CN116914578A - 一种电力柜散热除尘系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力柜散热除尘系统，包括服务器和柜体端，服务器和柜体端通过网络通讯连接，一旦温度信息升至超过预设温度区间的最高值，启动散热模式，当温度降至预设温度区间内的数值，服务器不会频繁发送关于关闭或开启散热模式的消息。直到温度信息降至低于预设温度区间的最低值停止散热模式。通过这样的设置，散热模式不再频繁地在最高温度临界点来回开启和关闭，从而有效地延长了散热机构的使用寿命。这种智能化的温控设计不仅保障了设备的稳定性，还有效提升了电力柜的综合性能。此外，一旦积灰信息超越了预先设定的清理阈值，系统将会在服务端生成一份维护警示信息，从而提醒相关工作人员有必要进行清灰维护工作。

Description

一种电力柜散热除尘系统

技术领域

本申请涉及电力柜技术领域，尤其涉及一种电力柜散热除尘系统。

背景技术

电力柜，也称为电气控制柜或电气柜，是一种用于容纳、保护和控制电气设备和组件的装置。它通常由金属外壳构成，具有防护、隔离和安全功能，用于承载各种电气元件、开关、继电器、保险丝、电缆、连接器等，以实现电气系统的分配、控制和管理。

目前，现有的电力柜在运行过程中可能会面临两个主要问题，分别是过热问题和积灰问题。这些问题可能对电力柜的性能、稳定性和寿命产生不利影响。电力柜在运行时会产生一定的热量，如果散热不良或环境温度过高，就可能导致电力柜内部温度升高，达到不可接受的水平。这可能会影响柜体内部元件的正常工作，并且长期处于高温环境下可能加速元件老化，降低设备的寿命。而为了改善电力柜的散热问题，通常需要确保良好的空气流通，此时又会出现积灰问题，在一些环境下，尤其是工业环境中，空气中可能含有大量的粉尘和颗粒物，这些颗粒物会在散热通风时在电力柜内部积聚。积灰会导致散热器、风扇和其他散热设备的堵塞。此外，灰尘还可能在电路板上积累，引起电路短路或其他故障。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种电力柜散热除尘系统。

本申请一方面提供了一种电力柜散热除尘系统，包括服务器和柜体端，所述服务器和所述柜体端通过网络通讯连接，其中：

所述柜体端包括电力柜主体、散热机构、清灰机构和监测机构，所述监测机构包括温度传感器用于监测温度信息，以及尘埃传感器用于监测积灰信息；所述柜体端通过网络将温度信息和积灰信息实时上传至所述服务器；

所述服务器，用于获取所述温度信息和所述积灰信息；当所述温度信息高于预设温度区间时，向所述柜体端发送启动散热消息，当所述温度信息处于预设温度区间范围内时，不发送关闭散热消息，直到所述温度信息低于预设温度区间时，向所述柜体端发送关闭散热消息；当所述积灰信息高于预设清理阈值时，生成维护警示消息。

优选地，所述电力柜主体内部设有安装板，所述电力柜主体背面设有通气板；

所述散热机构包括：

装设于所述安装板上的电机，所述电机的输出轴一端设有风扇，所述电机的输出轴外壁设有半齿轮，所述半齿轮上设有往复件，所述往复件的顶端设有活塞头，所述活塞头滑动连接于活塞管的下方开口处，所述活塞管的进气口处设有第一单向阀，所述活塞管内部设有第二单向阀，所述活塞管的上方开口处设有U型连接杆，所述U型连接杆与所述活塞管连接的一端贯穿有小型排气孔，所述U型连接杆的另一端底部设有多个封闭板，多个所述封闭板与所述通气板相匹配，未开启散热时，多个所述封闭板密闭所述通气板上的通气口。

优选地，所述半齿轮上的齿牙的开设角度小于一百八十度。

优选地，所述活塞管上位于上方开口的下方设有出气通道，所述出气通道延伸至电力柜主体外侧。

优选地，所述散热机构还包括装设于所述安装板上的散热翅片；

所述清灰机构包括：

装设于所述活塞管的出气通道内的转轮叶片，所述转轮叶片的下端设有往复丝杆，所述往复丝杆上设有套筒，所述套筒上设有刮尘件，用于刮除所述散热翅片上的积灰。

本发明提供的电力柜散热除尘系统包括服务器和柜体端，所述服务器和所述柜体端通过网络通讯连接，当所述温度信息高于预设温度区间时，向所述柜体端发送启动散热消息，当所述温度信息处于预设温度区间范围内时，不发送关闭散热消息，直到所述温度信息低于预设温度区间时，向所述柜体端发送关闭散热消息；当所述积灰信息高于预设清理阈值时，生成维护警示消息。一旦温度信息升至超过此预设温度区间的最高值，这指示电力柜核心内部温度升高，需要启动散热模式。然而，当温度降至预设温度区间内的数值，服务器不会频繁发送关于关闭或开启散热模式的消息。这会持续，直到温度信息降至低于预设温度区间的最低值。一旦这一点达成，表明电力柜主体内部温度逐渐下降，可以停止散热模式。通过这样的设置，散热模式不再频繁地在最高温度临界点来回开启和关闭，从而有效地延长了散热机构的使用寿命。这种智能化的温控设计不仅保障了设备的稳定性，还有效提升了电力柜的综合性能。此外，一旦积灰信息超越了预先设定的清理阈值，系统将会在服务端生成一份维护警示信息，从而提醒相关工作人员有必要进行清灰维护工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的架构图；

图2是本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的柜体端立体示意图；

图3是本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的柜体端结构剖视图；

图4是本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的柜体端的A部结构放大图；

图5是本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的柜体端的B部结构放大图。

101、服务器；102、网络；103、柜体端；1、电力柜主体；2、安装板；3、元器件；4、电机；5、风扇；6、半齿轮；7、往复件；8、活塞头；9、活塞管；10、第一单向阀；11、第二单向阀；12、U型连接杆；13、封闭板；14、通气板；15、转轮叶片；16、往复丝杆；17、套筒；18、刮尘件；19、散热翅片；20、第一柔性连杆；21、铰接件；22、第二柔性连杆；23、刮杆；24、集尘腔。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明的是，现有电力柜在运行过程中可能会面临两个主要问题，分别是过热问题和积灰问题。这些问题可能对电力柜的性能、稳定性和寿命产生不利影响。电力柜在运行时会产生一定的热量，如果散热不良或环境温度过高，就可能导致电力柜内部温度升高，达到不可接受的水平。这可能会影响柜体内部元件的正常工作，并且长期处于高温环境下可能加速元件老化，降低设备的寿命。而为了改善电力柜的散热问题，通常需要确保良好的空气流通，此时又会出现积灰问题，在一些环境下，尤其是工业环境中，空气中可能含有大量的粉尘和颗粒物，这些颗粒物会在散热通风时在电力柜内部积聚。积灰会导致散热器、风扇5和其他散热设备的堵塞。此外，灰尘还可能在电路板上积累，引起电路短路或其他故障。因此，可以设计一种电力柜散热除尘系统，确保良好的空气流通的同时还能定期对电力柜进行清洁和维护，确保电力柜内部的干净和整洁，从而保障电力柜能够长期高效地正常运行。

请参见图1，图1本申请一实施例提供的一种电力柜散热除尘系统的架构图。

一种电力柜散热除尘系统，包括服务器101和柜体端103，所述服务器101和所述柜体端103通过网络102通讯连接，其中：

具体地，服务器101是一种计算机系统，专门用于提供各种服务、资源或功能，以满足客户端计算机或设备的需求。服务器101可以运行在数据中心或云计算环境中，也可以是一台独立运行的主机，本发明并不对此进行限制。

柜体端103有能力通过网络102向服务器101发送消息，这个网络102连接可以是通过有线网络102进行，也可以是通过无线网络102实现的。这种连接方式提供了一种高度便利和灵活性的方式，使得柜体端103能够与服务器101进行即时通信和数据交换。无论是依赖稳定的有线连接还是更加灵活的无线选项，柜体端103都能够借助这个网络102与服务器101之间建立起无缝的沟通渠道。这种网络102连接的多样性允许不同环境和需求下的柜体端103都能够与服务器101进行可靠的数据传输和信息传递，从而确保了整个系统的高效运行和协调。

所述柜体端103包括电力柜主体1、散热机构、清灰机构和监测机构，所述监测机构包括温度传感器用于监测温度信息，以及尘埃传感器用于监测积灰信息；所述柜体端103通过网络102将温度信息和积灰信息实时上传至所述服务器101。

具体地，所述温度传感器和所述尘埃传感器均设有所述电力柜主体1内部，其中，所述温度传感器可以是热敏电阻、红外线温度传感器、数字温度传感器等，本发明并不对此进行限制；所述尘埃传感器可以是电容式传感器、激光颗粒物传感器等，本发明并不对此进行限制，优选地，从实用性角度出发，可以选择压阻式压敏传感器、电容式压敏传感器，这些传感器可以通过灰尘积压引起的压力变化而改变电阻或电容值来反应积灰程度。

所述服务器101，用于获取所述温度信息和所述积灰信息；当所述温度信息高于预设温度区间时，向所述柜体端103发送启动散热消息，当所述温度信息处于预设温度区间范围内时，不发送关闭散热消息，直到所述温度信息低于预设温度区间时，向所述柜体端103发送关闭散热消息；当所述积灰信息高于预设清理阈值时，生成维护警示消息。

具体地，预设温度区间可以是事先设定的温度范围，包括从最低温度值延伸至最高温度值。一旦温度信息升至超过此预设温度区间的最高值，这指示电力柜核心内部温度升高，需要启动散热模式。然而，当温度降至预设温度区间内的数值，服务器101不会频繁发送关于关闭或开启散热模式的消息。这会持续，直到温度信息降至低于预设温度区间的最低值。一旦这一点达成，表明电力柜主体1内部温度逐渐下降，可以停止散热模式。通过这样的设置，散热模式不再频繁地在最高温度临界点来回开启和关闭，从而有效地延长了散热机构的使用寿命。这种智能化的温控设计不仅保障了设备的稳定性，还有效提升了电力柜的综合性能。

进一步地，积灰信息所指即为尘埃传感器感知到的电阻变化值或电容变化值等。一旦这一数值超越了预先设定的清理阈值，这表明电力柜主体1内部积累了相当数量的尘埃颗粒。在这种情况下，系统将会在服务端生成一份维护警示信息，从而提醒相关工作人员有必要进行清灰维护工作。此外，系统还可以在生成维护警示信息后，将该信息发送到工作人员随身携带的终端设备，例如手机，以确保工作人员随时能够接收到相关警示信息，做好清灰维护的准备。这种高效的警示机制有助于确保电力柜的正常运行，同时保障相关设备的稳定性和安全性。

优选地，所述柜体端103，还用于获取所述启动散热消息和所述关闭散热消息；当所述柜体端103获取所述启动散热消息时，控制所述散热机构开始散热通风，同时带动所述清灰机构开始清除灰尘；当所述柜体端103获取所述关闭散热消息时，控制所述散热机构关闭。

当然，可以对电力柜主体1以及散热机构作出具体设计，详见如下：

请参阅图3-4，如图所示，所述电力柜主体1内部设有安装板2，所述电力柜主体1背面设有通气板14，进一步地，所述安装板2用于安装元器件3。

所述散热机构包括：装设于所述安装板2上的电机4，所述电机4的输出轴一端设有风扇5，所述电机4的输出轴外壁设有半齿轮6，所述半齿轮6上套设有往复件7，所述往复件7的顶端设有活塞头8，所述活塞头8滑动连接于活塞管9的下方开口处，所述活塞管9的进气口处设有第一单向阀10，所述活塞管9内部设有第二单向阀11，所述活塞管9的上方开口处滑动连接有U型连接杆12，所述U型连接杆12与所述活塞管9连接的一端贯穿有小型排气孔，所述U型连接杆12的另一端底部固定连接有多个封闭板13，多个所述封闭板13与所述通气板14相匹配，未开启散热时，多个所述封闭板13密闭所述通气板14上的通气口。

进一步地，所述半齿轮6上的齿牙的开设角度小于一百八十度；使得所述半齿轮6能够带动所述往复件7进行线性往复运动，不会导致卡死。所述活塞管9固定连接于电力柜主体1内部上端。

进一步地，所述活塞管9上位于上方开口的下方设有出气通道，所述出气通道延伸至电力柜主体1外侧；在散热未开启时，出气通道被U型连接杆12密闭。

可以理解的是，在柜体端103接收到服务器101发送的启动散热消息时，会激活电机4，使其启动并带动输出轴运转。这个输出轴的运动引发了风扇5的旋转，从而促使电力柜主体1内的空气得以流动。同时，电机4的输出轴还会牵动半齿轮6的旋转，而这半齿轮6的转动则将往复件7置于上下往复的运动中。这个运动过程引导活塞头8在活塞管9下方开口的位置上下往复摆动。在这个运作中，当活塞头8向下移动时，空气会经由第一单向阀10被吸入活塞管9的内部。而当活塞头8向上运动时，之前吸入的空气受到进一步的压缩，被挤入U型连接杆12与第二单向阀11之间的空间。这一连续的往复过程使空气被不断压入，同时推动U型连接杆12上升。U型连接杆12的上升带动封闭板13的提升。当U型连接杆12上升至活塞管9出气通道的位置时，部分被压缩的空气被排放。此时，封闭板13的上升导致通气板14上的通气口完全打开，使电力柜内的空气可以通过通气板14上的通气口与外部空气形成循环，利于快速排出热量。

此外，当温度降低，柜体端103接收到服务器101发送的关闭散热消息后，电机4会被关闭，活塞头8停止与第一单向阀10和第二单向阀11进行空气抽压。这使得U型连接杆12失去受压缩空气的支撑，从而开始下降。一开始，压缩空气主要通过出气通道排放。随着U型连接杆12的下降封闭出气通道时，压缩空气通过U型连接杆12上的小型排气孔缓慢地排出。与此同时，封闭板13逐渐下降，最终完全封闭通气板14上的通气口，以防止在散热未开启时，大量尘埃和杂物进入电力柜主体1内部。这种设计巧妙地综合利用了各个部件的协同作用，以确保电力柜的散热效果同时兼顾灰尘防护，为电力柜的可靠性和性能提供有效的保障。

当然，还可以对清灰机构作出具体设计，详见如下：

请参阅图2-5，如图所示，所述散热机构还包括装设于所述安装板2上的散热翅片19；

所述清灰机构包括：装设于所述活塞管9的出气通道内的转轮叶片15，所述转轮叶片15的下端设有往复丝杆16，所述往复丝杆16上套设有套筒17，所述套筒17上固定连接有刮尘件18，用于刮除所述散热翅片19上的积灰。

可以理解的是，当被压缩的气体经过活塞管9上的出气通道时，它能够激发转轮叶片15开始旋转。这个转轮叶片15的旋转运动会推动往复丝杆16开始转动，由此引发套筒17上的刮尘件18在散热翅片19表面上进行上下往复的摆动。这种运动的目的是将散热翅片19表面的灰尘刮除，以避免由于灰尘积聚而导致散热翅片19的散热效率下降。通过这种机制，系统可以有效地清理散热翅片19，从而确保其始终保持良好的散热性能，有效地预防不良的积灰现象。

当然，还可以对清灰机构作出进一步具体设计，详见如下：

所述清灰机构还包括：设于刮尘件18下方的第一柔性连杆20，所述第一柔性连杆20下方设有铰接件21，所述铰接件21的下方铰接有第二柔性连杆22，所述第二柔性连杆22的另一端铰接有刮杆23，所述电力柜底部位于所述刮杆23下方留有集尘腔24。

进一步地，所述尘埃传感器设于所述集尘腔24内。

可以理解的是，随着刮尘件18逐渐降低，这一运动开始引导铰接件21垂直下降。这个过程中，铰接件21通过第二柔性连杆22的协助推动刮杆23，从而使得刮杆23在集尘腔24上表面滑动。这种运动让刮杆23将积聚的灰尘推进集尘腔24内部，以防止灰尘被由风扇5产生的气流卷起并散布到安装板2上的元器件3上，以免造成元器件3容易出现故障。

此外，随着越来越多的灰尘在集尘腔24内积累，会对尘埃传感器产生影响，例如压阻式压敏传感器的电阻会发生变化。如果这种变化的值高于预设的清理阈值，服务器101将会产生维护警示消息，提醒相关工作人员进行灰尘的清理工作。这种警示消息的产生有助于保证电力柜的正常运行，并促使工作人员及时采取行动来维护系统，以确保其高效性和可靠性。

Claims (5)

1.一种电力柜散热除尘系统，其特征在于，包括服务器和柜体端，所述服务器和所述柜体端通过网络通讯连接，其中：

所述柜体端包括电力柜主体、散热机构、清灰机构和监测机构，所述监测机构包括温度传感器用于监测温度信息，以及尘埃传感器用于监测积灰信息；所述柜体端通过网络将温度信息和积灰信息实时上传至所述服务器；

所述服务器，用于获取所述温度信息和所述积灰信息；当所述温度信息高于预设温度区间时，向所述柜体端发送启动散热消息，当所述温度信息处于预设温度区间范围内时，不发送关闭散热消息，直到所述温度信息低于预设温度区间时，向所述柜体端发送关闭散热消息；当所述积灰信息高于预设清理阈值时，生成维护警示消息。

2.根据权利要求1所述的电力柜散热除尘系统，其特征在于：

所述电力柜主体内部设有安装板，所述电力柜主体背面设有通气板；

所述散热机构包括：

装设于所述安装板上的电机，所述电机的输出轴一端设有风扇，所述电机的输出轴外壁设有半齿轮，所述半齿轮上设有往复件，所述往复件的顶端设有活塞头，所述活塞头滑动连接于活塞管的下方开口处，所述活塞管的进气口处设有第一单向阀，所述活塞管内部设有第二单向阀，所述活塞管的上方开口处设有U型连接杆，所述U型连接杆与所述活塞管连接的一端贯穿有小型排气孔，所述U型连接杆的另一端底部设有多个封闭板，多个所述封闭板与所述通气板相匹配，未开启散热时，多个所述封闭板密闭所述通气板上的通气口。

3.根据权利要求2所述的电力柜散热除尘系统，其特征在于：

所述半齿轮上的齿牙的开设角度小于一百八十度。

4.根据权利要求2所述的电力柜散热除尘系统，其特征在于：

所述活塞管上位于上方开口的下方设有出气通道，所述出气通道延伸至电力柜主体外侧。

5.根据权利要求4所述的电力柜散热除尘系统，其特征在于：

所述散热机构还包括装设于所述安装板上的散热翅片；

所述清灰机构包括：

装设于所述活塞管的出气通道内的转轮叶片，所述转轮叶片的下端设有往复丝杆，所述往复丝杆上设有套筒，所述套筒上设有刮尘件，用于刮除所述散热翅片上的积灰。