CN113708272A - 一种常压密封空气绝缘开关柜 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统设备技术领域，尤其是涉及一种常压密封空气绝缘开关柜，包括柜体，所述柜体侧壁上等距设置有若干弧形槽，若干所述弧形槽内均设置有用于对柜体降温的散热机构，所述散热机构包括设置于弧形槽内的散热盘，所述散热盘的外侧壁上涂覆有导热涂层，所述散热盘与弧形槽共轴，所述弧形槽两端的侧壁上固定设置有侧板，所述散热盘的轴心处贯穿固定有转轴。本发明可通过重心偏移的方式，使得散热盘在柜体表面转动，将柜体的热量快速散至空气中，并且以散热盘转动为驱动力，促使绝缘油在循环油管内流动，为柜体内的电气元件提供良好的降温，无需设置电机驱动，节能环保，且运行过程中无噪音产生，有利于改善工作环境。
Description
技术领域
本发明属于电力系统设备技术领域，尤其是涉及一种常压密封空气绝缘开关柜。
背景技术
开关柜是电厂、变电站的发配电系统中的重要电气设备，其中，常压密封空气绝缘开关柜具有自愈能力的空气绝缘结构，杜绝六氟化硫（SF6）充气带压力容易泄露的风险，绝缘密封箱体可将运行环境中的尘埃、污秽和潮湿空气隔离，确保产品绝缘体系在寿命周期内稳定有效。
上述开关柜在运行时，因柜体内电气元件发热量较大，温度升高会引起电气元件的机械性能和电气性能下降，从而影响其正常工作，甚至引发运行事故，造成严重损失，然而由于开关柜采用绝缘密封的结构，难以通过机械送风的方式进行有效散热，且机械送风的方式存在较大噪音，对工作环境造成影响，并且由于开关柜内电气元件较多，采用传统水冷的方式容易造成线路短路的风险，因此现有的常压密封空气绝缘开关柜普遍存在散热不便的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术中提出的问题，提供一种便于散热且运行稳定的常压密封空气绝缘开关柜。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种常压密封空气绝缘开关柜，包括柜体，所述柜体侧壁上等距设置有若干弧形槽，若干所述弧形槽内均设置有用于对柜体降温的散热机构，所述散热机构包括设置于弧形槽内的散热盘，所述散热盘的外侧壁上涂覆有导热涂层，所述散热盘与弧形槽共轴，所述弧形槽两端的侧壁上固定设置有侧板，所述散热盘的轴心处贯穿固定有转轴，并且所述转轴转动连接于侧板上，所述散热盘的周侧壁上设置有若干沿其半径方向延伸的开槽，并且若干所述开槽将散热盘分隔为多个大小相等的扇形块；
每个所述开槽内均设置有用于驱动散热盘转动的重心偏移机构，所述重心偏移机构包括液筒、第一活塞、调节杆和配重块，所述液筒固定连接于开槽内，并且所述液筒内填充有热胀冷缩介质，所述第一活塞密封滑动连接于液筒内，所述配重块滑动设置于开槽内并且能够沿散热盘的径向滑动，所述调节杆的一端贯穿液筒并与第一活塞固定连接，所述调节杆的另一端与配重块固定连接；
所述柜体内固定设置有多块用于分隔盛放电气元件的隔板，所述隔板内嵌设有循环油管，并且所述循环油管呈S形结构，所述循环油管通过泵油机构与绝缘油箱连通，所述泵油机构包括固定连接于绝缘油箱侧壁上的泵油筒，所述泵油筒与绝缘油箱连通，所述泵油筒的输出端与循环油管连通，并且所述连通处设置有单向阀，所述泵油筒内密封滑动连接有第二活塞，所述转轴上固定连接有凸轮，所述凸轮的凸起处通过销轴转动连接有传动杆，所述传动杆的另一端延伸至泵油筒内并与第二活塞铰接。
进一步，所述开槽开口处的侧壁上固定连接有限位凸起。
进一步，所述柜体的侧壁上固定设置有用于对散热盘表面除尘的清洁机构，所述清洁机构包括固定连接于柜体侧壁上的固定块，所述固定块上转动连接有转辊，所述转辊的周侧壁上固定连接有多个均匀分布的刷板。
进一步，所述清洁机构还包括固定连接于转轴上的第一传动轮，所述转辊上固定连接有第二传动轮，所述第一传动轮与第二传动轮之间通过皮带传动连接。
进一步，所述柜体的侧壁上固定设置有绝缘油箱，所述绝缘油箱内盛装有绝缘油。
进一步，所述绝缘油箱内安装有制冷管，其中一个所述液筒的内侧壁上嵌设有两块对称的导电板，其中一块所述导电板与制冷管电性连接，另一块所述导电板与外界电源连接，在所述热胀冷缩介质受热膨胀并漫过两块导电板时，使得所述制冷管的电路导通。
与现有的技术相比，本常压密封空气绝缘开关柜的优点在于：
1、本发明通过散热盘与弧形槽的内壁接触，可快速吸收柜体表面的热量，热胀冷缩介质受热膨胀，推动配重块移动，散热盘整体的重心发生偏移，使得散热盘在重力作用下转动，散热盘中各扇形块依次转过弧形槽内的过程中，完成吸热、放热的周期性热交换，提高开关柜的散热效率，与现有技术相比，无需设置电机驱动，节能环保，且运行过程中无噪音产生，有利于改善工作环境。
2、本发明以散热盘的转动为驱动力，带动各刷板转动，对散热盘的周侧壁进行清扫，防止其表面覆盖灰尘，影响其散热效率，散热盘与刷板同步转动，配合紧密，便于对散热盘表面各处进行充分清洁。
3、本发明通过转轴带动第二活塞往复运行，使得泵油筒持续将绝缘油箱内的绝缘油泵入循环油管内，绝缘油流动时吸收隔板上的热量，进一步为电气元件提供降温，并且，当配电柜内温度越高，热胀冷缩介质受热膨胀的速度越快，即散热盘的转动速度越快，驱动第二活塞往复运动的频率越高，使得绝缘油的流动量越大，提升降温效果。
4、本发明中热胀冷缩介质采用水银，具有良好的导电性和热胀冷缩性能，在配电柜温度较高时，散热盘转动，液筒间歇性转动至弧形槽内，热胀冷缩介质间歇性受热膨胀并漫过两块导电板，使得制冷管间歇性通电工作，降低绝缘油箱内绝缘油的温度，保证其降温效果，当配电柜无需散热时，液筒内热胀冷缩介质处于收缩状态，制冷管断电，降低电能消耗，无需工作人员手动操作，降低劳动强度。
附图说明
图1是本发明提供的一种常压密封空气绝缘开关柜的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是图1中B处放大图；
图4是本发明提供的一种常压密封空气绝缘开关柜中散热盘的结构示意图；
图5是本发明提供的一种常压密封空气绝缘开关柜中液筒的内部结构示意图；
图6是本发明提供的一种常压密封空气绝缘开关柜中清洁机构的结构示意图；
图7是本发明提供的一种常压密封空气绝缘开关柜中循环油管的结构示意图。
图中，1柜体；2弧形槽；3散热盘；4导热涂层；5侧板；6转轴；7开槽；8扇形块；9液筒；10第一活塞；11调节杆；12配重块；13限位凸起；14固定块；15转辊；16刷板；17第一传动轮；18第二传动轮；19皮带；20绝缘油箱；21隔板；22循环油管；23泵油筒；24第二活塞；25凸轮；26传动杆；27制冷管；28导电板。
具体实施方式
实施例1
如图1-7所示，一种常压密封空气绝缘开关柜，包括柜体1，柜体1侧壁上等距设置有若干弧形槽2，若干弧形槽2内均设置有用于对柜体1降温的散热机构，散热机构包括设置于弧形槽2内的散热盘3，散热盘3的外侧壁上涂覆有导热涂层4，散热盘3与弧形槽2共轴，弧形槽2两端的侧壁上固定设置有侧板5，散热盘3的轴心处贯穿固定有转轴6，并且转轴6转动连接于侧板5上，散热盘3可在弧形槽2内转动，且散热盘3在转动过程中，其周侧壁与弧形槽2的表面接触滑动，弧形槽2的表面光滑设置，便于减小散热盘33在弧形槽2内转动时的阻力，散热盘3的周侧壁上设置有若干沿其半径方向延伸的开槽7，开槽7的设置增大了散热盘3与空气的接触面积，有利于其内部热量快速散出，并且若干开槽7将散热盘3分隔为多个大小相等的扇形块8。
每个开槽7内均设置有用于驱动散热盘3转动的重心偏移机构，重心偏移机构包括液筒9、第一活塞10、调节杆11和配重块12，液筒9固定连接于开槽7内，并且液筒9内填充有热胀冷缩介质，在本实施例中，热胀冷缩介质采用煤油，可在温度升高时膨胀，温度降低时收缩，第一活塞10密封滑动连接于液筒9内，配重块12滑动设置于开槽7内并且能够沿散热盘3的径向滑动，配重块12采用金属材料，密度较大，有利于驱动散热盘3转动，且金属材料具有良好的导热性能，进一步提高散热盘3的散热效果，调节杆11的一端贯穿液筒9并与第一活塞10固定连接，调节杆11的另一端与配重块12固定连接。
柜体1的侧壁上固定设置有用于对散热盘3表面除尘的清洁机构。
开槽7开口处的侧壁上固定连接有限位凸起13，用于对配重块12进行限位，防止其滑出开槽7外。
清洁机构包括固定连接于柜体1侧壁上的固定块14，固定块14上转动连接有转辊15，转辊15的周侧壁上固定连接有多个均匀分布的刷板16，刷板16上固定嵌设有刷毛，刷板16转动时，可通过刷毛对散热盘3的表面进行清扫，防止灰尘覆盖堆积，影响其导热效率。
清洁机构还包括固定连接于转轴6上的第一传动轮17，转辊15上固定连接有第二传动轮18，第一传动轮17与第二传动轮18之间通过皮带19传动连接。
柜体1的侧壁上固定设置有绝缘油箱20，绝缘油箱20内盛装有绝缘油，绝缘油采用天然酯绝缘油，天然酯绝缘油的燃点较高其燃点超过350℃，具备非常优异的抗燃特性，性质稳定，避免发生火灾和线路短路的问题，且具有良好的导热性能，便于热量的快速传导，降温效果好。
柜体1内固定设置有多块用于分隔盛放电气元件的隔板21，隔板21内嵌设有循环油管22，并且循环油管22呈S形结构，有利于延长绝缘油在循环油管22内流动的时间，以保证绝缘油充分吸收隔板21上的热量，循环油管22的一端通过泵油机构与绝缘油箱20连通，循环油管22的另一端与绝缘油箱20直接连通。
泵油机构包括固定连接于绝缘油箱20侧壁上的泵油筒23，泵油筒23与绝缘油箱20连通，泵油筒23的输出端与循环油管22连通，并且连通处设置有单向阀，使得泵绝缘油仅可由油筒23进入循环油管22内，泵油筒23内密封滑动连接有第二活塞24，转轴6上固定连接有凸轮25，凸轮25的凸起处通过销轴转动连接有传动杆26，传动杆26的另一端延伸至泵油筒23内并与第二活塞24铰接，通过泵油机构可使得绝缘油箱20内的绝缘油可在循环油管22内单向循环流动。
工作时，散热盘3的部分位于弧形槽2内并与弧形槽2的内壁接触，另一部分位于弧形槽2外与空气接触，位于弧形槽2内的部分快速吸收柜体1表面的热量，热胀冷缩介质受热膨胀，通过第一活塞10和调节杆11推动该处配重块12移动，配重块12在移动过程中，散热盘3整体的重心向靠近弧形槽2方向偏移，则散热盘3在重力作用下逆时针转动，使得原本位于弧形槽2内的扇形块8转出与空气接触散热，该处受热膨胀的热胀冷缩介质逐渐降温收缩，配重块12复位，并且原本位于弧形槽2外的扇形块8转入弧形槽2内，吸收柜体热量，如此往复，散热盘3中各扇形块8依次转过弧形槽2内的过程中，完成吸热、放热的周期性热交换，提高开关柜的散热效率，与现有技术相比，无需设置电机驱动，节能环保，且运行过程中无噪音产生，有利于改善工作环境。
散热盘3转动过程中，通过转轴6带动第一传动轮17转动，第一传动轮17通过皮带19带动第二传动轮18转动，继而通过转辊15带动各刷板16转动，对散热盘3的周侧壁进行清扫，防止其表面覆盖灰尘，影响其散热效率，散热盘3与刷板16同步转动，配合紧密，便于对散热盘3表面各处进行充分清洁。
散热盘3转动过程中，通过转轴6带动凸轮25转动，凸轮25通过传动杆26带动第二活塞24往复运行，使得泵油筒23持续将绝缘油箱20内的绝缘油泵入循环油管22内，绝缘油流动时吸收隔板21上的热量，进一步为电气元件提供降温，并且，当配电柜内温度越高，热胀冷缩介质受热膨胀的速度越快，即散热盘3的转动速度越快，驱动第二活塞24往复运动的频率越高，使得绝缘油的流动量越大，提升降温效果。
实施例2
如图1和5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：绝缘油箱20内安装有制冷管27，其中一个液筒9的内侧壁上嵌设有两块对称的导电板28，两块导电板28相对且互不接触，其中一块导电板28与制冷管27电性连接，另一块导电板28与外界电源连接，在热胀冷缩介质受热膨胀并漫过两块导电板28时，使得制冷管27的电路导通，在本实施例中，热胀冷缩介质采用水银，不仅可在受热时膨胀，并且具有良好的导电性能。
在本实施例中，在配电柜温度较高时，散热盘3转动，液筒9间歇性转动至弧形槽2内，热胀冷缩介质间歇性受热膨胀并漫过两块导电板28，使得制冷管27间歇性通电工作，降低绝缘油箱20内绝缘油的温度，保证其降温效果，当配电柜无需散热时，液筒9内各处的热胀冷缩介质均处于收缩状态，热胀冷缩介质的液面低于两块导电板28的高度，则制冷管27断电，降低电能消耗，无需工作人员手动操作，降低劳动强度。
Claims (6)
1.一种常压密封空气绝缘开关柜，包括柜体（1），其特征在于，所述柜体（1）侧壁上等距设置有若干弧形槽（2），若干所述弧形槽（2）内均设置有用于对柜体（1）降温的散热机构，所述散热机构包括设置于弧形槽（2）内的散热盘（3），所述散热盘（3）的外侧壁上涂覆有导热涂层（4），所述散热盘（3）与弧形槽（2）共轴，所述弧形槽（2）两端的侧壁上固定设置有侧板（5），所述散热盘（3）的轴心处贯穿固定有转轴（6），并且所述转轴（6）转动连接于侧板（5）上，所述散热盘（3）的周侧壁上设置有若干沿其半径方向延伸的开槽（7），每个所述开槽（7）内均设置有用于驱动散热盘（3）转动的重心偏移机构，所述重心偏移机构包括液筒（9）、第一活塞（10）、调节杆（11）和配重块（12），所述液筒（9）固定连接于开槽（7）内，并且所述液筒（9）内填充有热胀冷缩介质，所述第一活塞（10）密封滑动连接于液筒（9）内，所述配重块（12）滑动设置于开槽（7）内并且能够沿散热盘（3）的径向滑动，所述调节杆（11）的一端贯穿液筒（9）并与第一活塞（10）固定连接，所述调节杆（11）的另一端与配重块（12）固定连接，所述柜体（1）内固定设置有多块用于分隔盛放电气元件的隔板（21），所述隔板（21）内嵌设有循环油管（22），所述循环油管（22）通过泵油机构与绝缘油箱（20）连通，所述泵油机构包括固定连接于绝缘油箱（20）侧壁上的泵油筒（23），所述泵油筒（23）与绝缘油箱（20）连通，所述泵油筒（23）的输出端与循环油管（22）连通，并且所述连通处设置有单向阀，所述泵油筒（23）内密封滑动连接有第二活塞（24），所述转轴（6）上固定连接有凸轮（25），所述凸轮（25）的凸起处通过销轴转动连接有传动杆（26），所述传动杆（26）的另一端延伸至泵油筒（23）内并与第二活塞（24）铰接。
2.根据权利要求1所述的常压密封空气绝缘开关柜，其特征在于，所述开槽（7）开口处的侧壁上固定连接有限位凸起（13）。
3.根据权利要求1所述的常压密封空气绝缘开关柜，其特征在于，所述柜体（1）的侧壁上固定设置有用于对散热盘（3）表面除尘的清洁机构，所述清洁机构包括固定连接于柜体（1）侧壁上的固定块（14），所述固定块（14）上转动连接有转辊（15），所述转辊（15）的周侧壁上固定连接有多个均匀分布的刷板（16）。
4.根据权利要求3所述的常压密封空气绝缘开关柜，其特征在于，所述清洁机构还包括固定连接于转轴（6）上的第一传动轮（17），所述转辊（15）上固定连接有第二传动轮（18），所述第一传动轮（17）与第二传动轮（18）之间通过皮带（19）传动连接。
5.根据权利要求1所述的常压密封空气绝缘开关柜，其特征在于，所述柜体（1）的侧壁上固定设置有绝缘油箱（20），所述绝缘油箱（20）内盛装有绝缘油。
6.根据权利要求5所述的常压密封空气绝缘开关柜，其特征在于，所述绝缘油箱（20）内安装有制冷管（27），其中一个所述液筒（9）的内侧壁上嵌设有两块对称的导电板（28），其中一块所述导电板（28）与制冷管（27）电性连接，另一块所述导电板（28）与外界电源连接，在所述热胀冷缩介质受热膨胀并漫过两块导电板（28）时，使得所述制冷管（27）的电路导通。
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