时间使用容易影响电气元件的正常工作，甚至容易引发火灾。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种强制散热式配电柜，能够对电气元件和安装空腔内部同时散热，在对电气元件直接降温的同时，改善安装空腔内的环境温度，进而保证电气元件能够长期处于适宜的工作环境内。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一个技术方案如下：

一种强制散热式配电柜，包括柜体，所述柜体一侧开设有柜口，在所述柜口处设置有柜门；所述柜体内部形成有安装电气元件的安装空腔，在所述安装空腔的竖直两侧边分别固定有竖直的固定板；两所述固定板之间可拆卸连接有水平的安装架；所述安装架上安装电气元件；所述安装架上设置有对所述电气元件进行散热的强行散热结构；在所述柜体上设置有对所述安装空腔内空气进行散热的散热装置。

优选的，所述安装架包括水平设置的安装板，所述安装板用于连接电气元件；所述安装板的两端可拆卸连接于所述固定板上；在所述安装板远离所述柜口的一侧一体成型有散热管；所述安装板长度方向的两侧分别设置有翅片组件。

优选的，所述强行散热结构包括设置于所述柜体上且用于向所述散热管内部鼓风的供风组件、和设置于所述柜体与安装架之间的热量搬运组件，所述热量搬运组件的吸热端位于所述安装板上，所述热量搬运组件的散热端位于所述安装空腔外侧。

优选的，所述翅片组件包括连接于所述安装板长度方向两侧边的支撑板，所述支撑板垂直其长度方向的截面呈“V”形；在所述支撑板靠近和远离所述柜口的两侧面分别间隔设置有散热片。

优选的，所述柜体上且位于所述安装空腔的一侧设置有散热风腔和安装腔，所述固定板包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和第二固定板之间夹持所述安装架；所述第一固定板上间隔开设有若干第一连接口，所述第二固定板上间隔开设有若干第二连接口；所述供风组件包括鼓风机、供风管道和回风管道；所述鼓风机位于所述安装腔内部，所述供风管道的一端与所述鼓风机的出风口连接，另一端连接所述第一连接口，所述供风管道位于所述第一固定板远离所述安装架的一侧，且所述散热管连通所述第一连接口；所述回风管道一端连通所述柜体外侧或所述散热风腔，另一端连接所述第二连接口；所述供风管道和/或所述回风管道上分别设置有与所述固定板连接、密封的密封结构。

优选的，所述密封结构包括位于所述供风管道和/或所述回风管道上的连接板，所述连接板上开设有第一连接孔，在所述固定板上开设有第二连接孔；所述连接板靠近所述安装板的一侧开设有密封槽；在所述密封槽内密封圈；所述连接板与所述固定板通过螺栓连接，所述螺栓穿过所述第一连接孔，且与所述第二连接孔螺纹连接。

优选的，所述热量搬运组件包括位于所述安装板远离所述散热管一侧的吸热板，在所述柜体外侧设置有放热板，所述吸热板和所述放热板之间连接有第一半导体柱和第二半导体柱，所述第一半导体柱和第二半导体柱之间串联有电源、控制器，所述控制器控制所述第一半导体柱和第二半导体柱连通或者断开。

优选的，所述安装板远离所述散热管的一侧设置有温度传感器，所述控制器获取所述温度传感器的温度值，当所述检测的温度值大于第一预设值时，所述控制器控制所述第一半导体柱和所述第二半导体柱连通，当检测的温度值小于第二预设值时，所述控制器控制所述第一半导体柱和第二半导体柱断开，所述第一预设值大于所述第二预设值。

优选的，所述散热管上均匀开设有散热孔。

优选的，所述散热风腔与所述安装空腔之间的侧壁上开设有若干散热窗口；所述散热装置包括位于所述散热窗口处的过滤网、位于所述安装腔内的抽风机，所述抽风机的进风端连通所述散热风腔，出风端连通散热风腔的外侧；所述柜体上且靠近所述散热风腔的一侧设置有检修门，所述检修门连通所述散热风腔。

本发明提供了一种强制散热式配电柜，通过设置的散热装置对安装空腔内部的空气进行换气降温，同时，通过供风组件向散热管内部鼓入冷风，与散热管或者向安装空腔内部鼓风，进而对电气元件根源进行散热、降温。保证电气元件在长期使用过程中，温度处于适应温度。而通过设置的温度传感器可以实时检测电气元件附近的温度值，并基于温度值控制对电气元件附近的热量进行强制搬运，进而极大的保证了电气元件的适宜温度环境，保证了电气元件的正常工作和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的一种强制散热式配电柜的结构示意图；

图2为本发明的一种强制散热式配电柜中突出固定板与安装架连接关系的正视图；

图3为本发明的一种强制散热式配电柜中突出固定板与安装架的立体图；

图4为本发明的一种强制散热式配电柜实施例1中突出安装架的截面图；

图5为本发明的一种强制散热式配电柜中突出柜体结构的剖视图；

图6为本发明的一种强制散热式配电柜中突出散热装置与所述柜体连接结构的剖视图；

图7为本发明的一种强制散热式配电柜中突出供风组件的示意图；

图8为本发明的一种强制散热式配电柜中突出密封结构的示意图；

图9为本发明的一种强制散热式配电柜中突出热量搬运组件的示意图；

图10为本发明的一种强制散热式配电柜中突出热量搬运组件的原理图；

图11为本发明的一种强制散热式配电柜实施例2中突出安装架的截面图。

图中附图标记：

100、柜体；110、柜口；120、柜门；130、安装空腔；140、固定板；141、第一固定板；141a、第一连接口；141b、第二连接孔；142、第二固定板；142a、第二连接口；150、散热风腔；160、安装腔；170、散热窗口；180、检修门；

200、安装架；210、安装板；220、散热管；221、散热孔；230、翅片组件；231、支撑板；232、散热片；

300、强行散热结构；310、供风组件；311、鼓风机；312、供风管道；313、回风管道；320、热量搬运组件；321、吸热板；322、放热板；323、第一半导体柱；324、第二半导体柱；325、电源；326、控制器；327、温度传感器；330、密封结构；331、连接板；331a、第一连接孔；331b、密封槽；332、密封圈；

400、散热装置；410、过滤网；420、抽风机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了一种强制散热式配电柜，如图1至图10所示，包括柜体100，柜体100一侧开设有柜口110，在柜口110处设置有柜门120；在柜体100内部形成有安装电气元件的安装空腔130，在安装空腔130的竖直两侧边分别固定有竖直的固定板140；两固定板140之间可拆卸连接有水平的安装架200；安装架200上安装电气元件；在安装架200上设置有对电气元件进行散热的强行散热结构300；在柜体100上设置有对安装空腔130内空气进行散热的散热装置400。在使用时，将电气元件固定在安装架200上，在使用过程中，通过设置的强行散热结构300和散热装置400对内部的电气元件、和安装空腔130进行散热，进而优化安装空腔130内部的温度环境，使得内部的电气元件保持在正常的温度值下工作，避免因温度过高影响正常使用。

其中，安装架200包括水平设置的安装板210，安装板210用于连接电气元件；安装板210的两端分别可拆卸连接在固定板140上；具体的，安装板210与固定板140之间可以通过采用螺栓进行固定。在安装电气元件时，为了方便进行安装、维修，电气元件一般固定在安装板210靠近柜口110的一侧面。

在安装板210远离柜口110的一侧一体成型有散热管220；安装板210长度方向的两侧分别设置有翅片组件230。翅片组件230位于散热管220的上下两侧，电气元件使用过程中，散热出一定的热量值，通过热量传递，安装板210、翅片组件230的温度值相对较高，强行散热结构300通过对安装板210、翅片组件230进行散热，进而达到对电气元件散热的目的。在此过程中，翅片组件230的作用是用于同电器元件周围的热空气进行热量交换。

具体的，翅片组件230包括连接于安装板210长度方向两侧边的支撑板231，支撑板231垂直其长度方向的截面呈“V”形；在支撑板231靠近和远离柜口110的两侧面分别间隔设置有散热片232。通过设置的支撑板231和散热片232，在使用过程中，电气元件上在散热时，翅片组件230能够更加容易传导热量。

强行散热结构300包括设置于柜体100上且用于向散热管220内部鼓风的供风组件310、和设置于柜体100与安装架200之间的热量搬运组件320，热量搬运组件320的吸热端位于安装板210上，热量搬运组件320的散热端位于安装空腔130外侧。在使用时，通过供风组件310可以向散热管220内部鼓风，通过鼓风对散热管220进行散热，进而对其进行降温，通过该降温效果，在一定程度上可以缓解电气元件附近的温度环境，能够更加及时的对电气元件附近进行降温。而通过设置的热量搬运组件320，在使用过程中可以将吸热端的温度直接传递至安装空腔130的外侧，进而更加直接的对电气元件进行降温散热。

柜体100上且位于安装空腔130的一侧设置有散热风腔150和安装腔160。

固定板140包括第一固定板141和第二固定板142，第一固定板141和第二固定板142之间夹持安装架200。第一固定板141上间隔开设有若干第一连接口141a，第二固定板142上间隔开设有若干第二连接口142a。

供风组件310包括鼓风机311、供风管道312和回风管道313。

其中，鼓风机311位于安装腔160内部，供风管道312的一端与鼓风机311的出风口连接，另一端连接第一连接口141a，供风管道312位于第一固定板141远离安装架200的一侧，且散热管220连通第一连接口141a；回风管道313一端连通柜体100外侧或散热风腔150，另一端连接第二连接口142a。

进一步的，在安装腔160上设置有进风口，进风口连接鼓风机311的进风端，同时，在进风口处设置过滤结构。在使用过程中，通过鼓风机311向散热管220内部鼓风，在鼓风过程中，散热管220内部的风与散热管220进行热量交换，当散热管220温度较低时，通过散热片232对安装空腔130内部的空气进行降温。在此过程中，散热管220与散热片232热量交换，散热片232与外侧的空气热量交换。

供风管道312和/或回风管道313上分别设置有与固定板140连接、密封的密封结构330。密封结构330包括位于供风管道312和/或回风管道313上的连接板331，连接板331上开设有第一连接孔331a，在固定板140上开设有第二连接孔141b；连接板331靠近固定板140的一侧开设有密封槽331b；在密封槽331b内密封圈332。连接板331与固定板140通过螺栓连接，螺栓穿过第一连接孔331a，且与第二连接孔141b螺纹连接。通过开设在第一固定板141、第二固定板142上的若干第一连接口141a、第二连接口142a，在使用过程中，可以调节安装板210的竖直高度，进而适应不同大小的电气元件，与此同时，在不同高度，供风管道312、回风管道313均可以方便与散热管220进行连接。

热量搬运组件320包括位于安装板210远离散热管220一侧的吸热板321，在柜体100外侧设置有放热板322，吸热板321和放热板322之间连接有第一半导体柱323和第二半导体柱324，第一半导体柱323和第二半导体柱324的两端均分别与吸热板321、放热板322接触。第一半导体柱323和第二半导体柱324之间串联有电源325、控制器326，控制器326控制第一半导体柱323和第二半导体柱324连通或者断开。当控制器326控制连通第一半导体柱323和第二半导体柱324时，第一半导体柱323、第二半导体柱324、电源325串联，通电过程中，吸热板321一侧的温度较高，散热板一侧的温度较低，进而通过第一半导体柱323和第二半导体柱324将吸热板321一侧的热量强行搬运至散热板一侧，进行强行散热。更好的，在散热板上设置有若干翅片，方便进行散热。

安装板210远离散热管220的一侧设置有温度传感器327，温度传感器327用于实时检测电气元件附近的温度值，控制器326获取温度传感器327的温度值，当检测的温度值大于第一预设值时，控制器326控制第一半导体柱323和第二半导体柱324连通，当检测的温度值小于第二预设值时，控制器326控制第一半导体柱323和第二半导体柱324断开，第一预设值大于所述第二预设值。其中，第一预设值和第二预设值为人工设置数值。

在使用过程中，通过供风组件310对电气元件进行长期散热，当内部温度值增大至大于预设值以上时，在通过设置的热量搬运组件320对电气元件附近的热量值进行强制搬运。相比于现有技术，通过采用本技术方案，在使用过程中，能够保证电气元件附近的温度值相对较低，不会影响电器元件的正常使用。同时，散热管220与安装空腔130内部不连通，在鼓风过程中不会向内部传递灰尘，进而保证了安装空腔130内部的无灰环境。

散热风腔150与安装空腔130之间的侧壁上开设有若干散热窗口170；散热装置400包括位于散热窗口170处的过滤网410、位于安装腔160内的抽风机420，抽风机420的进风端连通散热风腔150，出风端连通散热风腔150的外侧；柜体100上且靠近散热风腔150的一侧设置有检修门180，检修门180连通散热风腔150。通过上述设置，在使用过程中，通过抽风机420将内部的热空气抽出，进而增强内部的空气流通，实现对安装空腔130内整体空气环境的散热降温。

在使用过程中，将电气元件固定在安装架200上，在使用过程中，开启鼓风机311和抽风机420，二者协同对安装空腔130内的电气元件进行降温，在降温过程中，当内部的电气元件持续升温至大于第一预设值时，通过热量搬运组件320对电气元件附近的热量强行搬运，直至电气元件附近的温度值恢复至较低温度。

实施例2

本实施例提供了一种强制散热式配电柜，结合图6和图11所示，与实施例1结构不同之处在于散热管220。在散热管220上均匀开设有散热孔221，在鼓风过程中，通过设置的散热孔221可以对附近的散热片232、电气元件进行降温，相比于实施例1的实施方式，该方式降温效果更佳。同时，为了避免向安装空腔130内部传递灰尘，在鼓风机311的进风端设置过滤网410。

散热风腔150与安装空腔130之间的侧壁上开设有若干散热窗口170；散热装置400包括位于散热窗口170处的过滤网410、位于安装腔160内的抽风机420，抽风机420的进风端连通散热风腔150，出风端连通散热风腔150的外侧；柜体100上且靠近散热风腔150的一侧设置有检修门180，检修门180连通所述散热风腔150。通过上述设置，在使用过程中，通过抽风机420将内部的热空气抽出，进而增强内部的空气流通，实现对安装空腔130内整体的散热降温。

通过开设的散热孔221，配合抽风机420，可以更加快速的实现对安装空腔130的散热、降温。且在此过程中，由于散热孔221内吹进的为冷空气，且进风位置位于电气元件附近，进而在换热过程中，电气元件能够更快的降温，或者能够在此基础上长期保持相对低温状态。

本发明提供了一种强制散热式配电柜，通过设置的散热装置400对安装空腔130内部的空气进行换气降温，同时，通过供风组件310向散热管220内部鼓入冷风，与散热管220或者向安装空腔130内部鼓风，进而对电气元件根源进行散热、降温。保证电气元件在长期使用过程中，温度处于适应温度。而通过设置的温度传感器327可以实时检测电气元件附近的温度值，并基于温度值控制对电气元件附近的热量进行强制搬运，进而极大的保证了电气元件的适宜温度环境，保证了电气元件的正常工作和使用寿命。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接、可以是机械连接，也可以是电连接、可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种强制散热式配电柜，包括柜体（100），所述柜体（100）一侧开设有柜口（110），在所述柜口（110）处设置有柜门（120）；其特征在于:所述柜体（100）内部形成有安装电气元件的安装空腔（130），在所述安装空腔（130）的竖直两侧边分别固定有竖直的固定板（140）；

两所述固定板（140）之间可拆卸连接有水平的安装架（200）；所述安装架（200）上安装电气元件；

所述安装架（200）上设置有对所述电气元件进行散热的强行散热结构（300）；在所述柜体（100）上设置有对所述安装空腔（130）内空气进行散热的散热装置（400）。

2.根据权利要求1所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述安装架（200）包括水平设置的安装板（210），所述安装板（210）用于连接电气元件；

所述安装板（210）的两端可拆卸连接于所述固定板（140）上；在所述安装板（210）远离所述柜口（110）的一侧一体成型有散热管（220）；所述安装板（210）长度方向的两侧分别设置有翅片组件（230）。

3.根据权利要求2所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述翅片组件（230）包括连接于所述安装板（210）长度方向两侧边的支撑板（231），所述支撑板（231）垂直其长度方向的截面呈“V”形；在所述支撑板（231）靠近和远离所述柜口（110）的两侧面分别间隔设置有散热片（232）。

4.根据权利要求2所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述强行散热结构（300）包括设置于所述柜体（100）上且用于向所述散热管（220）内部鼓风的供风组件（310）、和设置于所述柜体（100）与安装架（200）之间的热量搬运组件（320），所述热量搬运组件（320）的吸热端位于所述安装板（210）上，所述热量搬运组件（320）的散热端位于所述安装空腔（130）外侧。

5.根据权利要求4所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述柜体（100）上且位于所述安装空腔（130）的一侧设置有散热风腔（150）和安装腔（160），

所述固定板（140）包括第一固定板（141）和第二固定板（142），所述第一固定板（141）和第二固定板（142）之间夹持所述安装架（200）；

所述第一固定板（141）上间隔开设有若干第一连接口（141a），所述第二固定板（142）上间隔开设有若干第二连接口（142a）；

所述供风组件（310）包括鼓风机（311）、供风管道（312）和回风管道（313）；

所述鼓风机（311）位于所述安装腔（160）内部，所述供风管道（312）的一端与所述鼓风机（311）的出风口连接，另一端连接所述第一连接口（141a），所述供风管道（312）位于所述第一固定板（141）远离所述安装架（200）的一侧，且所述散热管（220）连通所述第一连接口（141a）；

所述回风管道（313）一端连通所述柜体（100）外侧或所述散热风腔（150），另一端连接所述第二连接口（142a）；

所述供风管道（312）和/或所述回风管道（313）上分别设置有与所述固定板（140）连接、密封的密封结构（330）。

6.根据权利要求5所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述密封结构（330）包括位于所述供风管道（312）和/或所述回风管道（313）上的连接板（331），所述连接板（331）上开设有第一连接孔（331a），在所述固定板（140）上开设有第二连接孔（141b）；所述连接板（331）靠近所述安装板（210）的一侧开设有密封槽（331b）；在所述密封槽（331b）内密封圈（332）；

所述连接板（331）与所述固定板（140）通过螺栓连接，所述螺栓穿过所述第一连接孔（331a），且与所述第二连接孔（141b）螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述热量搬运组件（320）包括位于所述安装板（210）远离所述散热管（220）一侧的吸热板（321），在所述柜体（100）外侧设置有放热板（322），所述吸热板（321）和所述放热板（322）之间连接有第一半导体柱（323）和第二半导体柱（324），所述第一半导体柱（323）和第二半导体柱（324）之间串联有电源（325）、控制器（326），所述控制器（326）控制所述第一半导体柱（323）和第二半导体柱（324）连通或者断开。

8.根据权利要求7所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述安装板（210）远离所述散热管（220）的一侧设置有温度传感器（327），所述控制器（326）获取所述温度传感器（327）的温度值，当检测的温度值大于第一预设值时，所述控制器（326）控制所述第一半导体柱（323）和所述第二半导体柱（324）连通，当检测的温度值小于第二预设值时，所述控制器（326）控制所述第一半导体柱（323）和第二半导体柱（324）断开，所述第一预设值大于所述第二预设值。

9.根据权利要求2所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述散热管（220）上均匀开设有散热孔（221）。

10.根据权利要求1所述的强制散热式配电柜，其特征在于：所述散热风腔（150）与所述安装空腔（130）之间的侧壁上开设有若干散热窗口（170）；

所述散热装置（400）包括位于所述散热窗口（170）处的过滤网（410）、位于所述安装腔（160）内的抽风机（420），所述抽风机（420）的进风端连通所述散热风腔（150），出风端连通散热风腔（150）的外侧；

所述柜体（100）上且靠近所述散热风腔（150）的一侧设置有检修门（180），所述检修门（180）连通所述散热风腔（150）。

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