CN114867314B - 一种应用于精准送风控制的gis机柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于精准送风控制的GIS机柜，包括：所述柜体侧面设置有柜门，所述柜门边框与所述柜体边框之间设置有密封机构，所述柜体内设置有支撑机构，所述柜体内沿竖直方向等间距固接有若干导向机构，若干所述导向机构内分别设置有不同电子元件，所述导向机构和所述电子元件与所述支撑机构通过螺栓连接；所述进风装置包括连通管道，所述连通管道的顶部设置有进风机构，所述进风机构底部与所述连通管道顶部连通，所述进风机构与外部空调连通，所述连通管道底部设置有过滤机构；所述集风装置设置在所述柜体内腔底部；所述出风装置设置有两个，且两所述出风装置分别设置在所述柜体底部两侧。
Description
技术领域
本发明涉及散热机柜技术领域，特别是涉及一种应用于精准送风控制的GIS 机柜。
背景技术
GIS(gas insulated substation)是气体绝缘全封闭组合电器的简称，它将变电站中除了主变压器以外的一次设备有机地组合成一个整体。由于GIS室的空间大、设备集中，其通风系统容易存在温度梯度大、局部热量堆积、气流组织不合理等问题，而检修人员需要经常对GIS室进行巡视，过高的室内温度不仅使测控仪表的精度下降，对工作人员的身心健康也构成了极大的威胁。目前，关于GIS室的通风散热问题尚且缺少系统的研究，在工程实践中一般采用换气次数法或依据经验来估算通风系统的参数，变电站运行时面临着较大的散热压力，导致夏季的室内温度经常超过40℃。由于封闭性面临着诸多环境问题，需要采取适当的技术或工程措施来控制设备、元件工作环境温度，确保电气设备的正常运行。
根据相关设计规范，在满足条件的地区，变电站通风设计应首选自然通风，自然通风虽然具有诸多优点，但其通风效果容易受到天气条件和建筑结构的影响，特别是在夏季高温时节，进风温度升高致使其散热能力下降，主变压器室等高发热量房间面临着严峻的压力，室内温度长期超过40℃，给设备的安全运行和检修人员的身体健康带来威胁。为增强通风散热性能，往往需要增设机械进风装置或机械排风装置，以加快室内空气流动，提高换热效率。
机械进风、机械排风受环境条件的影响最小，室内空气流动速度快，能够最大程度地克服流动阻力，理论上具有最强的散热能力，但其气流组织较为混乱，投资维护成本也最高，运行噪音大，长期运行易导致风机叶片受损等故障，增加检修人员的工作量，不符合“资源节约型环境友好型”变电站的建设要求，只有在某些极端环境下才考虑使用。
由于机械排风导致室内负压，灰尘容易从自然进风口处被吸入室内，聚积在散热器、绝缘子表面，日积月累将使变压器散热性能下降，甚至会引发绝缘子污闪事故。同时，柜式离心机的运行噪音超过90d B(A)，再加上排风机位于四周开阔的屋顶，机械排风产生噪音容易扩散到附近的居民区，导致噪声污染，为此，要通过对风机增设消声器、静压箱，更换消声百叶窗等配套措施来降低风机产生的噪声污染。因此，负压通风方式不宜长期使用。
机械进风、自然排风是一种有效的通风散热手段，也是目前最广为使用的系统。机械送风口位置对主变压器室温度分布具有明显影响。目前的方案主要将机械进风装置设置于房间底部，能否使温度较低的进风气流得到有效利用是一个关键问题，多采用将进风口置于变压器正下方并配备导流片的方法。但是这种方法存在几个问题：冷气流易短流，沿着墙壁直接从排风口流出室外；为方便操作， GIS机柜中发热元件多位于机柜上部，冷气流进入柜体后不能立即接触换热，造成热浪费；气流在送风管道和机柜内流速不同，由于柜体较大冷气流明显流速降低，电热元件处易结露。
因此，亟需一种应用于精准送风控制的GIS机柜来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于精准送风控制的GIS机柜，以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种应用于精准送风控制的GIS机柜，包括：
柜体，所述柜体侧面设置有柜门，所述柜门边框与所述柜体边框之间设置有密封机构，所述柜体内设置有支撑机构，所述柜体内沿竖直方向等间距固接有若干导向机构，若干所述导向机构内分别设置有不同电子元件，所述导向机构和所述电子元件与所述支撑机构通过螺栓连接；
进风装置，所述进风装置包括连通管道，所述连通管道的顶部设置有进风机构，所述进风机构底部与所述连通管道顶部连通，所述进风机构与外部空调连通，所述连通管道底部设置有过滤机构；
集风装置，所述集风装置设置在所述柜体内腔底部；
出风装置，所述出风装置设置有两个，且两所述出风装置分别设置在所述柜体底部两侧。
优选的，所述进风机构包括进风管道，所述进风管道的一端套设在所述连通管道外部，所述进风管道出风端外壁上固接有固定环，所述柜体顶部外壁上固接有与所述固定环相适配的连接环，所述固定环与所述连接环通过螺栓连接，所述进风管道的另一端与外部空调连通。
优选的，所述固定环与所述连接环之间设置有密封胶。
优选的，所述过滤机构包括过滤筒，所述过滤筒的顶部固接在所述柜体内腔顶部开口处外壁上，所述过滤筒内壁固接有过滤网，所述过滤筒底部可拆卸连接有第一百叶，所述第一百叶设置为ABS防凝露双层活动百叶。
优选的，所述集风装置包括集风板，所述集风板的侧壁与所述柜体内壁固接，所述集风板顶面开设有集风孔，所述集风板底面固接有集风气泵，所述集风气泵与所述集风孔连通。
优选的，所述出风装置包括所述支撑机构包括第二百叶，所述柜体底部两侧分别开设有出风孔，所述第二百叶固接在所述出风孔内壁上，所述第二百叶设置为可密封性百叶。
优选的，所述支撑机构包括若干横向支架，若干所述横向支架分别沿竖直方向等间距固接在所述柜体两相对内壁上，位于同一侧的若干所述横向支架侧面通过螺栓连接有竖向支架，所述导向机构和所述电子元件分别与所述竖向支架通过螺纹连接，所述横向支架和所述竖向支架上分别开设有若干螺纹孔。
优选的，所述导向机构包括双向式导流风板和定流向风扇，所述双向式导流风板的两端通过螺栓与两所述竖向支架可拆卸连接，所述定流向风扇的两端通过螺栓与两所述竖向支架可拆卸连接，所述定流向风扇位于所述双向式导流风板的下方，所述定流向风扇和所述双向式导流风板之间设置有所述电子元件，所述电子元件上的电路板通过螺栓与两所述竖向支架可拆卸连接。
优选的，所述双向式导流风板的外壁设置为磨砂表面，所述电子元件的电路板与所述竖向之间还设置有导热硅胶片。
优选的，所述密封机构包括橡胶管，所述柜体边框侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽设置为矩形结构，所述橡胶管设置在所述环形凹槽内，所述橡胶管设置为环形结构，所述柜体顶部内壁固接有密封气泵，所述密封气泵与所述橡胶管连通，位于所述柜体底部的所述橡胶管外壁连通设置有出气管，所述出气管贯穿所述环形凹槽内壁与所述柜体内腔连通，所述出气管孔径远小于所述密封气泵与所述橡胶管连通处孔径，所述柜门侧面固接有与所述环形凹槽相适配的密封环。
本发明公开了以下技术效果：本发明通过改变机械送风方向，从GIS机柜上部进行送风，所送入的冷风直接接触发热量较大的电子元件，降低了热损耗并且不易短流；从送风口进入机柜时，冷风保持较大流速，避免了结露。通过在上侧进风、下侧排风,能够在机柜内温度过高的情况下通过对流传热快速的降低机柜内电子元件的温度，并防止结露，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内设备的安全稳定运行。设置的进风装置与空调机组的室内侧出风窗连通,所述出风装置为直接通向室内；设置的出风装置具备防止蚊虫等小动物进入功能；设置的电子元件分别为合并单元、母线智能终端、母线测控和其他元件；所述电子元件的电路板沿竖直方向间隔设置，并沿竖直方向可以进行位置调节，分别采用螺栓在支撑机构上安装，保证电路板悬空，增强散热效果。设置集风装置可以使柜体内空气流通更加快速，使其电子元件产生的热量快速挥发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种应用于精准送风控制的GIS机柜的结构示意图；
图2为图1中A1的局部放大图；
图3为本发明中密封机构的结构示意图；
图4为图3中A2的局部放大图；
图5为本发明中柜体的结构示意图；
图6为本发明的正视图；
其中，1、柜体；2、柜门；3、电子元件；4、连通管道；5、进风管道；6、固定环；7、连接环；8、过滤筒；9、过滤网；10、第一百叶；11、集风板；12、集风气泵；13、第二百叶；14、横向支架；15、竖向支架；16、双向式导流风板； 17、流向风扇；18、橡胶管；19、密封气泵；20、出气管；21、密封环。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-6，本发明提供一种应用于精准送风控制的GIS机柜，包括：
柜体1，柜体1侧面设置有柜门2，柜门2边框与柜体1边框之间设置有密封机构，柜体1内设置有支撑机构，柜体1内沿竖直方向等间距固接有若干导向机构，若干导向机构内分别设置有不同电子元件3，导向机构和电子元件3与支撑机构通过螺栓连接；
进风装置，进风装置包括连通管道4，连通管道4的顶部设置有进风机构，进风机构底部与连通管道4顶部连通，进风机构与外部空调连通，连通管道4 底部设置有过滤机构；
集风装置，集风装置设置在柜体1内腔底部；
出风装置，出风装置设置有两个，且两出风装置分别设置在柜体1底部两侧。
本发明通过改变机械送风方向，从GIS机柜上部进行送风，所送入的冷风直接接触发热量较大的电子元件3，降低了热损耗并且不易短流；从送风口进入机柜时，冷风保持较大流速，避免了结露。通过在上侧进风、下侧排风,能够在机柜内温度过高的情况下通过对流传热快速的降低机柜内电子元件3的温度，并防止结露，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内设备的安全稳定运行。设置的进风装置与空调机组的室内侧出风窗连通,出风装置为直接通向室内；设置的出风装置具备防止蚊虫等小动物进入功能；设置的电子元件3 分别为合并单元、母线智能终端、母线测控和其他元件；电子元件3的电路板沿竖直方向间隔设置，并沿竖直方向可以进行位置调节，分别采用螺栓在支撑机构上安装，保证电路板悬空，增强散热效果。设置集风装置可以使柜体1内空气流通更加快速，使其电子元件3产生的热量快速挥发。
进一步优化方案，进风机构包括进风管道5，进风管道5的一端套设在连通管道4外部，进风管道5出风端外壁上固接有固定环6，柜体1顶部外壁上固接有与固定环6相适配的连接环7，固定环6与连接环7通过螺栓连接，进风管道5的另一端与外部空调连通。
进一步优化方案，固定环6与连接环7之间设置有密封胶。
进风管道5与柜体1采用插接式连接，先把连接管道做好，然后安装进风管道5，这样的连接方式有安全密封圈防漏风，用材省，承受压力强度高的特点，进风管道5设置为不锈钢风管，并且在咬口缝、铆钉缝、法兰翻边四角等缝隙处涂上密封胶(如中性玻璃胶)，涂密封胶前应清除表面尘土和油污。
进一步优化方案，过滤机构包括过滤筒8，过滤筒8的顶部固接在柜体1内腔顶部开口处外壁上，过滤筒8内壁固接有过滤网9，过滤筒8底部可拆卸连接有第一百叶10，第一百叶10设置为ABS防凝露双层活动百叶。
设置的过滤网9可以避免灰尘进入到柜体1内，造成电子元件3的短路。
进一步优化方案，集风装置包括集风板11，集风板11的侧壁与柜体1内壁固接，集风板11顶面开设有集风孔，集风板11底面固接有集风气泵12，集风气泵12与集风孔连通。
进一步优化方案，出风装置包括支撑机构包括第二百叶13，柜体1底部两侧分别开设有出风孔，第二百叶13固接在出风孔内壁上，第二百叶13设置为可密封性百叶。
进一步优化方案，支撑机构包括若干横向支架14，若干横向支架14分别沿竖直方向等间距固接在柜体1两相对内壁上，位于同一侧的若干横向支架14侧面通过螺栓连接有竖向支架15，导向机构和电子元件3分别与竖向支架15通过螺纹连接，横向支架14和竖向支架15上分别开设有若干螺纹孔。
设置横向支架14和竖向支架15部分钢材采取焊缝与螺栓相结合的方式，固定在附体内壁上，其他辅助钢结构为固定内部结构，采用螺栓连接，其优点是施工工艺简单、安装方便，也便于拆卸，顺次向下设置电子元件3。
进一步优化方案，导向机构包括双向式导流风板16和定流向风扇17，双向式导流风板16的两端通过螺栓与两竖向支架15可拆卸连接，定流向风扇17的两端通过螺栓与两竖向支架15可拆卸连接，定流向风扇17位于双向式导流风板 16的下方，定流向风扇17和双向式导流风板16之间设置有电子元件3，电子元件3上的电路板通过螺栓与两竖向支架可拆卸连接。
进一步优化方案，双向式导流风板16的外壁设置为磨砂表面，电子元件3 的电路板与竖向之间还设置有导热硅胶片。
导热硅胶片固定电子元件3，具备高导热效率、电气绝缘、防震防刺穿等多种作用，利用导热矽胶布固定耐高温电线Q/TST-DL-001，保证了使用寿命长，设置双向式导流风板16，可将风口处制冷风最大程度流向加热元件，同时保证热量快速散发，倒流风板的磨砂表面可以防止凝露回流，加热元件下方设置定流向风扇17，加快柜体1内部风力循环。
本发明通过在上侧进风、下侧排风,能够在柜体1内温度过高的情况下通过对流传热快速的降低机柜内电子元件3的温度，并防止结露，从而减少空调持续在高能耗状态下的运行时间，保证机柜内设备的安全稳定运行。
进风管道5内层设置自动监测仪器，监测送风温度与湿度，出风孔连通有排风管，排风管内、外层均由经过特殊改性处理的耐冲击共聚聚丙烯(PP-B)树脂组成，中间层通过填加降噪吸声材料来改变管材的密度及微观结构从而达到吸收可闻及声波阻止声波传出。由于该管材是由特殊改性处理的耐冲击共聚聚丙烯 (PP-B)树脂组成，因此它除了具备普通塑料排水管所有的优点外还具备：“抗冲击(冲击性能与铸铁管不差上下)、耐高温便用寿命长(可以长期承受95℃的热水排放)、除噪降音的特点。
进一步优化方案，密封机构包括橡胶管18，柜体1边框侧壁上开设有环形凹槽，环形凹槽设置为矩形结构，橡胶管18设置在环形凹槽内，橡胶管18设置为环形结构，柜体1顶部内壁固接有密封气泵19，密封气泵19与橡胶管18连通，位于柜体1底部的橡胶管18外壁连通设置有出气管20，出气管20贯穿环形凹槽内壁与柜体1内腔连通，出气管20孔径远小于密封气泵19与橡胶管18 连通处孔径，柜门2侧面固接有与环形凹槽相适配的密封环21。
通过设置的密封气泵19向橡胶管18内通入气体，使橡胶管18产生膨胀，将环形凹槽进行填充，进一步增强气密性，避免了常规设置中的橡胶密封条长时间服役导致硬化，降低密封性的情况发生。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，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。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于，包括：
柜体(1)，所述柜体(1)侧面设置有柜门(2)，所述柜门(2)边框与所述柜体(1)边框之间设置有密封机构，所述柜体(1)内设置有支撑机构，所述柜体(1)内沿竖直方向等间距固接有若干导向机构，若干所述导向机构内分别设置有不同电子元件(3)，所述导向机构和所述电子元件(3)与所述支撑机构通过螺栓连接；
进风装置，所述进风装置包括连通管道(4)，所述连通管道(4)的顶部设置有进风机构，所述进风机构底部与所述连通管道(4)顶部连通，所述进风机构与外部空调连通，所述连通管道(4)底部设置有过滤机构；
集风装置，所述集风装置设置在所述柜体(1)内腔底部；
出风装置，所述出风装置设置有两个，且两所述出风装置分别设置在所述柜体(1)底部两侧；
所述进风机构包括进风管道(5)，所述进风管道(5)的一端套设在所述连通管道(4)外部，所述进风管道(5)出风端外壁上固接有固定环(6)，所述柜体(1)顶部外壁上固接有与所述固定环(6)相适配的连接环(7)，所述固定环(6)与所述连接环(7)通过螺栓连接，所述进风管道(5)的另一端与外部空调连通；
所述过滤机构包括过滤筒(8)，所述过滤筒(8)的顶部固接在所述柜体(1)内腔顶部开口处外壁上，所述过滤筒(8)内壁固接有过滤网(9)，所述过滤筒(8)底部可拆卸连接有第一百叶(10)，所述第一百叶(10)设置为ABS防凝露双层活动百叶；
所述支撑机构包括若干横向支架(14)，若干所述横向支架(14)分别沿竖直方向等间距固接在所述柜体(1)两相对内壁上，位于同一侧的若干所述横向支架(14)侧面通过螺栓连接有竖向支架(15)，所述导向机构和所述电子元件(3)分别与所述竖向支架(15)通过螺纹连接，所述横向支架(14)和所述竖向支架(15)上分别开设有若干螺纹孔；
所述导向机构包括双向式导流风板(16)和定流向风扇(17)，所述双向式导流风板(16)的两端通过螺栓与两所述竖向支架(15)可拆卸连接，所述定流向风扇(17)的两端通过螺栓与两所述竖向支架(15)可拆卸连接，所述定流向风扇(17)位于所述双向式导流风板(16)的下方，所述定流向风扇(17)和所述双向式导流风板(16)之间设置有所述电子元件(3)，所述电子元件(3)上的电路板通过螺栓与两所述竖向支架(15)可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于：所述固定环(6)与所述连接环(7)之间设置有密封胶。
3.根据权利要求1所述的一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于：所述集风装置包括集风板(11)，所述集风板(11)的侧壁与所述柜体(1)内壁固接，所述集风板(11)顶面开设有集风孔，所述集风板(11)底面固接有集风气泵(12)，所述集风气泵(12)与所述集风孔连通。
4.根据权利要求1所述的一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于：所述出风装置包括所述支撑机构包括第二百叶(13)，所述柜体(1)底部两侧分别开设有出风孔，所述第二百叶(13)固接在所述出风孔内壁上，所述第二百叶(13)设置为可密封性百叶。
5.根据权利要求1所述的一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于：所述双向式导流风板(16)的外壁设置为磨砂表面，所述电子元件(3)的电路板与所述竖向之间还设置有导热硅胶片。
6.根据权利要求1所述的一种应用于精准送风控制的GIS机柜，其特征在于：所述密封机构包括橡胶管(18)，所述柜体(1)边框侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽设置为矩形结构，所述橡胶管(18)设置在所述环形凹槽内，所述橡胶管(18)设置为环形结构，所述柜体(1)顶部内壁固接有密封气泵(19)，所述密封气泵(19)与所述橡胶管(18)连通，位于所述柜体(1)底部的所述橡胶管(18)外壁连通设置有出气管(20)，所述出气管(20)贯穿所述环形凹槽内壁与所述柜体(1)内腔连通，所述出气管(20)孔径远小于所述密封气泵(19)与所述橡胶管(18)连通处孔径，所述柜门(2)侧面固接有与所述环形凹槽相适配的密封环(21)。
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