CN116505419A - 一种电力分配电力柜及其散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力柜技术领域，且公开了一种电力分配电力柜及其散热方法，包括底座和安装在底座上的电力柜；所述电力柜包括位于外层的壳体、位于中层的隔热层和位于内层的柜体，所述柜体为双层设计，且柜体里层的两侧和最内侧均开设有若干组通风口，所述电力柜的顶端开设有进风口，且进风口延伸至柜体的外层上。该电力柜利用外侧壳体、中层隔热层和内层柜体三层设计，其壳体作为外部防护，柜体可作为导热部件，并通过隔热层隔绝壳体和柜体之间的热传导，避免壳体在阳光直射下导致温度会直线上升，造成柜体的温度飙升，因此通过隔热层隔绝内外的联系，避免环境影响柜体散热性能。

Description

一种电力分配电力柜及其散热方法

技术领域

本发明涉及电力柜技术领域，具体为一种电力分配电力柜及其散热方法。

背景技术

电力柜是一种用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类，另外也有在户外工作的电力柜。

户外电力柜的散热性能尤为重要，其可以保障元件的工作温度，避免温度过高，影响电器元件的性能，目前配电柜散热措施有以下几种：

一、自然通风型：机柜外部空气与机柜设备舱内部空气进行对流结构，利用自然风对柜内设备进行换热的方式。这也是最常见的方法，室内配电柜常用。

二、风扇型：机柜外部空气与机柜设备舱内部空气进行对流的结构，利用风扇强迫对流进行换热方式。

三、热交换型：机柜外部空气与机柜设备舱内部空气不进行对流的结构，机内温度采用热交换器进行控制调节。

四、空调型：机柜外部空气与机柜设备舱内空气不进行对流的结构，机内温度采用空调器进行控制调节。

但是自然通风型在夏季由于阳光直射，温度可超过60度，这样的温度会影响电器元件的正常运行，而风扇型虽然可以带动机柜内空气流动进行降温，但是空气流动过程中无法替换所有的热空气，导致散热效率不高，而热交换型和空调型耗能太大，且在户外容易损坏，得不偿失，因此针对上述问题，我们提出了一种电力分配电力柜及其散热方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种电力分配电力柜及其散热方法，解决了环境对电力柜的影响，并提高散热效率，并降低电能的消耗。

本发明提供如下技术方案：一种电力分配电力柜，包括底座和安装在底座上的电力柜；

所述电力柜包括位于外层的壳体、位于中层的隔热层和位于内层的柜体，所述柜体为双层设计，且柜体里层的两侧和最内侧均开设有若干组通风口，所述电力柜的顶端开设有进风口，且进风口延伸至柜体的外层上，使空气进入柜体的夹层空间中并通过通风口导入柜体的内部；

所述电力柜的顶端安装有用于进风口空气导入的顶盖；

所述柜体的内部左右两侧和最内侧安装有呈U型分布的散热翅片，且底座附近的地面埋有散热翅片管，所述底座的内部安装有通过电机驱动的输送装置；

所述输送装置包括开设有风室和水室的外壳，且风室和水室位于外壳的两端，所述外壳的两端安装有用于封闭风室和水室的前端板和后端板，所述外壳的内部设有可旋转的驱动轴，所述驱动轴的一端延伸至风室内并与扇叶连接，且驱动轴的一端通过水室从后端板中延伸出并与电机的输出轴连接，且位于水室中的驱动轴上安装有叶轮，在电机驱动下，通过驱动轴带动扇叶和叶轮同时旋转；

所述风室的外侧安装用于排出的出气口，前端板上安装有用于连接抽气管的进气口，且抽气管与柜体的内部连通，通过驱动轴带动扇叶旋转，使进气口产生负压，将电力柜内部空气抽出，并通过出气口排出；

所述水室的外侧安装有连接散热翅片管一端的进液口和用于连接散热翅片导热管一端的排液口，且散热翅片管的另一端与散热翅片导热管另一端相连接，通过驱动轴带动叶轮旋转，使得散热翅片管和散热翅片中的导热剂循环流动。

优选的，所述顶盖包括防雨壳和安装在电力柜顶部的支撑板，且支撑板通过多组支柱与防雨壳的内壁连接，所述支撑板上开设有连通进风口的孔洞

优选的，所述支撑板的边缘不与防雨壳内壁接触，所述支撑板的边缘通过网格与顶盖的内壁连接。

优选的，所述柜体内部的上下侧均安装有两个对称分布的连接块，且四个连接块之间通过螺栓安装有两组竖直状态的支撑梁，两个支撑梁上可拆卸安装有若干组用于安装电器元件的横梁。

优选的，所述底座的两侧均开设有用于防雨水的通风孔。

优选的，所述柜体的内部安装有温度传感器和控制器，当温度传感器检测到柜体内部温度超过设定值后，通过控制器驱动电机运动，使输送装置带动空气到柜体中流动，并使导热剂在散热翅片管和散热翅片中循环流动。

优选的，所述电力柜的底部开设有用于抽气管导入的管孔，且抽气管延伸至柜体的内部。

优选的，所述散热翅片管设有若干组且并连通形成一个导热剂冷却通道并深入地底。

一种电力分配电力柜的散热方法，其具体操作为：通过电机带动驱动轴旋转，并使扇叶和叶轮同时旋转；

当扇叶在旋转过程中，带动空气在风室内流动，使风室的进气口产生负压，通过抽气管将柜体内空气抽出，此时外界空气通过顶盖进入柜体的夹层空间内，带走柜体的热量对其降温，之后并从各个方向的通风口导入到柜体内并经过散热翅片，对其降温并带走热量，最后柜体内的空气连同热量也一并吸入抽气管中，再通过风室从出气口排出，扩散到底座内，使底座内空气流动，并将电机产生的热量导出；

当叶轮在旋转过程中，水室中的导热剂流动，使散热翅片管中的导热剂不断导入散热翅片中，通过导热剂吸附散热翅片上的热量进行降温，之后散热翅片中温热的导热剂再导回散热翅片管中通过地温进行降温，如此构成反复利用的冷却循环。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

该电力柜利用外侧壳体、中层隔热层和内层柜体三层设计，其壳体作为外部防护，柜体可作为导热部件，并通过隔热层隔绝壳体和柜体之间的热传导，避免壳体在阳光直射下导致温度会直线上升，造成柜体的温度飙升，因此通过隔热层隔绝内外的联系，避免环境对柜体造成影响；

电机带动输送装置运行，通过输送装置将柜体内的空气抽出，由于空气向一个位置流动，外界的空气经过柜体的夹层和散热翅片进入到柜体的内部，将其内的空气和热量一同导出，如此对柜体本身和散热翅片以及柜体的内部进行降温，且空气流动构成稳定的流通风道，提高散热效率，另外由于空气采用抽取的方式排出，可将绝大部分热空气抽离并排出；

另外输送装置运行的同时，会带动散热翅片管和散热翅片中的导热剂循环流动，使得导热剂经过散热翅片，并对其进行降温，而温热的导热剂导回地底中的散热翅片管中，通过地底的温度对其将降温，以避免消耗其他能源达到降温的目的；

如此只需驱动输送装置便可将柜体内的空气抽出进行散热，且空气抽出的同时外界的空气进入并经过多个导热部件进行降温，同时输送装置利用地温对柜体进行降温，进一步提高散热效率，使其保持较高的散热效率同时，并降低电能的消耗。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电力柜的内部结构示意图；

图3为本发明电力柜的结构示意图；

图4为本发明图3的拆分结构示意图；

图5为本发明输送装置的整体结构示意图；

图6为本发明输送装置的内部结构示意图；

图7为本发明顶盖的结构示意图；

图8为本发明图7的拆分结构示意图。

图中：1、底座；2、电力柜；21、壳体；22、隔热层；23、柜体；24、通风口；25、进风口；3、顶盖；31、防雨壳；32、支撑板；33、支柱；34、孔洞；35、网格；4、散热翅片；5、散热翅片管；6、输送装置；61、外壳；62、风室；63、水室；64、前端板；65、后端板；66、驱动轴；67、扇叶；68、叶轮；7、抽气管；8、电机；9、连接块；10、支撑梁；11、横梁；12、管孔。

具体实施方式

为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本发明的概念。

请参阅图1和图3以及图4，一种电力分配电力柜，包括底座1和安装在底座1上的电力柜2，所述电力柜2包括位于外层的壳体21、位于中层的隔热层22和位于内层的柜体23，所述柜体23为双层设计，且柜体23里层的两侧和最内侧均开设有若干组通风口24，所述电力柜2的顶端开设有进风口25，且进风口25延伸至柜体23的外层上，使空气进入柜体23的夹层空间中并通过通风口24导入柜体23的内部，由于壳体21由于金属制成，在夏天阳光直射下，其温度会直线上升，使得壳体21内部成为火炉，通过隔热层22可将壳体21的温度隔绝，使得壳体21的温度难以传递导柜体23上，如此减少阳光直射造成的电力柜2内部温度飙升，另外空气可以从进风口25导入柜体23的夹层空间中，并从各个通风口24从不同的方向导入柜体23的内部，实现柜体23内部空气流通，进行散热。

参阅图7和图8，所述电力柜2的顶端安装有用于进风口25空气导入的顶盖3，所述顶盖3包括防雨壳31和安装在电力柜2顶部的支撑板32，且支撑板32通过多组支柱33与防雨壳31的内壁连接，所述支撑板32上开设有连通进风口25的孔洞34，所述支撑板32的边缘不与防雨壳31内壁接触，所述支撑板32的边缘通过网格35与顶盖3的内壁连接，空气通过网格35进入防雨壳31的内部，并从支撑板32上的孔洞34导入电力柜2的进风口25内，如此通风面积大，另外网格35位于电力柜2底部，因此雨水难以导入，避免出现进水的可能，且网格35内可铺设防尘网，避免灰尘过多进入。

参阅图2，所述柜体23的内部左右两侧和最内侧安装有呈U型分布的散热翅片4，一般户外的电力柜可以通过自身外壳进行散热，但是热量通过其自身外壳传导效率不高，通过散热翅片4加强与电力柜2内部空气的接触面积，使得散热翅片4可快速对热量进行传导，加强热量导出的效率。

所述柜体23内部的上下侧均安装有两个对称分布的连接块9，且四个连接块9之间通过螺栓安装有两组竖直状态的支撑梁10，两个支撑梁10上可拆卸安装有若干组用于安装电器元件的横梁11，通过连接块9方便支撑梁10安装，使得横梁11位于U型的散热翅片4的内侧，如此横梁11上的电器元件散热出的热量可通过空气传递导散热翅片4上，并通过空气流动对散热翅片4进行散热。

参阅图1，底座1附近的地面埋有散热翅片管5，所述散热翅片管5设有若干组且并连通形成一个导热剂冷却通道并深入地底，通过地下温度对散热翅片管5进行降温，且无需其他冷源设备对其进行降温，减少能源的浪费。

参阅图5和图6，所述底座1的内部安装有通过电机8驱动的输送装置6，所述输送装置6包括开设有风室62和水室63的外壳61，且风室62和水室63位于外壳61的两端，所述外壳61的两端安装有用于封闭风室62和水室63的前端板64和后端板65，所述外壳61的内部设有可旋转的驱动轴66，所述驱动轴66的一端延伸至风室62内并与扇叶67连接，且驱动轴66的一端通过水室63从后端板65中延伸出并与电机8的输出轴连接，且位于水室63中的驱动轴66上安装有叶轮68，在电机8驱动下，通过驱动轴66带动扇叶67和叶轮68同时旋转，驱动轴66安装在外壳61的内部，并通过密封结构进行密封，之后将扇叶67安装在风室62内的驱动轴66上，并安装前端板64，接着将叶轮68安装在水室63内的驱动轴66上，并将后端板65安装，并使驱动轴66从后端板65中导出，且后端板65上设有也设有密封结构，如此水室63内的液体不会泄露，并通过旋转驱动轴66，带动扇叶67和叶轮68旋转运行。

所述风室62的外侧安装用于排出的出气口，前端板64上安装有用于连接抽气管7的进气口，所述电力柜2的底部开设有用于抽气管7导入的管孔12，且抽气管7延伸至柜体23的内部，且抽气管7与柜体23的内部连通，通过驱动轴66带动扇叶67旋转，使进气口产生负压，将电力柜2内部空气抽出，并通过出气口排出，电力柜2内空气被抽离，使得外界的空气通过顶盖3导入电力柜2的进风口25内，并顺着柜体23的夹层流动，最后从通风口24中导出，如此空气流动过程中，空气经过柜体23的夹层空间，可以对其进行降温，之后从通风口24中导出，使得空气经过散热翅片4，通过空气流动对散热翅片4进行降温，而柜体23内的温度被抽气管7抽离，可将柜体23内电器元件扩散到空气中的热量也一并导出，如此加强空气流动的降温的效果。

所述底座1的两侧均开设有用于防雨水的通风孔，柜体23内的空气被抽离并从风室62的出气口排入到底座1内，强行使底座1内空气流动，如此将电机8产生的热量也一同导出，如此最大程度利用空气进行降温，并节省能源。

所述水室63的外侧安装有连接散热翅片管5一端的进液口和用于连接散热翅片4导热管一端的排液口，且散热翅片管5的另一端与散热翅片4导热管另一端相连接，通过驱动轴66带动叶轮68旋转，使得散热翅片管5和散热翅片4中的导热剂循环流动，旋转的叶轮68带动导热剂流动，使得导热剂从进液口导入并从排液口排出，如此散热翅片管5中的导热剂不断向散热翅片4中导入，而散热翅片4中的导热剂不断回流到散热翅片管5中构成循环，散热翅片管5埋在地底，地底的温度相对稳定，在气温较高时，地底可以作为良好的降温环境，将降温后的导热剂输送到散热翅片4中，通过导热剂对散热翅片4进行降温，吸收热量，在空气对散热翅片4降温的同时，利用导热剂对其再次降温，之后温热的导热剂传递导散热翅片管5中，而散热翅片管5利用地下温度进行降温，使其构成循环，并减少能源的投入。

所述柜体23的内部安装有温度传感器和控制器，当温度传感器检测到柜体23内部温度超过设定值后，通过控制器驱动电机8运动，使输送装置6带动空气到柜体23中流动，并使导热剂在散热翅片管5和散热翅片4中循环流动，通过温度传感器控制电机8运行，有利于降低电能的消耗。

一种电力分配电力柜的散热方法，其具体操作为：通过电机8带动驱动轴66旋转，并使扇叶67和叶轮68同时旋转；

当扇叶67在旋转过程中，带动空气在风室62内流动，使风室62的进气口产生负压，通过抽气管7将柜体23内空气抽出，此时外界空气通过顶盖3进入柜体23的夹层空间内，带走柜体23的热量对其降温，之后并从各个方向的通风口24导入到柜体23内并经过散热翅片4，对其降温并带走热量，最后柜体23内的空气连同热量也一并吸入抽气管7中，再通过风室62从出气口排出，扩散到底座1内，使底座1内空气流动，并将电机8产生的热量导出；

当叶轮68在旋转过程中，水室63中的导热剂流动，使散热翅片管5中的导热剂不断导入散热翅片4中，通过导热剂吸附散热翅片4上的热量进行降温，之后散热翅片4中温热的导热剂再导回散热翅片管5中通过地温进行降温，如此构成反复利用的冷却循环。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电力分配电力柜，其特征在于：包括底座（1）和安装在底座（1）上的电力柜（2）；

所述电力柜（2）包括位于外层的壳体（21）、位于中层的隔热层（22）和位于内层的柜体（23），所述柜体（23）为双层设计，且柜体（23）里层的两侧和最内侧均开设有若干组通风口（24），所述电力柜（2）的顶端开设有进风口（25），且进风口（25）延伸至柜体（23）的外层上，使空气进入柜体（23）的夹层空间中并通过通风口（24）导入柜体（23）的内部；

所述电力柜（2）的顶端安装有用于进风口（25）空气导入的顶盖（3）；

所述柜体（23）的内部左右两侧和最内侧安装有呈U型分布的散热翅片（4），且底座（1）附近的地面埋有散热翅片管（5），所述底座（1）的内部安装有通过电机（8）驱动的输送装置（6）；

所述输送装置（6）包括开设有风室（62）和水室（63）的外壳（61），且风室（62）和水室（63）位于外壳（61）的两端，所述外壳（61）的两端安装有用于封闭风室（62）和水室（63）的前端板（64）和后端板（65），所述外壳（61）的内部设有可旋转的驱动轴（66），所述驱动轴（66）的一端延伸至风室（62）内并与扇叶（67）连接，且驱动轴（66）的一端通过水室（63）从后端板（65）中延伸出并与电机（8）的输出轴连接，且位于水室（63）中的驱动轴（66）上安装有叶轮（68），在电机（8）驱动下，通过驱动轴（66）带动扇叶（67）和叶轮（68）同时旋转；

所述风室（62）的外侧安装用于排出的出气口，前端板（64）上安装有用于连接抽气管（7）的进气口，且抽气管（7）与柜体（23）的内部连通，通过驱动轴（66）带动扇叶（67）旋转，使进气口产生负压，将电力柜（2）内部空气抽出，并通过出气口排出；

所述水室（63）的外侧安装有连接散热翅片管（5）一端的进液口和用于连接散热翅片（4）导热管一端的排液口，且散热翅片管（5）的另一端与散热翅片（4）导热管另一端相连接，通过驱动轴（66）带动叶轮（68）旋转，使得散热翅片管（5）和散热翅片（4）中的导热剂循环流动。

2.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述顶盖（3）包括防雨壳（31）和安装在电力柜（2）顶部的支撑板（32），且支撑板（32）通过多组支柱（33）与防雨壳（31）的内壁连接，所述支撑板（32）上开设有连通进风口（25）的孔洞（34）。

3.根据权利要求2所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述支撑板（32）的边缘不与防雨壳（31）内壁接触，所述支撑板（32）的边缘通过网格（35）与顶盖（3）的内壁连接。

4.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述柜体（23）内部的上下侧均安装有两个对称分布的连接块（9），且四个连接块（9）之间通过螺栓安装有两组竖直状态的支撑梁（10），两个支撑梁（10）上可拆卸安装有若干组用于安装电器元件的横梁（11）。

5.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述底座（1）的两侧均开设有用于防雨水的通风孔。

6.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述柜体（23）的内部安装有温度传感器和控制器，当温度传感器检测到柜体（23）内部温度超过设定值后，通过控制器驱动电机（8）运动，使输送装置（6）带动空气到柜体（23）中流动，并使导热剂在散热翅片管（5）和散热翅片（4）中循环流动。

7.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述电力柜（2）的底部开设有用于抽气管（7）导入的管孔（12），且抽气管（7）延伸至柜体（23）的内部。

8.根据权利要求1所述的一种电力分配电力柜，其特征在于：所述散热翅片管（5）设有若干组且并连通形成一个导热剂冷却通道并深入地底。

9.一种电力分配电力柜的散热方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的一种电力分配电力柜，其具体操作为：通过电机（8）带动驱动轴（66）旋转，并使扇叶（67）和叶轮（68）同时旋转；

当扇叶（67）在旋转过程中，带动空气在风室（62）内流动，使风室（62）的进气口产生负压，通过抽气管（7）将柜体（23）内空气抽出，此时外界空气通过顶盖（3）进入柜体（23）的夹层空间内，带走柜体（23）的热量对其降温，之后并从各个方向的通风口（24）导入到柜体（23）内并经过散热翅片（4），对其降温并带走热量，最后柜体（23）内的空气连同热量也一并吸入抽气管（7）中，再通过风室（62）从出气口排出，扩散到底座（1）内，使底座（1）内空气流动，并将电机（8）产生的热量导出；

当叶轮（68）在旋转过程中，水室（63）中的导热剂流动，使散热翅片管（5）中的导热剂不断导入散热翅片（4）中，通过导热剂吸附散热翅片（4）上的热量进行降温，之后散热翅片（4）中温热的导热剂再导回散热翅片管（5）中通过地温进行降温，如此构成反复利用的冷却循环。