CN115400557A - 一种环网柜环保绝缘气体调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环网柜环保绝缘气体调节装置，属于气体处理技术领域，包括：柜板、扣板、除湿料、真空泵和加热件。柜板上开设有排湿口。扣板定位在柜板朝向柜体内腔的内侧，扣板上开设有进气口和出气口，进气口和出气口均用于与环网柜柜体的内腔连通。除湿料填充在柜板和扣板之间，除湿料用于吸收由进气口进入的气体中的水分。真空泵固定在扣板上并与出气口连通，用于使柜体内腔中的气体进入进气口。加热件设于扣板上，通过加热除湿料用于使除湿料中的水分自排湿口排出。本发明提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置通过设置除湿料和加热件可以循环的降低环网柜内气体的湿度，避免了凝露的产生，保证了环网柜可以持续且安全的运行。
Description
技术领域
本发明属于气体处理技术领域，更具体地说，是涉及一种环网柜环保绝缘气体调节装置。
背景技术
环网柜是一种输配电气设备，主要装在金属或非金属绝缘柜体内，或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。环网柜被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中，在配电系统中的应用越来越普遍。
环网柜应用于温度较低的地区时，由于设备腔内空气流通不充分以及腔内外温差较大，易造成设备腔内壁出现凝露现象，从而增加设备腔内的空气湿度，降低设备的绝缘性能，易造成设备故障甚至短路、火灾等严重事故，存在较大安全隐患。
现有的仅通过加热的方式来防止凝露现象的产生，但是由于环网柜内气体的水分无法散出，一旦温度再次降低环网柜设备的内壁上仍然有凝露现象，影响环网柜的正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环网柜环保绝缘气体调节装置，旨在解决由于环网柜内气体的水分无法散出，环网柜内容易凝露影响正常使用的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种环网柜环保绝缘气体调节装置，包括：
柜板，用于固定在环网柜柜体上，所述柜板上开设有排湿口；
扣板，定位在所述柜板朝向柜体内腔的内侧，所述扣板上开设有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均用于与环网柜柜体的内腔连通；
除湿料，填充在所述柜板和所述扣板之间，所述除湿料用于吸收由所述进气口进入的气体中的水分；
真空泵，固定在所述扣板上并与所述出气口连通，用于使柜体内腔中的气体进入所述进气口；
加热件，设于所述扣板上，通过加热所述除湿料用于使所述除湿料中的水分自所述排湿口排出。
在一种可能的实现方式中，所述柜板和所述扣板之间固定有隔板，所述柜板、所述扣板和所述隔板围设为第一腔体和第二腔体；所述除湿料填充在所述第一腔体和所述第二腔体内；所述加热件数量为两个，两个所述加热件分别设置在所述第一腔体的一侧和所述第二腔体的一侧。
在一种可能的实现方式中，所述隔板焊接固定在所述柜板和所述扣板之间。
在一种可能的实现方式中，所述出气口和所述进气口的数量均为两个，其中一个所述进气口和其中一个所述出气口与所述第一腔体连通，另一个所述进气口和另一个所述出气口与所述第二腔体连通。
在一种可能的实现方式中，所述进气口、所述出气口和所述排湿口处均安装有控制阀。
在一种可能的实现方式中，所述扣板为导热材料制件，所述加热件设置在所述扣板远离所述柜板的侧面上。
在一种可能的实现方式中，所述柜板的侧面安装有两个制冷件，两个所述制冷件分别设于所述第一腔体和所述第二腔体内。
在一种可能的实现方式中，所述扣板远离所述柜板的侧面扣设有过滤罩，所述过滤罩内填充有吸附料，且所述过滤罩与两个所述出气口连通，所述真空泵安装在所述过滤罩的外壁上，用于使自所述出气口排出的气体经过所述吸附料。
在一种可能的实现方式中，所述过滤罩可拆卸连接在所述扣板上。
在一种可能的实现方式中，所述隔板内穿设有补气管，所述补气管连通于所述过滤罩内，用于向柜体的内腔补充绝缘气体。
本发明提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种环网柜环保绝缘气体调节装置中在环网柜的柜体上固定有柜板，扣板定位在柜板的内侧。进气口和出气口均开设在扣板上，并且进气口和出气口均与环网柜内腔连通。除湿料填充在柜板和扣板之间，而真空泵固定在扣板上并与出气口连通。在扣板上设有加热件。
在实际应用时，真空泵在出气口处产生负压，在出气口负压的作用下，环网柜内腔中的气体自进气口进入并接触除湿料，由于与除湿料接触从而降低了气体的湿度，湿度降低后的气体会自真空泵重新流入环网柜内。当除湿完成之后，通过加热件提高除湿料的温度，使得除湿料内的水分蒸发并从排湿口排出，从而为下一次气体的除湿进行准备。本申请中，通过设置除湿料和加热件可以循环的降低环网柜内气体的湿度，避免了凝露的产生，保证了环网柜可以持续且安全的运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的结构示意图。
图中：1、柜体；2、柜板；3、扣板；4、进气口；5、出气口；6、排湿口；7、控制阀；8、加热件；9、制冷件；10、补气管；11、吸附料；12、真空泵；13、隔板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，现对本发明提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置进行说明。一种环网柜环保绝缘气体调节装置，包括：柜板、扣板、除湿料、真空泵和加热件。柜板用于固定在环网柜柜体上，柜板上开设有排湿口。扣板定位在柜板朝向柜体内腔的内侧，扣板上开设有进气口和出气口，进气口和出气口均用于与环网柜柜体的内腔连通。除湿料填充在柜板和扣板之间，除湿料用于吸收由进气口进入的气体中的水分。真空泵固定在扣板上并与出气口连通，用于使柜体内腔中的气体进入进气口。加热件设于扣板上，通过加热除湿料用于使除湿料中的水分自排湿口排出。
本发明提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种环网柜环保绝缘气体调节装置中在环网柜的柜体上固定有柜板，扣板定位在柜板的内侧。进气口和出气口均开设在扣板上，并且进气口和出气口均与环网柜内腔连通。除湿料填充在柜板和扣板之间，而真空泵固定在扣板上并与出气口连通。在扣板上设有加热件。
在实际应用时，真空泵在出气口处产生负压，在出气口负压的作用下，环网柜内腔中的气体自进气口进入并接触除湿料，由于与除湿料接触从而降低了气体的湿度，湿度降低后的气体会自真空泵重新流入环网柜内。当除湿完成之后，通过加热件提高除湿料的温度，使得除湿料内的水分蒸发并从排湿口排出，从而为下一次气体的除湿进行准备。本申请中，通过设置除湿料和加热件可以循环的降低环网柜内气体的湿度，避免了凝露的产生，保证了环网柜可以持续且安全的运行。
环网柜是一种输配电气设备，主要装在金属或非金属绝缘柜体内，或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。环网柜被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中，在配电系统中的应用越来越普遍。
六氟化硫气体已有百年历史，它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体，1940年前后，美国军方将其用于曼哈顿计划(核军事)，1947年提供商用。六氟化硫气体主要用于电力工业中。
目前市场上中压领域中的全封闭气体绝缘环网柜主要充入的气体为六氟化硫，六氟化硫气体的GWP值(全球变暖潜能值)为23900，是京都协议书中列入的受到限制使用的温室气体之一。
六氟化硫(SF6)具有优良的绝缘和灭弧性能，广泛应用于气体绝缘电气设备中。SF6的是一种化学性质高度稳定、具有高温室效应的绝缘介质，在大气中的存活寿命为3200年。到目前为止，大气中SF6气体的含量以每年8.7％的速度增长，气体占温室气体总排量已经超过15％。电力行业的SF6气体使用量占据全球SF6气体总使用量的主要部分，其排放量也在全球SF6气体总排放量中占比最大。1997年《京都议定书》已明确将SF6气体列为全球限制使用的6种气体之一，并要求发达国家首先将温室气体的排放量冻结在20世纪90年代的水平，要求到2020年基本限制SF6气体的使用。为减少乃至杜绝SF6气体的使用，近些年来SF6气体替代技术成为国内外专家学者的研究热点之一。
环保气体环网柜是一种以干燥空气为绝缘介质的高压开关设备，常用于室外。
环网柜在运行过程中，受到地下水反潮、通风不畅以及底板封堵不严等影响，柜内凝露现象严重。高湿度不仅会加速绝缘材料老化，而且容易造成绝缘闪络，还会加快机械零件的腐蚀，影响机构的可靠性，凝露还会引起环网柜内二次设备的短路，造成信号误报或者开关误动作，影响供电质量。
目前环网柜设备底部未采取有效封堵措施，基座中积水形成水蒸气通过电缆进出孔隙进入柜体，而环网柜设备本体密封性好，缺少空气流通，水蒸气无法排出，柜体内水蒸气易饱和，户外箱式设备的金属柜体导热率高，散热快，当柜体表面温度低于露点温度，箱体内壁就会形成凝露。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，柜板和扣板之间固定有隔板，柜板、扣板和隔板围设为第一腔体和第二腔体；除湿料填充在第一腔体和第二腔体内；加热件数量为两个，两个加热件分别设置在第一腔体的一侧和第二腔体的一侧。
在理想情况下环网柜作为一个封闭的柜体，外部环境中的水分无法进入环网柜的内腔，并且环网柜中的绝缘气体中的湿度较低，这就使得即便环网柜外部的温度降低，环网柜内的绝缘气体也不会有凝露现象。但是现实是，当外部环境温度降低之后，在环网柜内的开关等构件上会有一定的凝露，同时环网柜内构件均运行在高压的情况，如果有水分存在，则会严重影响构件之间的绝缘性，最终引发事故。
如果仅设置一个腔体，除湿料仅设置在这一个腔体内，虽然在一段时间内降低气体的湿度，但是当除湿料无法再吸收水分，如果此时环网柜内的绝缘气体的湿度再次增加，仍然无法持续的避免凝露的产生，无疑对环网柜的安全运行造成影响。
为了解决上述问题，通过相关构件的控制，从而改变环网柜内绝缘气体的流向，当环网柜内的绝缘气体进入第一腔体内并进行除湿时，通过第二腔体上的加热件可以使第二腔体内的除湿料排出水分。而第一腔体排出水分时，由第二腔体吸收环网柜内绝缘气体的水分，从而保证环网柜内的绝缘气体可以持续进行除湿。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，隔板焊接固定在柜板和扣板之间。通过焊接固定能够保证连接强度和气密性。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，出气口和进气口的数量均为两个，其中一个进气口和其中一个出气口与第一腔体连通，另一个进气口和另一个出气口与第二腔体连通。
本申请中在柜板和扣板之间固定有隔板，通过隔板将扣板和柜板之间的腔体分隔为第一腔体和第二腔体。同时进气口、出气口和排湿口均为两个。当环网柜内的绝缘气体需要进入第一腔体内并进行除湿时，气体通过第一腔体上的进气口进入并从第一腔体一侧的出气口排出。此时可以通过第二腔体上的加热件使第二腔体内的除湿料排出水分，并且第二腔体上的进气口和出气口均处于封堵的状态。而当第一腔体排出水分时，气体可以通过第二腔体上的进气口进入并从第二腔体一侧的出气口排出，由第二腔体吸收环网柜内绝缘气体的水分，此时第一腔体上的加热件通电并加热除湿料，同时第一腔体的进气口和排出口处于封堵的状态，通过以上设置保证环网柜内的绝缘气体可以持续的进行除湿处理。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，进气口、出气口和排湿口处均安装有控制阀。
为了能够控制相应位置口的打开或者关闭，因此在进气口、出气口和排湿口处均安装有电磁阀。为了能够改变环网柜内绝缘气体的流向，因此需要将各个电磁阀进行编号，然后将所有的电磁阀以及真空泵均与控制器电连接，通过控制器控制电磁阀的开启和关闭和真空泵的运行与否。
当需要第一腔体对绝缘气体进行除湿时，第一腔体对应的进气口和出气口的电磁阀开启，第一腔体排湿口对应的电磁阀关闭，如果需要进行除湿可以使第二腔体对应的进气口和出气口的电磁阀关闭，第二腔体排湿口对应的电磁阀开启。通过第二腔体上的加热件就能够使第二腔体内除湿料中的水分排出。
需要特别指出的是，当第一腔体进行除湿时，第一腔体上的加热件没有通入电源，此时如果需要降低第二腔体内除湿料的水分，需要打开第二腔体对应的加热件。
不管哪一位置的加热件打开之后，均会通过扣板将热量传递至环网柜内，从而提高了绝缘气体的温度，气体温度提高之后，降低了在环网柜内的凝露现象。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，扣板为导热材料制件，加热件设置在扣板远离柜板的侧面上。
加热件开启时，主要目的是使除湿料中的水分从排湿口排出，为了提高加热件的应用效果，可将扣板设置为导热材料制件。当加热件通电之后，通过扣板不仅可以加热除湿料，同时能够提高环网柜内绝缘气体的温度，环网柜内绝缘气体温度提高之后，就能够避免凝露现象，从而保证了环网柜长时间稳定的运行。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，柜板的侧面安装有两个制冷件，两个制冷件分别设于第一腔体和第二腔体内。
加热件会提高绝缘气体的温度，虽然绝缘气体温度提高后会降低其中的水分附着在环网柜的内壁的现象，但是相应的也就降低了除湿料对绝缘气体内水分的吸收效果，也即在真空泵的作用下，虽然绝缘气体接触除湿料但是绝缘气体中的水分无法被除湿料吸收。
为了解决上述问题，在柜板上设置有制冷件，制冷件用于降低第一腔体和第二腔体的温度，当环网柜内的绝缘气体通过进气口进入第一腔体和第二腔体之后其自身的温度降低并接近露点，因此自身的水分会更容易被除湿料吸收，水分降低后的绝缘气体最终由真空泵排出，流入环网柜内。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，扣板远离柜板的侧面扣设有过滤罩，过滤罩内填充有吸附料，且过滤罩与两个出气口连通，真空泵安装在过滤罩的外壁上，用于使自出气口排出的气体经过吸附料。
为了提高除湿的效果，需要增加除湿料与绝缘气体的接触面积，为此通常情况下除湿料选择粉末状，在真空泵的作用下，气体会从进气口进入第一腔体或者第二腔体内，并可能会携带部分除湿料由真空泵进入环网柜内腔中，由于除湿料自身携带一定的水分，可能会造成非常严重的安全隐患。由于环网柜内的气体一直处于流动的状态，在使用一段时间后，在环网柜内腔中可能会堆积一定的除湿料，不便于清理。
为此，在扣板上扣设有过滤罩，在过滤罩内填充有吸附料，吸附料用于防止除湿料通过真空泵进入环网柜的内腔，同样由于吸附料的过滤作用，延长了真空泵的使用寿命。
由于从真空泵排出的气体经过制冷件的降温之后温度较低，为了避免较低温度的气体进入环网柜内腔，因此在过滤罩上设置有加热板，加热板用于提高过滤罩的温度，最终提高了从真空泵排出的气体的温度。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，过滤罩可拆卸连接在扣板上。
在使用一段时间之后，吸附料内会堆积大量的除湿料，为了方便进行更换，过滤罩可直接螺纹连接在扣板上，真空泵安装在过滤罩远离扣板的一侧，从而方便对真空泵进行检查。
在本申请提供的一种环网柜环保绝缘气体调节装置的一些实施例中，请参阅图1，隔板内穿设有补气管，补气管连通于过滤罩内，用于向柜体的内腔补充绝缘气体。
在环网柜运行一段时间后，因为气密性变差等原因环网柜内的绝缘气体容量就会降低，为此需要向环网柜内补充绝缘气体。
为了提高集成化水平，补气管贯穿隔板，并通入过滤罩内，当打开补气管之后，借助真空泵将绝缘气体补充到环网柜内。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，包括：
柜板，用于固定在环网柜柜体上，所述柜板上开设有排湿口；
扣板，定位在所述柜板朝向柜体内腔的内侧，所述扣板上开设有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口均用于与环网柜柜体的内腔连通；
除湿料，填充在所述柜板和所述扣板之间，所述除湿料用于吸收由所述进气口进入的气体中的水分；
真空泵，固定在所述扣板上并与所述出气口连通，用于使柜体内腔中的气体进入所述进气口；
加热件，设于所述扣板上，通过加热所述除湿料用于使所述除湿料中的水分自所述排湿口排出。
2.如权利要求1所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述柜板和所述扣板之间固定有隔板，所述柜板、所述扣板和所述隔板围设为第一腔体和第二腔体；所述除湿料填充在所述第一腔体和所述第二腔体内；所述加热件数量为两个，两个所述加热件分别设置在所述第一腔体的一侧和所述第二腔体的一侧。
3.如权利要求2所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述隔板焊接固定在所述柜板和所述扣板之间。
4.如权利要求2所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述出气口和所述进气口的数量均为两个，其中一个所述进气口和其中一个所述出气口与所述第一腔体连通，另一个所述进气口和另一个所述出气口与所述第二腔体连通。
5.如权利要求1所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述进气口、所述出气口和所述排湿口处均安装有控制阀。
6.如权利要求1所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述扣板为导热材料制件，所述加热件设置在所述扣板远离所述柜板的侧面上。
7.如权利要求2所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述柜板的侧面安装有两个制冷件，两个所述制冷件分别设于所述第一腔体和所述第二腔体内。
8.如权利要求2所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述扣板远离所述柜板的侧面扣设有过滤罩，所述过滤罩内填充有吸附料，且所述过滤罩与两个所述出气口连通，所述真空泵安装在所述过滤罩的外壁上，用于使自所述出气口排出的气体经过所述吸附料。
9.如权利要求8所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述过滤罩可拆卸连接在所述扣板上。
10.如权利要求8所述的一种环网柜环保绝缘气体调节装置，其特征在于，所述隔板内穿设有补气管，所述补气管连通于所述过滤罩内，用于向柜体的内腔补充绝缘气体。
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