CN114389183B - 一种具有散热功能的充气柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有散热功能的充气柜,包括前柜、气箱和底座。壳体两侧板上均安装有侧扩套管,每个侧扩套管均通过第一母线连接三工位隔离‑接地开关,三工位隔离‑接地开关连接断路器,断路器通过第二母线连接进出线套管,进出线套管一端安装在前板上,另一端安装有均压罩;三工位隔离‑接地开关、第一母线、第二母线以及均压罩的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料;壳体内表面的非搭接面上涂有红外反射率小于吸收率的第二黑体涂料。本发明能够降低充气柜柜内温升。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有散热功能的充气柜,属于充气柜散热技术领域。
背景技术
近年来,随着我国经济进入高水平发展期,国家对配电网的稳定性、可靠性、环保性提出了更高的要求。在此情况下,充气柜以其免维护、高可靠性等特点得到迅速推广。
目前,温升问题是制约环保充气柜大规模使用的主要因素之一。在充气柜中,主要热源为隔离开关、断路器及铜母线。由于采用密封设计,充气柜散热必须经过两个环节:一是热量必须先散至气箱,二是再通过气箱散至外界大气中。传统增强散热的方式均发生在第二个环节,主要有两种:一是在气箱顶部及背部覆盖散热片,二是在散热片处增加散热风扇。因气箱远离热源,散热效果有限,且散热片成本较高,散热风扇又增加故障机率与能耗,故仅在第二个环节增强散热有着本质的局限性。如何在第一个环节增强热源至气箱的散热显得至关重要。热源散热至气箱主要有四种方式:通过热源辐射及气箱吸收红外线;通过热源与气箱之间的环氧树脂绝缘支撑件进行热传导;通过气箱内部的绝缘气体进行热传导;通过气箱内部的绝缘气体流动进行热对流交换。环氧树脂导热系数低,成本高昂,污染环境,不适合大量使用;绝缘气体导热系数非常低,且气箱内基本处于静止状态,热传导与热对流效率低下。
为解决上述温升问题,本发明提供一种具有散热功能的充气柜。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种具有散热功能的充气柜,能够降低充气柜柜内温升。
为达到上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:
本发明提供一种具有散热功能的充气柜,其特征是,包括前柜、气箱和底座;
所述底座上设有前柜,前柜设置在气箱前;
所述气箱包括壳体,侧扩套管、断路器/三工位隔离开关模组、进出线套管、第一母线以及第二母线;
所述断路器/三工位隔离开关模组包括断路器和三工位隔离-接地开关;
所述壳体两侧板上均安装有侧扩套管,每个侧扩套管均通过第一母线连接三工位隔离-接地开关,三工位隔离-接地开关连接断路器,断路器通过第二母线连接进出线套管,进出线套管一端安装在前板上,另一端安装有均压罩;
所述三工位隔离-接地开关、第一母线、第二母线以及均压罩的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料;
所述壳体内表面的非搭接面上涂有红外反射率小于吸收率的第二黑体涂料。
进一步地,所述第一黑体涂料包括石墨烯涂料。
进一步地,所述三工位隔离-接地开关、第一母线、第二母线以及均压罩的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料后,非搭接面发射率为大于0.8。
进一步地,所述第二黑体涂料包括石墨烯涂料。
进一步地,所述壳体前板上开设有安装孔,安装孔外侧设有安装板,安装板外周通过紧固件安装在前板上,使气箱内环境与外环境隔离;
所述断路器/三工位隔离开关模组包括三工位操动机构和断路器操动机构;
所述三工位隔离-接地开关贯穿安装板,连接三工位操动机构;
所述断路器贯穿安装板,连接断路器操动机构。
进一步地,所述安装板和断路器/三工位隔离开关模组为一体化组装。
进一步地,所述三工位隔离-接地开关包括弹簧触指、绝缘传动丝杆、接地静触头、双通触头、动触头和静触头;
所述绝缘传动丝杆外依次套设有接地静触头、双通触头、动触头和静触头;
所述接地静触头、双通触头和静触头内均设有弹簧触指;
所述动触头一端连接双通触头,另一端连接静触头;
所述双通触头连接断路器;
所述静触头连接各侧扩套管。
进一步地,所述第一母线和第二母线材质均为铜。
进一步地,所述气箱内环境为干燥空气或氮气。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果:
本发明通过在气箱内热源结构上涂抹红外发射率远大于吸收率的第一黑体涂料,以加速各热源结构的散热能力和散热速度;通过在气箱壳体内表面涂抹红外吸收率远大于反射率的第二黑体涂料,能够增加壳体对热量吸收的速度和强度,并通过热能的形式释放至外环境;能够实现显著降低没有安装散热装置的气箱内温度,使充气柜柜内的温升符合标准 GB 11022-2020要求。
附图说明
图1所示为本发明具有散热功能的充气柜的一种实施例结构示意图;
图2所示为本发明气箱的一种实施例结构示意图;
图3所示为本发明断路器/三工位隔离开关模组的一种实施例结构示意图;
图4所示为本发明三工位隔离-接地开关的一种实施例结构示意图;
图中:1、气箱;2、前柜;3、底座;4、侧扩套管;6、三工位隔离-接地开关;7、断路器;9、均压罩;10、进出线套管;11、安装板;51、第一母线;52、第二母线;61、静触头;62、双通触头;63、接地静触头; 64、动触头;65、绝缘传动丝杆;81、三工位操动机构;82、断路器操动机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
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,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供一种具有散热功能的充气柜,参考图1,包括前柜2、气箱1和底座3,底座3上设有前柜2,前柜2设置在气箱1前。
参考图2,气箱1包括壳体、侧扩套管4、断路器/三工位隔离开关模组、进出线套管10、第一母线51以及第二母线52。
参考图3,断路器/三工位隔离开关模组包括断路器7和三工位隔离-接地开关6。
参考图2,壳体两侧板上均安装有侧扩套管4,每个侧扩套管4均通过第一母线51连接三工位隔离-接地开关6,三工位隔离-接地开关6连接断路器7,断路器7通过第二母线52连接进出线套管10,进出线套管一端安装在前板上,另一端安装有均压罩9。
三工位隔离-接地开关6、第一母线51、第二母线52以及均压罩9的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料;在气箱1壳体内表面的非搭接面上涂有红外反射率小于吸收率的第二黑体涂料。
本实施例应用中,各热源结构即三工位隔离-接地开关6、第一母线51、第二母线52以及均压罩9均为铜或铝合金材质,基于绝缘设计,各热源结构表面光洁度较高则红外发射率很低,因此,本申请在在热源结构的表面即三工位隔离-接地开关6、第一母线51、第二母线52以及均压罩9的非搭接面均涂有红外发射率远大于吸收率的第一黑体涂料,喷涂黑体涂料后,各热源结构表的面红外发射率大幅提升,能够带走大量热能。应用时,注意避开导体搭接面及绝缘体表面。
此外,在气箱1壳体内表面的非搭接面上涂有红外反射率远小于吸收率的第二黑体涂料,可显著提升气箱内表面的红外吸收率,并将热量经气箱壳体传导至气箱外部环境。
本发明通过在三工位隔离-接地开关6、第一母线51、第二母线52以及均压罩9等热源结构上涂抹红外发射率远大于吸收率的第一黑体涂料,以加速各热源结构的散热能力和散热速度;通过在气箱壳体内表面涂抹红外吸收率远大于反射率的第二黑体涂料,能够增加壳体对热量吸收的速度和强度,并通过热能的形式释放至外环境,显著降低气箱内温度,缓解充气柜温升。
实施例2
在实施例1的基础上,本实施例气箱1壳体前板上开设有安装孔,安装孔外侧设有安装板11,安装板11外周通过紧固件安装在前板上,使气箱1内环境与外环境隔离;
参考图2和3,断路器/三工位隔离开关模组包括三工位操动机构81和断路器操动机构82;三工位隔离-接地开关6贯穿安装板11,连接三工位操动机构81;断路器7贯穿安装板11,连接断路器操动机构82。参考图3,安装板11和断路器/三工位隔离开关模组为一体化组装。
参考图4,三工位隔离-接地开关6包括弹簧触指、绝缘传动丝杆65、接地静触头63、双通触头62、动触头64和静触头61。本实施例的三工位隔离-接地开关6采用内触指形式,即绝缘传动丝杆65外依次套设有接地静触头63、双通触头62、动触头64和静触头61;接地接地静触头63、双通触头62和静触头61内均设有弹簧触指;动触头64一端连接双通触头62,另一端连接静触头61;双通触头62连接断路器7;静触头61连接各侧扩套管4。
本实施例应用时,第一母线51和第二母线52材质均为铜。气箱1内环境为干燥空气或氮气。第一黑体涂料包括石墨烯涂料。三工位隔离-接地开关、第一母线、第二母线以及均压罩的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料后,非搭接面发射率为大于0.8。第二黑体涂料包括石墨烯涂料。
应用中,断路器/三工位隔离开关模组通过安装板连接成一体式结构,并可以在安装至充气柜前进行统一初调,再通过紧固件安装在充气柜前板上。使得三工位隔离-接地开关6和断路器7在气箱内,三工位操动机构81和断路器操动机构82在气箱外。三工位操动机构81和断路器操动机构82通过前柜2后板的第一通孔嵌入前柜2内,操作员能够通过打开前柜的门操作三工位操动机构81和断路器操动机构82。
本发明通过设置三工位隔离-接地开关采用内触指形式,能够提高静触头、双通触头、接地触头的同轴容错能力,提升充气柜操作的流畅度;本发明通过设置安装板11和断路器/三工位隔离开关模组为一体化组装,能够简化充气柜的装配流程,降低安装与调试难度。
实施例3
在实施例1或2的基础上,本实施例提供的具有散热功能的充气柜采用第一母线和第二母线均采用双层截面为60mm×8mm的铜母线,通电电流为1250A×1.1倍。
当具有散热功能的充气柜的各热源结构表面未涂有第一黑体涂料时,充气柜内的最高点温升为70.53K;当具有散热功能的充气柜的各热源结构表面涂有第一黑体涂料时,各涂有第一黑体涂料的热原结构表面的发射率为0.9-0.96,充气柜内的最高点温升为59.92K;未涂第一黑体涂料和涂抹第一黑体涂料的最高点温升差值高达10.61K。
并且使充气柜的温升,符合GB 11022-2020要求:采用干燥空气绝缘时,温升最高限值为65K,采用氮气绝缘时,温升最高限值为75K。
综上实施例,本发明通过在本申请的热源结构上涂抹红外发射率远大于吸收率的第一黑体涂料,以加速各热源结构的散热能力和散热速度;通过在气箱壳体内表面涂抹红外吸收率远大于反射率的第二黑体涂料,吸收气箱内热能并释放至外环境,以缓解充气柜温升。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有散热功能的充气柜,其特征是,包括前柜(2)、气箱(1)和底座(3);
所述底座(3)上设有前柜(2),前柜(2)设置在气箱(1)前;
所述气箱(1)包括壳体、侧扩套管(4)、断路器/三工位隔离开关模组、进出线套管(10)、第一母线(51)以及第二母线(52);
所述断路器/三工位隔离开关模组包括断路器(7)和三工位隔离-接地开关(6);
所述壳体两侧板上均安装有侧扩套管(4),每个侧扩套管(4)均通过第一母线(51)连接三工位隔离-接地开关(6),三工位隔离-接地开关(6)连接断路器(7),断路器(7)通过第二母线(52)连接进出线套管(10),进出线套管一端安装在前板上,另一端安装有均压罩(9);
所述三工位隔离-接地开关(6)、第一母线(51)、第二母线(52)以及均压罩(9)的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料;
所述壳体内表面的非搭接面上涂有红外反射率小于吸收率的第二黑体涂料;
所述第一黑体涂料包括石墨烯涂料;
所述三工位隔离-接地开关(6)、第一母线(51)、第二母线(52)以及均压罩(9)的非搭接面均涂有红外发射率大于吸收率的第一黑体涂料后,非搭接面发射率为大于0.8;
所述第二黑体涂料包括石墨烯涂料。
2.根据权利要求1所述的具有散热功能的充气柜,其特征是,所述壳体前板上开设有安装孔,安装孔外侧设有安装板(11),安装板(11)外周通过紧固件安装在前板上,使气箱(1)内环境与外环境隔离;
所述断路器/三工位隔离开关模组包括三工位操动机构(81)和断路器操动机构(82);
所述三工位隔离-接地开关(6)贯穿安装板(11),连接三工位操动机构(81);
所述断路器(7)贯穿安装板(11),连接断路器操动机构(82)。
3.根据权利要求2所述的具有散热功能的充气柜,其特征在于,所述安装板(11)和断路器/三工位隔离开关模组为一体化组装。
4.根据权利要求1所述的具有散热功能的充气柜,其特征在于,所述三工位隔离-接地开关(6)包括弹簧触指、绝缘传动丝杆(65)、接地静触头(63)、双通触头(62)、动触头(64)和静触头(61);
所述绝缘传动丝杆(65)外依次套设有接地静触头(63)、双通触头(62)、动触头(64)和静触头(61);
所述接地接地静触头(63)、双通触头(62)和静触头(61)内均设有弹簧触指;
所述动触头(64)一端连接双通触头(62),另一端连接静触头(61);
所述双通触头(62)连接断路器(7);
所述静触头(61)连接各侧扩套管(4)。
5.根据权利要求1所述的具有散热功能的充气柜,其特征是,所述第一母线(51)和第二母线(52)材质均为铜。
6.根据权利要求2所述的具有散热功能的充气柜,其特征是,所述气箱(1)内环境为干燥空气或氮气。
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