CN114465139B - 高低压开关柜的智能散热装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高低压开关柜的智能散热装置及方法，柜体底部设支撑组件，柜体内设散热组件，柜体顶部与底部设有风冷组件；支撑组件包括设于柜体底部的第一板体，第一板体底部的两侧设置分别设置有第一支撑件，第一支撑件的下方对应设有第二板体，第二板体通过紧固件固定在地面上，第二板体和第一支撑件之间设有第一弹簧；两个第二板体之间设有第二支撑件，第二支撑件的四周环绕设置弯板，弯板上远离第二支撑件的一端与第一板体相接触；第二支撑件的上端设有具有弹性结构的第三板体。本发明中，支撑组件具有减振作用，结构稳定，且可提高防尘效果，通过两级散热结构，散热效果好，并且能耗低，适于推广应用。

Description

高低压开关柜的智能散热装置及方法

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，具体涉及一种高低压开关柜的智能散热装置及方法。

背景技术

开关柜的是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，主要适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。

开关柜内的电子模块单元在工作时会产生大量的热，必须及时散发掉，否则会引起开关柜内的温度上升，影响电子模块单元正常工作。普通的开关柜的散热能力较差，有的开关柜虽然配有散热装置，但是在散热过程中容易将环境中的湿气输送到开关柜内部，长时间会造成内部元件的损坏，传统的开关柜都是在侧壁设散热孔，利用自然对流来进行散热，其散热效果有限，不能及时带走开关柜内产生的热量。

申请号为CN201710712712.X的发明专利申请公开了一种智能散热型的高低压开关柜，包括开关柜柜体，柜体外壳包括左侧外壳，右侧外壳，顶部壳，后侧面壳和底部壳，左右侧外壳相同，包括外框，支板，散热翅片，散热管，进水管，出水管，第一隔板，第一干燥板，第二隔板，第二干燥板和第三隔板，顶部壳有散热装置，包括散热风扇，通风柔性管道，通风管，防尘网，电动杆，后部壳有开口通槽，横梁，导向套，左竖梁，右竖梁，百合窗组件，底部壳有电动推杆，上面有传动齿条，还有控制器和外部冷却装置。该申请通过左右侧外壳的散热管可以带走设备产生的大量热量，最大限度吸收了湿气，可以产生旋流，避免出现散热死角，可以智能调整百叶窗角度，实现了水循环量的智能控制。

申请号为CN201921967525.7的实用新型专利公开了一种高低压开关柜的通风散热结构包括柜体和设置在柜体一侧的智能控制系统，所述柜体的底部卡接有第一滤板，并且柜体内侧底部对应第一滤板的位置固定连接有壳体，所述壳体的顶部通过通气管与柜体的内部相连通，所述柜体的内侧面设置有温度传感器，所述柜体顶部对应第一滤板的位置开设有排气口，并且柜体顶部对应第一滤板的位置设置有第二滤板。该实用新型中，通过温度传感器、数模转换器、微控制器、功率驱动电路以及电机之间的相互配合，可根据温度传感器所测得的温度值自行控制电机的输出功率，因而便能够在一定程度上减少电能的消耗量，同时还可降低电机的工作磨损量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构稳定的、具有防尘功能的、散热效率高的、绿色节能的高低压开关柜的智能散热装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：

高低压开关柜的智能散热装置，包括：

柜体；

支撑组件，支撑组件设于柜体的底部；

散热组件，散热组件设于柜体的内壁上；

风冷组件，风冷组件设于柜体的顶部与底部，风冷组件与动力组件相配合，用于将气流从柜体底部向上吹动；

支撑组件包括设于柜体底部的第一板体，第一板体底部的两侧设置分别设置有第一支撑件，第一支撑件的下方对应设有第二板体，第二板体通过紧固件固定在地面上，第二板体和第一支撑件之间设有第一弹簧；

两个第二板体之间设有第二支撑件，第二支撑件的四周环绕设置弯板，弯板上远离第二支撑件的一端与第一板体相接触；第二支撑件的上端设有具有弹性结构的第三板体。

采用上述技术方案，通过支撑组件使柜体离地，柜体底部与地面保持一定的间距，可避免地面潮气侵入柜体内部；柜体底面与地面保持一定间距形成了空气流通空间，有利于对柜体底部进行散热。通过柜体内的散热组件可快速吸收并带走柜体内部产生的热量；通过风冷组件实现将气流从柜体底部向上吹动，并从柜体顶部排出，气流在柜体内的高速流动，将柜体使用期间产生的热量快速散出。

此外，支撑组件中，弯板的设置能够起到对上方组件的支撑作用，并具有减震效果。同时，气流在通过柜体底部与地面之间的空间过程中与弯板接触，可引导气流沿弯板表面向上流动，可引导气流方向有利于将柜体底部尘粒带走，减少柜体底部尘粒数量，达到防尘效果。

支撑组件中，第二板体和第一支撑件之间设置的第一弹簧，以及具有弹性结构的第三板体均可提高缓冲作用，并在弹性形变的过程中抖落柜体上的尘粒，提高防尘效果。

根据本发明的一种实施方式，散热组件包括水管，水管的进水端与设置在柜体外部的泵体连接；水管与柜体的内壁连接固定，并且水管呈蛇形排布。

由此，通过水管与泵体可实现水循环，通过流动的水体吸收柜体内产生的热量，并与外界换热实现将热量带走，水管内的水流循环流动，可保证散热效果。

根据本发明的一种实施方式，散热组件包括多个辅助安装板，多个辅助安装板在水管的管体之间间隔布设的；辅助安装板上设有散热翅片板，散热翅片板与水管贴合设置。

由此，通过散热翅片板可将柜体内部产生的热量快速向柜体侧壁传递，并通过柜体的侧壁向外传递热量，以及将热量传导至水管上，通过水循环加速散热。

根据本发明的一种实施方式，散热翅片板包括第一薄板、第二薄板，第一薄板与第二薄板均配置有散热孔；第一薄板竖直设置，第二薄板水平设置，并且二者相互插接形成由柜体内壁向内突出的立体结构。

散热翅片板向柜体内突出，且第一薄板、第二薄板形成的立体结构有助于增强对柜体内热量的吸收效果。第一薄板与第二薄板之间形成具有缺口的立体结构，水管可设置第一薄板与第二薄板的缺口处，也可以穿插在第一薄板或第二薄板上的散热孔内，以加快热量的传导。

此外，水管内部的水流在流动过程中带动水管震动，利用水管的轻微震动来促使第一薄板、第二薄板的相对震动，有助于薄板上可能存在的尘粒的脱落。

进一步的，第一薄板、第二薄板均为金属材质。

进一步的，第一薄板、第二薄板均为铜。

从而提高散热翅片板对热量的吸收效率。

根据本发明的一种实施方式，风冷组件包括设于柜体内底部的分隔板体，分隔板体上均匀布设有散热网口，柜体底部的侧方设有进风口，进风口位于分隔板体的下方；动力组件包括第一电机，第一电机设于分隔板体的下方，第一电机与散热网口一一对应设置，第一电机的输出端设有散热叶片。

进一步的，分隔板体的下方设有分流网板，分流网板呈折弯状结构，且分流网板的上端部与分隔板体的下表面相连。

由此，通过第一电机与其上的散热叶片向上鼓风，可快速降低柜体内部的温度。第一电机工作过程中将引入的气流向上吹动，并根据引入气流流速大小来吹动分流网板结构，分流网板结构根据气流的流速可改变其本身的相对形态，从而适当调控气流通过分流网板的效率，避免底部向上气流过快引起柜体内部涡流效应，同时通过适当的气流在柜体内部向上流动来保证有效的热量排出。

根据本发明的一种实施方式，风冷组件包括设于柜体顶部的通孔，通孔上部设有一个网罩，网罩内设有引流基体，引流基体的外部环绕设置多个引流板；动力组件还包括第二电机，第二电机的输出端与引流基体相连。

由此，第一电机从柜体底部向上吹动的气流，在柜体内吸收热量后，从柜体顶部的通孔排出。引流基体在第二电机的驱动下旋转并带动引流板旋转，进而带动柜体内部的气流向上流动，实现气流在柜体内的高速流动，将柜体使用期间的散热快速散出，降低柜体内温度，避免二次元件造成严重损害事故。此外，通过引流基体的设置可降低或避免柜体上端部尘粒向下落入到柜体内部的几率。引流基体及引流板的转动产生一定的振动，也可避免柜体上有尘粒堆积。

根据本发明的一种实施方式，引流基体为上端直径小、底部直径大的圆台状结构，第二电机与引流基体的顶部连接；网罩为的顶部设有与第二电机相适配的安装孔，安装孔与安装板相配合。

由此，可便于气流从引流基体的侧面向上流动，提高气流排放效率。

本发明的还提供了一种高低压开关柜的智能散热方法，采用上述的任意一项的智能散热装置，包括以下步骤：

S1.预设一级散热温度、二级散热温度，通过温度检测器监测柜体内温度，并将检测结果反馈至中控系统；

S2.当柜体内温度高于一级散热温度且低于二级散热温度时，中控系统调控水泵运作，通过水管内的水循环散热；

S3.当柜体内温度高于二级散热温度时，中控系统调控第一电机与第二电机运作，通过风冷组件形成由下而上的气流，提高散热效率。

采用上述技术方案，根据柜体内温度不同，设置两级散热方式，从而可在保证散热效果的前提下大幅降低能量消耗，从而即可防止开关柜内元件受损，又符合绿色节能的产业要求。

本发明由于在柜体的底部设置支撑组件，有利于对柜体底部进行散热；柜体内水管与散热翅片板的配合可以增强散热效果；风冷组件的设置可以快速散热，达到快速降温的效果；通过散热组件与风冷组件形成两级散热，可根据柜体内温度选择散热方式。此外，支撑组件的设置还可提高柜体的稳定性，并具有防尘效果。因此，本发明的高低压开关柜的智能散热装置具有结构稳定、防尘效果好、散热效率高、绿色节能等优点，可大范围推广应用。

附图说明

图1为根据本发明的一种实施方式的高低压开关柜的智能散热装置的立体结构示意图；

图2为图1中A部的局部放大示意图；

图3为图1中所示散热装置的部分剖面示意图；

图4为图3中B部的局部放大示意图；

图5为图3中所示水管的分布示意图；

图6为水管与散热翅片板的配合结构示意图；

图7为图6中所示散热翅片板的结构示意图；

图8为图1中所示柜体的内部结构示意图；

图9为图8中C部的局部放大示意图；

图10为风冷组件中第一电机的结构示意图；

图11为风冷组件中第二电机与网罩的配合结构示意图；

图12为图11中所示网罩的结构示意图；

图13为风冷组件中网罩与引流基体的配合结构示意图；

图14为风冷组件中第二电机与引流基体的配合结构示意图。

附图标号：柜体10；进风口11；通孔12；支撑组件20；第一板体21；第二板体22；第一支撑件23；第二支撑件24；第一弹簧25；弯板26；第三板体27；第二弹簧28；散热组件30；水管31；辅助安装板32；散热翅片板33；第一薄板34；第二薄板35；散热孔36；风冷组件40；分隔板体41；散热网口42；拦截滤网43；第一电机44；散热叶片45；分流网板46；网罩50；安装孔51；安装板52；引流基体53；引流板54；第二电机55。

具体实施方式

以下结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步详细描述：

实施例1

图1～图14示意性的显示了根据本发明一实施方式的高低压开关柜的智能散热装置。如图所示，本装置包括开关柜的柜体10，柜体10的底部设有支撑组件20，柜体10内部的侧壁上设有散热组件30，此外，柜体10的顶部与底部还设有风冷组件40，用于将气流从柜体10底部向上吹动。

具体的，支撑组件20包括第一板体21、第二板体22、第一支撑件23、第二支撑件24等结构。其中，第一板体21贴合设置在柜体10的底部，两个第一支撑件23左右对称的设置在第一板体21底部的两侧。第一支撑件23的下方设有第二板体22，第二板体22与第一支撑件23一一对应设置，并且第一支撑件23与第二板体22之间设有第一弹簧25。第二板体22通过螺栓等紧固件固定在地面上。

两个第二板体22之间设置第二支撑件24，第二支撑件24为由地面向上突出的圆柱状结构，设在第一板体21下方的中心位置。第二支撑件24的四周环绕设置有弯板26，弯板26的板体呈流线型，由第二支撑件24向斜上方延伸，并且弯板26上远离第二支撑件24的一端与第一板体21相接触。

第二支撑件24的上端设有具有弹性结构的第三板体27。具体的，第三板体27的下表面设有第二弹簧28，第三板体27通过第二弹簧28与第二支撑件24的上表面弹性连接。

如此，通过设置支撑组件20使柜体10离地，柜体10底部与地面保持一定的间距，可避免地面潮气侵入柜体10内部；柜体10底面与地面保持一定间距形成了空气流通空间，有利于对柜体10底部进行散热。第一支撑件23以及弯板26的设置能够对上方的第一板体21以及柜体10起到支撑作用，保证柜体10的稳定性，并且第一弹簧25以及弯板26的配合还具有减震的效果，并在其弹性形变的过程中可抖落柜体10上可能存在的尘粒，提高防尘效果。在极限情况下，柜体10对下方支撑组件20的压力过大，引发第一弹簧25以及弯板26的形变，致使第一板体21与第三板体27接触。如此，在第三板体27以及第二支撑件24的支撑作用下保持柜体10稳定，并且第二弹簧28具有缓冲、减震的效果。

此外，气流通过柜体10底部与地面之间的空间的过程中与弯板26接触，可引导气流沿弯板26的表面向上流动，引导气流的流动方向有利于将柜体10底部的尘粒带走，减少柜体10底部尘粒数量，达到防尘效果。

散热组件30设置在柜体10的内壁上。在柜体10内壁上间隔布设有辅助安装板32，且辅助安装板32上设有向柜体10内部突出的散热翅片板33，散热翅片板33与蛇形排布的水管31相配合，水管31部分的与柜体10的内壁面连接固定，并且水管31与设置柜体10外部的泵体(图中未标出)连接。

如此，利用散热翅片板33和水管31来对柜体10内部进行第一级散热，即在通常情况下，通过散热翅片板33将柜体10内部的热量传递到柜体10上向外传递，并将热量传导至水管31上，水管31内的水流在泵体作用下循环流动，与外界换热实现将热量带走，在温度检测器检测到温度超标后，启动风冷组件40，开展第二级散热。

散热翅片板33包括铜制的第一薄板34、第二薄板35，第一薄板34与第二薄板35均配置有散热孔36，散热孔36有大有小，且其形状无特殊要求；第一薄板34竖直设置，第二薄板35水平设置，并且二者相互插接形成由柜体10内壁向内突出的立体结构。多组散热翅片板33并排设置，在柜体10的内壁上形成大量的吸热组件，保证热量吸收效率。水管31穿插在第二薄板35上的散热孔36内，并呈蛇形在柜体10的内壁上排布，从而可以扩大吸收热量的表面积，加快热量的传导。此外，水管31部分的穿插在第二薄板35上的散热孔36内，水管31内部的水流在流动过程中带动水管31震动，利用水管31的轻微震动来促使第一薄板34、第二薄板35的相对震动，有助于薄板上可能存在的尘粒的脱落。

在其他实施例中，根据柜体10的体积大小以及其内部的元件设置，可在散热翅片板33上多设置几组向内部延伸的第一薄板34和/第二薄板35，以进一步提高散热效率。

风冷组件40用于柜体10的二级散热。柜体10内的底部设置有分隔板体41，分隔板体41上均匀布设有散热网口42，柜体10底部的侧方设有进风口11，进风口11位于分隔板体41的下方。分隔板体41的下方设有第一电机44，第一电机44与散热网口42一一对应设置，第一电机44的输出端设有散热叶片45。第一电机44运作，带动散热叶片45转动，从而带动周围的气体流动。散热网口42处设有拦截滤网43，可防止空气中的尘粒通过散热网口42进入柜体10内部，加强对柜体10内元件的保护。

分隔板体41的下方还设有分流网板46，分流网板46呈折弯状结构，且分流网板46的折弯部的上端部与分隔板体41的下表面相连，而折弯部的下端部不连接，自然垂落。如此，第一电机44工作过程中将引入的气流向上吹动，并根据引入气流流速大小来吹动分流网板46结构，分流网板46结构根据气流的流速可促使其上折弯部的下端部在气流的吹动下左右摆动，从而改变分流网板46本身的相对形态，从而适当调控气流通过分流网板46的效率，避免底部向上气流过快引起柜体10内部涡流效应，同时通过适当的气流在柜体10内部向上流动来保证有效的热量排出。此外，分流网板46的设置可进一步拦截灰尘，加强防尘效果。

柜体10顶部还设有通孔12，第一电机44从柜体10底部向上吹动的气流，在柜体10内吸收热量后，可从柜体10顶部的通孔12排出。

通孔12上部设有一个网罩50，网罩50内设有引流基体53，引流基体53的外部环绕设置多个向外延伸的引流板54，引流基体53与第二电机55的输出端相连。引流基体53为上端直径小、底部直径大的圆台状结构，第二电机55与引流基体53的顶部连接；网罩50为的顶部设有与第二电机55相适配的安装孔51，安装孔51与安装板52相配合。引流基体53在第二电机55的驱动下旋转并带动引流板54旋转，进而带动柜体10内部的气流向上流动，实现气流在柜体10内的高速流动，将柜体10使用期间的散热快速散出，降低柜体10内温度，避免二次元件造成严重损害事故。此外，通过引流基体53的设置可降低或避免柜体10上端部尘粒向下落入到柜体10内部的几率。引流基体53及引流板54的转动产生一定的振动，也可避免柜体10上有尘粒堆积。

本实施例在柜体10的底部设置支撑组件20，有利于对柜体10底部进行散热；柜体10内水管31与散热翅片板33的配合可以增强散热效果；风冷组件40的设置可以快速散热，达到快速降温的效果；通过散热组件30与风冷组件40形成两级散热，可根据柜体10内温度选择散热方式。此外，支撑组件20的设置还可提高柜体10的稳定性，并具有防尘效果。因此，该装置具有结构稳定、防尘效果好、散热效率高、绿色节能等优点，可大范围推广应用。

实施例2

本实施例提供了一种高低压开关柜的智能散热方法，采用实施例1中智能散热装置。具体的，包括以下步骤：

S1.将泵体、第一电机44、第二电机55均与中控系统电连接，使三者的运作接受中控系统的操控；在柜体10内设置温度检测器，并将温度检测器与中控系统电连接，中控系统接收温度检测器的信号反馈；根据需要在中控系统内预设一级散热温度、二级散热温度。

S2.当温度检测器检测到柜体10内温度高于一级散热温度且低于二级散热温度时，中控系统调控水泵运作，通过水管31内的水循环散热。

S3.当温度检测器检测到柜体10内温度高于二级散热温度时，中控系统调控第一电机44与第二电机55运作，通过风冷组件40形成由下而上的气流，提高散热效率。

采用上述方法，根据柜体10内温度不同，设置两级散热方式，从而可在保证散热效果的前提下大幅降低能量消耗，从而即可防止开关柜内元件受损，又符合绿色节能的产业要求。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.高低压开关柜的智能散热装置，包括：

柜体(10)；

支撑组件(20)，所述支撑组件(20)设于所述柜体(10)的底部；

散热组件(30)，所述散热组件(30)设于所述柜体(10)的内壁上；

风冷组件(40)，所述风冷组件(40)设于所述柜体(10)的顶部与底部，所述风冷组件(40)与动力组件相配合，用于将气流从柜体(10)底部向上吹动；

其特征在于，

所述支撑组件(20)包括设于所述柜体(10)底部的第一板体(21)，所述第一板体(21)底部的两侧设置分别设置有第一支撑件(23)，第一支撑件(23)的下方对应设有第二板体(22)，所述第二板体(22)通过紧固件固定在地面上，第二板体(22)和第一支撑件(23)之间设有第一弹簧(25)；两个所述第二板体(22)之间设有第二支撑件(24)，所述第二支撑件(24)的四周环绕设置弯板(26)，所述弯板(26)上远离所述第二支撑件(24)的一端与所述第一板体(21)相接触；所述第二支撑件(24)的上端设有具有弹性结构的第三板体(27)；

所述散热组件(30)包括水管(31)，所述水管(31)的进水端与设置在所述柜体(10)外部的泵体连接；

所述水管(31)与所述柜体(10)的内壁连接固定，并且所述水管(31)呈蛇形排布；

所述风冷组件(40)包括设于所述柜体(10)顶部的通孔(12)，所述通孔(12)上部设有一个网罩(50)，所述网罩(50)内设有引流基体(53)，所述引流基体(53)的外部环绕设置多个引流板(54)；

所述动力组件包括第二电机(55)，所述第二电机(55)的输出端与所述引流基体(53)相连；

所述引流基体(53)为上端直径小、底部直径大的圆台状结构，所述第二电机(55)与所述引流基体(53)的顶部连接；

所述网罩(50)为的顶部设有与所述第二电机(55)相适配的安装孔(51)，所述安装孔(51)与安装板(52)相配合；

所述风冷组件(40)包括设于所述柜体(10)内底部的分隔板体(41)，所述分隔板体(41)上均匀布设有散热网口(42)，所述柜体(10)底部的侧方设有进风口(11)，所述进风口(11)位于所述分隔板体(41)的下方；

所述动力组件包括第一电机(44)，所述第一电机(44)设于所述分隔板体(41)的下方，所述第一电机(44)与所述散热网口(42)一一对应设置，所述第一电机(44)的输出端设有散热叶片(45)；所述分隔板体(41)的下方设有分流网板(46)，所述分流网板(46)呈折弯状结构，且所述分流网板(46)的上端部与所述分隔板体(41)的下表面相连；而折弯部的下端部不连接，自然垂落，第一电机（44）工作过程中将引入的气流向上吹动，并根据引入气流流速大小来吹动分流网板（46）结构，分流网板（46）结构根据气流的流速可促使其上折弯部的下端部在气流的吹动下左右摆动，从而改变分流网板（46）本身的相对形态，从而适当调控气流通过分流网板（46）的效率，避免底部向上气流过快引起柜体（10）内部涡流效应；

引流基体（53）在第二电机（55）的驱动下旋转并带动引流板（54）旋转，进而带动柜体（10）内部的气流向上流动，实现气流在柜体（10）内的流动。

2.根据权利要求1所述的高低压开关柜的智能散热装置，其特征在于，所述散热组件(30)包括多个辅助安装板(32)，多个所述辅助安装板(32)在所述水管(31)的管体之间间隔布设的；所述辅助安装板(32)上设有散热翅片板(33)，所述散热翅片板(33)与所述水管(31)贴合设置。

3.根据权利要求2所述的高低压开关柜的智能散热装置，其特征在于，所述散热翅片板(33)包括第一薄板(34)、第二薄板(35)，所述第一薄板(34)与所述第二薄板(35)均配置有散热孔(36)；所述第一薄板(34)竖直设置，所述第二薄板(35)水平设置，并且二者相互插接形成由柜体(10)内壁向内突出的立体结构。

4.高低压开关柜的智能散热方法，采用如权利要求1～3中任意一项所述的智能散热装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1.预设一级散热温度、二级散热温度，通过温度检测器监测柜体(10)内温度，并将检测结果反馈至中控系统；

S2.当柜体(10)内温度高于一级散热温度且低于二级散热温度时，中控系统调控水泵运作，通过水管(31)内的水循环散热；

S3.当柜体(10)内温度高于二级散热温度时，中控系统调控动力组件运作，通过风冷组件(40)形成由下而上的气流，提高散热效率。