CN113972570B - 一种开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关柜，包括柜体，柜体内设有母线室、断路器室和线缆室；断路器室内设有固封极柱，固封极柱包括绝缘壳体、真空灭弧室、下出线座和上出线座，上出线座上安装有上隔离动触头，母线室内设有上隔离静触头，下隔板上设有与绝缘壳体内腔连通的第一连通孔，绝缘壳体侧壁上与软连接对应处设有连通断路器室的第二连通孔，上隔离动触头呈空心杆状，上隔离静触头上设有连通母线室的第三连通孔，母线室的顶部设有排气孔；开关柜还包括用于使外界冷空气经第一连通孔进入绝缘壳体内腔的第一进风装置。本发明实现了自下而上的气体流动，可以对柜体内的发热严重部位进行散热，实现温升的控制，并且散热气流直接沿着发热导体流动，散热效果好。

Description

一种开关柜

技术领域

本发明涉及供、配电设备技术领域，具体涉及一种开关柜。

背景技术

目前有的开关柜内部为纵向布置，也即三相主回路沿着柜体深度方向布置，例如授权公告号为CN205452934U的中国实用新型专利公开的一种充气式开关柜，包括柜体，柜体下部设有电缆室，上部设有气箱，气箱和电缆室之间一般通过下隔板隔开。气箱包括母线室和断路器室，断路器室内设置有固封极柱，固封极柱包括绝缘壳体和固设在绝缘壳体内的真空灭弧室、动端出线座（即下出线座）和静端出线座（即上出线座），上出线座内安装有上隔离动触头。母线室和断路器室一般通过上隔板隔开，上隔板上安装有用于与主母线连接的上隔离静触头，上隔离动触头在驱动机构的作用下可以上下运动，向上运动至与上隔离静触头插接时，主回路导通，向下运动至与上隔离静触头分离时，主回路断开。

上述开关柜在使用时，由于通过电流较大，导电回路发热量较大，例如固封极柱内部的灭弧室动端与下出线座之间的软连接位置处，以及上隔离动触头和上隔离静触头的电接触部位，一方面发热较多或者温升要求严格，另一方面为了保证绝缘而被绝缘材料阻挡而不利散热，即使采用大功率的风机散热，也因为风道等气流回路设计不合理，造成风机对流不畅形成的功率浪费，而影响温升的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热效果好的开关柜。

为实现上述目的，本发明中的开关柜采用如下技术方案：

一种开关柜，包括柜体，柜体内自上而下依次设置有母线室、断路器室和线缆室，母线室和断路器室之间通过上隔板隔开，断路器室和线缆室之间通过下隔板隔开；断路器室内设置有固封极柱，固封极柱包括下部具有开口的绝缘壳体以及固设在绝缘壳体内的真空灭弧室、下出线座和上出线座，下出线座通过软连接与真空灭弧室的动端电连接，上出线座与真空灭弧室的静端电连接，上出线座上安装有上隔离动触头，母线室内设置有用于与上隔离动触头配合的上隔离静触头，下隔板上设置有与所述绝缘壳体的内腔上下相对的第一连通孔，绝缘壳体的侧壁上与软连接对应的位置处设置有连通绝缘壳体的内腔以及断路器室的第二连通孔，所述上隔离动触头呈空心杆状，上隔离静触头上设置有连通上隔离静触头的内腔以及母线室的第三连通孔，母线室的顶部设置有与母线室连通的排气孔；开关柜还包括设置在线缆室内或线缆室外的第一进风装置，第一进风装置用于使外界冷空气经第一连通孔进入绝缘壳体的内腔。

上述技术方案的有益效果在于：由于下隔板上设置有与绝缘壳体的内腔上下相对的第一连通孔，并且开关柜还包括第一进风装置，第一进风装置可以使外界冷空气经第一连通孔进入绝缘壳体的内腔，而绝缘壳体的侧壁上与软连接对应的位置处设置有连通绝缘壳体的内腔以及断路器室的第二连通孔，这样冷空气就可以对发热比较严重的软连接位置进行散热，之后气流排入断路器室中。由于上隔离动触头呈空心杆状，上隔离静触头上设置有连通上隔离静触头的内腔以及母线室的第三连通孔，这样断路器室中的气流可以通过上隔离动触头和上隔离静触头进入母线室中，从而对发热较多的触头接触部位进行散热。最后，母线室的顶部设置有与母线室连通的排气孔，热气流经排气孔排出柜体，整体上实现了自下而上的气体流动，并且都是直接对发热严重部位进行散热，散热效果好。

进一步地，为了保证散热效果，第一进风装置包括第一吸风机和与第一吸风机的出风口连通的第一进风道，第一进风道具有朝向第一连通孔设置的第一吹风口。

进一步地，为了方便第一进风道和第一吸风机的布置，简化结构设置，第一进风道横置且固定在下隔板上，第一进风道包括上下倾斜设置的第一底板、与第一底板的左右两侧相连的第一左侧板和第一右侧板，第一左侧板和第一右侧板之间的开口构成所述的第一吹风口，第一吸风机位于第一底板的靠下的一端。

进一步地，为了使整体结构布局更为合理，下出线座和上出线座中的其中一个位于绝缘壳体的左侧、另一个位于绝缘壳体的右侧，所述第二连通孔与上出线座位于绝缘壳体的同一侧。

进一步地，为了提高对上隔离动触头和上隔离静触头的散热效果，下隔板上还设置有与断路器室连通的第四连通孔，第四连通孔位于上隔离动触头的下方。

进一步地，下出线座上安装有下隔离动触头，下隔离动触头也呈空心杆状，下隔板上安装有与下隔离动触头配合的下隔离静触头，下隔离静触头上设置有连通下隔离静触头的内腔以及线缆室的第五连通孔；第一进风装置还用于使外界冷空气经第五连通孔进入下隔离静触头的内腔，或者开关柜还包括设置在线缆室内或线缆室外的第二进风装置，第二进风装置用于使外界冷空气经第五连通孔进入下隔离静触头的内腔。

进一步地，为了保证对下隔离静触头和下隔离动触头的散热效果，方便第二进风装置的设置，简化结构布置，第二进风装置包括第二吸风机和与第二吸风机的出风口连通的第二进风道，第二进风道具有朝向第五连通孔设置的第二吹风口；第二进风道横置，第二进风道包括上下倾斜设置的第二底板、与第二底板的左右两侧相连的第二左侧板和第二右侧板、固定在第二左侧板和第二右侧板顶部的顶板，第二吹风口设置在顶板上，第二吸风机位于第二底板的靠下的一端。

进一步地，为了保证吹风效果，第二吹风口处设置有朝上延伸的引流管。

进一步地，为了方便热气流直接排入母线室，保证整体散热效果，上隔板上设置有连通母线室和断路器室的第六连通孔，第六连通孔位于下隔离动触头的正上方。

进一步地，为了方便热气流排出，母线室顶部的排气孔处安装有排风机。

附图说明

图1为本发明中开关柜的内部结构图（右视）；

图2为本发明中开关柜的内部结构图（主视）；

图3为本发明中开关柜内的第二进风装置与下隔离静触头的配合结构图；

图4为本发明中开关柜内的第一进风装置与固封极柱的配合结构图；

图5为本发明中开关柜内的固封极柱与下隔板和上隔离动触头的配合结构图；

图6为本发明中开关柜内的散热原理图。

图中：1、母线室；2、断路器室；3、线缆室；4、上隔板；5、下隔板；51、第一连通孔；52、第四连通孔；6、固封极柱；61、上出线座；62、下出线座；63、第二连通孔；64、真空灭弧室；65、绝缘壳体；7、上隔离套管；71、上隔离静触头；72、第三连通孔；8、下隔离套管；81、下隔离静触头；82、第五连通孔；9、上隔离动触头；10、下隔离动触头；11、第一进风装置；111、第一吸风机；112、第一底板；113、第一后侧板；12、第二进风装置；121、第二吸风机；122、第二底板；123、顶板；124、引流管；125、第二后侧板；13、排风机。

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了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明中开关柜的一个实施例如图1和图2所示，包括柜体，柜体内自上而下依次设置有母线室1、断路器室2和线缆室3，母线室1和断路器室2之间通过上隔板4隔开，断路器室2和线缆室3之间通过下隔板5隔开。

断路器室2内安装有手车（图中未标记），手车上安装有三相固封极柱6，三相固封极柱6沿前后方向间隔布置。结合图5所示，固封极柱6包括下部具有开口的绝缘壳体65以及固设在绝缘壳体65内的真空灭弧室64、下出线座62和上出线座61，下出线座62通过软连接（图中未标记）与真空灭弧室64的动端电连接，真空灭弧室64的动端连接有绝缘拉杆。上出线座61与真空灭弧室64的静端电连接，上出线座61位于绝缘壳体65的上端右侧，下出线座62位于绝缘壳体65的中部左侧。

如图2、图4、图5和图6所示，上出线座61上安装有上隔离动触头9，上隔离动触头9呈空心杆状，断路器室2内设置有用于驱动上隔离动触头9上下移动的驱动机构，驱动机构属于现有技术，本发明中不再介绍。

如图1、图2和图6所示，母线室1内设置有用于与上隔离动触头9配合的上隔离静触头71，具体地，上隔板4上安装有上隔离套管7，上隔离静触头71浇注固定在上隔离套管7的环氧树脂外壳内。上隔离动触头9与上隔离静触头71插接导电配合，因此上隔离静触头71的主体部分也呈空心杆状。

如图2和图6所示，下出线座62上安装有下隔离动触头10，下隔离动触头10也呈空心杆状，断路器室2内还设置有用于驱动下隔离动触头10上下移动的驱动机构，驱动机构属于现有技术，本发明中不再介绍。下隔板5上安装有与下隔离动触头10配合的下隔离静触头81，具体地，下隔板5上安装有下隔离套管8，下隔离静触头81浇注固定在下隔离套管8的环氧树脂外壳内。同样的，下隔离动触头10与下隔离静触头81插接导电配合，下隔离静触头81的主体部分也呈空心杆状。

开关柜在使用时，由于通过电流较大，导电回路发热量较大，发热部位主要集中在下隔离动触头10与下隔离静触头81的电接触部位、固封极柱6内部的灭弧室动端与下出线座62之间的软连接位置处、上隔离动触头9与上隔离静触头71的电接触部位，需要对这些部位进行散热。

具体地，如图1、图2和图6所示，开关柜还包括设置在线缆室3内的第一进风装置11。结合图4所示，第一进风装置11包括第一吸风机111和与第一吸风机111的出风口连通的第一进风道，第一进风道横置且固定在下隔板5上，下隔板5上设置有与绝缘壳体65的内腔连通的第一连通孔51（图5中所示），第一进风道具有朝向第一连通孔51设置的第一吹风口。具体地，第一进风道为楔形风道，包括上下倾斜设置的第一底板112、与第一底板112的左右两侧相连的第一左侧板和第一右侧板、与第一底板112的后端相连的第一后侧板113，第一吸风机111位于第一底板112的靠下的前端。第一左侧板和第一右侧板之间的开口构成上述的第一吹风口，也即第一连通孔51连通绝缘壳体65的内腔以及第一进风道的内腔，第一吸风机111虽位于开关柜内，但开关柜的前侧板设置有连通外界的进风孔，以使外界冷空气能够经第一进风装置11和第一连通孔51进入绝缘壳体65的内腔，对灭弧室动端与下出线座62之间的软连接位置处进行散热。

为了方便使气体排出固封极柱6，如图5和图6所示，在绝缘壳体65的侧壁上与软连接对应的位置处设置有连通绝缘壳体65的内腔以及断路器室2的第二连通孔63，第二连通孔63与上出线座61位于绝缘壳体65的同一侧，也即均位于右侧。这样，从第二连通孔63排出的气体进入断路器室2内，可以继续向上移动经过上隔离动触头9和上隔离静触头71，对上隔离动触头9与上隔离静触头71的电接触部位进行散热。但是，由于排出第二连通孔63的气体已经具有一定温度，因此为了保证对上隔离动触头9与上隔离静触头71的散热效果，在下隔板5上还设置有连通第一进风道的内腔和断路器室2的第四连通孔52（图5中所示），第四连通孔52位于上隔离动触头9的下方。

如图2和图6所示，上隔离静触头71上设置有连通上隔离静触头71的内腔以及母线室1的第三连通孔72，这样对上隔离动触头9和上隔离静触头71散热后的气体就可以通过第三连通孔72进入母线室1内。母线室1的顶部设置有与母线室1连通的排气孔，排气孔处安装有排风机13，便于热气流及时排出柜体。

此外，如图1、图2和图6所示，开关柜还包括设置在线缆室3内的第二进风装置12，结合图3所示，下隔离静触头81上设置有连通下隔离静触头81的内腔以及线缆室3的第五连通孔82，第五连通孔82沿上下方向延伸。第二进风装置12包括第二吸风机121和与第二吸风机121的出风口连通的第二进风道，第二进风道具有朝向第五连通孔82设置的第二吹风口。具体地，第二进风道横置，第二进风道也为楔形风道，包括上下倾斜设置的第二底板122、与第二底板122的左右两侧相连的第二左侧板和第二右侧板、固定在第二左侧板和第二右侧板顶部的顶板123、与第二底板122的后端相连的第二后侧板125，第二吸风机121位于第二底板122的靠下的前端。第二吹风口设置在顶板123上，且在第二吹风口处设置有朝上延伸的引流管124。

与第一吸风机111相同，虽然第二吸风机121位于开关柜内，但开关柜的前侧板上设置有连通外界的进风孔，使得外界冷空气可以经第二进风装置12和第五连通孔82进入下隔离静触头81的内腔，以对下隔离动触头10与下隔离静触头81的电接触部位进行散热。散热后的气体进入断路器室2内，为了最大程度避免热气流影响其他部件的散热，在上隔板4上设置有连通母线室1和断路器室2的第六连通孔（图中未标记），第六连通孔位于下隔离动触头10的正上方，以便于热气流直接排入母线室1内。

本发明中的开关柜在使用时，如图6所示，图中箭头线代表气体流向，线缆室3中设置的第一进风装置11，一方面使外界冷空气经下隔板5上的第一连通孔51进入固封极柱6的绝缘壳体65中，对灭弧室动端与下出线座62之间的软连接位置处进行散热，散热后的气体经第二连通孔63排入断路器室2内；另一方面使外界冷空气经下隔板5上的第四连通孔52直接排入断路器室2内，与经第二连通孔63排出的气体一起进入上隔离动触头9和上隔离静触头71，对上隔离动触头9与上隔离静触头71的电接触部位进行散热，散热后的气体经第三连通孔72排入母线室1中，并经排风机13抽出柜外。

同时，线缆室3中设置的第二进风装置12使外界冷空气经第五连通孔82进入下隔离静触头81的内腔，对下隔离动触头10与下隔离静触头81的电接触部位进行散热，散热后的气体进入断路器室2内，然后再通过上隔板4上的第六连通孔排入母线室1内，最后由排风机13抽出柜外。

综上，本发明设计的开关柜整体上实现了自下而上的气体流动，可以对柜体内的发热严重部位进行散热，实现温升的控制，并且散热气流直接沿着发热导体流动，不但散热效果好，而且可以充分发挥风机功率，在控制温升前提下，可以有效降低风机功率和数量。

在开关柜的其他实施例中：母线室顶部的排气孔处也可以不安装排风机。

在开关柜的其他实施例中：上隔板上也可以不设置连通母线室和断路器室的第六连通孔，对下隔离动触头与下隔离静触头散热后的气体排入断路器室中后，可以从上隔离动触头和上隔离静触头排出到母线室。

在开关柜的其他实施例中：第二吹风口处不设置引流管。

在开关柜的其他实施例中：第二进风道可以不包括第二后侧板，第二底板的后端直接与第二顶板相连，也即第二底板的倾斜程度比较大。

在开关柜的其他实施例中：第二进风装置可以不包括第二风道，而仅由一个第二吸风机构成，此时第二吸风机可以设置在线缆室内，也可以设置在线缆室外，功能是主动将外界冷空气吸入线缆室内。

在开关柜的其他实施例中：开关柜内可以不设置第二进风装置，此时第一进风装置可以是一个吸风机，负责将外界冷空气吸入线缆室内，进入线缆室的冷空气既可以对下隔离动触头和下隔离静触头进行散热，也可以进入固封极柱内。

在开关柜的其他实施例中：开关柜内不设置下隔离动触头和下隔离静触头。

在开关柜的其他实施例中：下隔板上不设置与断路器室连通的第四连通孔，此时气体先经固封极柱的第二连通孔排入断路器室内，然后再对上隔离动触头与上隔离静触头进行散热。

在开关柜的其他实施例中：第二连通孔也可以设置在绝缘壳体的前侧或者后侧，下出线座和上出线座也可以位于绝缘壳体的同一侧。

在开关柜的其他实施例中：第一进风道可以不包括第一后侧板，第一底板的后端直接与下隔板接触，也即第一底板的倾斜程度比较大。

在开关柜的其他实施例中：第一进风道可以不是固定在下隔板上，而是与下隔板间隔设置。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关柜，包括柜体，柜体内自上而下依次设置有母线室、断路器室和线缆室，母线室和断路器室之间通过上隔板隔开，断路器室和线缆室之间通过下隔板隔开；断路器室内设置有固封极柱，固封极柱包括下部具有开口的绝缘壳体以及固设在绝缘壳体内的真空灭弧室、下出线座和上出线座，下出线座通过软连接与真空灭弧室的动端电连接，上出线座与真空灭弧室的静端电连接，上出线座上安装有上隔离动触头，母线室内设置有用于与上隔离动触头配合的上隔离静触头，其特征在于：下隔板上设置有与所述绝缘壳体的内腔上下相对的第一连通孔，绝缘壳体的侧壁上与软连接对应的位置处设置有连通绝缘壳体的内腔以及断路器室的第二连通孔，所述上隔离动触头呈空心杆状，上隔离静触头上设置有连通上隔离静触头的内腔以及母线室的第三连通孔，母线室的顶部设置有与母线室连通的排气孔；开关柜还包括设置在线缆室内或线缆室外的第一进风装置，第一进风装置用于使外界冷空气经第一连通孔进入绝缘壳体的内腔。

2.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于：第一进风装置包括第一吸风机和与第一吸风机的出风口连通的第一进风道，第一进风道具有朝向第一连通孔设置的第一吹风口。

3.根据权利要求2所述的开关柜，其特征在于：第一进风道横置且固定在下隔板上，第一进风道包括上下倾斜设置的第一底板、与第一底板的左右两侧相连的第一左侧板和第一右侧板，第一左侧板和第一右侧板之间的开口构成所述的第一吹风口，第一吸风机位于第一底板的靠下的一端。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的开关柜，其特征在于：下出线座和上出线座中的其中一个位于绝缘壳体的左侧、另一个位于绝缘壳体的右侧，所述第二连通孔与上出线座位于绝缘壳体的同一侧。

5.根据权利要求4所述的开关柜，其特征在于：下隔板上还设置有与断路器室连通的第四连通孔，第四连通孔位于上隔离动触头的下方。

6.根据权利要求1~3任意一项所述的开关柜，其特征在于：下出线座上安装有下隔离动触头，下隔离动触头也呈空心杆状，下隔板上安装有与下隔离动触头配合的下隔离静触头，下隔离静触头上设置有连通下隔离静触头的内腔以及线缆室的第五连通孔；第一进风装置还用于使外界冷空气经第五连通孔进入下隔离静触头的内腔，或者开关柜还包括设置在线缆室内或线缆室外的第二进风装置，第二进风装置用于使外界冷空气经第五连通孔进入下隔离静触头的内腔。

7.根据权利要求6所述的开关柜，其特征在于：第二进风装置包括第二吸风机和与第二吸风机的出风口连通的第二进风道，第二进风道具有朝向第五连通孔设置的第二吹风口；第二进风道横置，第二进风道包括上下倾斜设置的第二底板、与第二底板的左右两侧相连的第二左侧板和第二右侧板、固定在第二左侧板和第二右侧板顶部的顶板，第二吹风口设置在顶板上，第二吸风机位于第二底板的靠下的一端。

8.根据权利要求7所述的开关柜，其特征在于：第二吹风口处设置有朝上延伸的引流管。

9.根据权利要求6所述的开关柜，其特征在于：上隔板上设置有连通母线室和断路器室的第六连通孔，第六连通孔位于下隔离动触头的正上方。

10.根据权利要求1~3任意一项所述的开关柜，其特征在于：母线室顶部的排气孔处安装有排风机。