CN117060256B - 一种配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种配电柜，包括柜体和散热系统，柜体包括上腔体和下腔体，下腔体内部包括与柜门平行的隔板，隔板将下腔体分隔为前腔和后腔，前腔的顶壁上开设有进气口，隔板上开设有若干散热通孔，隔板靠近柜门的一侧用于安装电器元件；散热系统包括排风扇、散热风机、风机支架和进风软管，风机支架转动设置于前腔内，散热风机转动设置于风机支架内，进风软管一端连接至散热风机的进风端，进风软管的另一端连接至进气口，排风扇安装在后腔的背板上。转动风机支架可以使散热风机的出风方向纵向变动，转动散热风机可以使散热风机的出风方向横向变动，由此，散热风机可以针对性地对配电柜内某一温度相对较高区域进行降温。

Description

一种配电柜

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种配电柜。

背景技术

在配电柜的实际使用过程中，环境温度过高或者配电箱内部的电器元件自身的发热，都会导致配电箱箱体内部的温度升高，如果这些热量长时间的堆积在配电柜内部，将会导致安装在配电柜内部的电器元件使用寿命缩短或者损坏，导致配电柜不能正常工作，严重的甚至会导致起火引起火灾事故，为此，配电柜通常设有强制散热的散热机构。

然而，配电柜在实际的使用过程中，各电器元件因负载不同，发热量是实时变化的，而现有配电柜的散热机构通常是对柜内的整个区域同程度的散热，或者针对某一区域强化散热。这样的散热方式不能适应于配电柜内高温区域随时变化的实际情况，且固定的散热模式会造成能源的浪费。此外，风冷的散热方式通常会导致较多灰尘进入到配电柜，不利于配电柜内电器元件的正常运行；而水冷的散热方式需要外接水源，很多场合不具备这样的条件。

因此，如何实现配电柜内散热区域可调节，是当前配电柜散热领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种配电柜，能够至少部分克服上述技术问题，实现配电柜内散热区域可调节。

本发明提供的配电柜，包括柜体和散热系统，柜体包括上腔体和下腔体，下腔体内部包括与柜门平行的隔板，隔板将下腔体分隔为前腔和后腔，前腔的顶壁上开设有进气口，隔板上开设有若干散热通孔，隔板靠近柜门的一侧用于安装电器元件；散热系统包括排风扇、散热风机、风机支架和进风软管，风机支架转动设置于前腔内，散热风机转动设置于风机支架内，进风软管一端连接至散热风机的进风端，进风软管的另一端连接至进气口，排风扇安装在后腔的背板上。

进一步地，该配电柜还包括控制终端，控制终端控制风机支架在前腔内的转动，且控制终端控制散热风机在风机支架内的转动，使得散热风机向着预设散热区域送风。

进一步地，该配电柜还包括若干热电偶，热电偶均匀分布在在隔板安装电器元件的一侧，若干热电偶均电连接至控制终端，控制终端响应于若干热电偶反馈的电信号，控制风机支架和散热风机的转动。

进一步地，柜体还包括空气滤清器，空气滤清器设置在上腔体内部远离进气口一侧。

进一步地，散热系统还包括制冷片，制冷片安装于空气滤清器与进气口之间。

进一步地，后腔的顶壁开设有集液口，集液口用于收集制冷片表面产生并滴落至上腔体的底板上的液滴。

进一步地，隔板内部设置有冷却水道，冷却水道绕散热通孔设置，冷却水道的入水口位于隔板上部，冷却水道的出水口位于隔板下部且连接至柜体的外部。

进一步地，该配电柜还包括设置于集液口与冷却水道之间的连接管道，连接管道用于将集液口收集的液滴输入至冷却水道。

进一步地，该配电柜还包括挡水件，挡水件设置于制冷片和进气口之间，用于防止制冷片表面产生的液滴被散热风机吸取。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明实施例提供的配电柜，通过将风机支架转动设置于前腔内，散热风机转动设置于风机支架内，使得该散热风机的出风方向能够进行调整，能够针对性地对配电柜内某一温度相对较高区域进行降温，避免了配电柜内全区域吹拂造成的能源浪费；

2、本发明实施例提供的配电柜，能够基于热电偶反馈的电信号，自动判别配电柜内温度相对较高的区域，并执行控制操作使得散热风机针对该温度相对较高区域进行散热；

3、本发明实施例提供的配电柜，通过设置制冷片，使得散热风机吹向电器元件的风为冷风，能够强化对电器元件的散热效果，尤其是在夏季，环境温度较高的情况下能够大幅度提升该配电柜的散热能力；

4、本发明实施例提供的配电柜，通过冷却水道对隔板进行散热，避免了配电柜内热量堆积，将制冷片表面产生的液滴汇集起来作为冷却水道的冷却水来源，无需外接冷却水来源。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例1绘示的配电柜的立体图；

图2为根据本发明实施例3绘示的配电柜的立体图；

图3为根据本发明实施例3绘示的挡水件在上腔体内的布置形式；

图4为根据本发明实施例3绘示的挡水件在上腔体内的另一布置形式；

图5为根据本发明实施例4绘示的隔板的纵剖视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-上腔体；12-下腔体；121-隔板；1211-散热通孔；1212-冷却水道；122-前腔；123-后腔；124-进气口；13-空气滤清器；21-排风扇；22-散热风机；23-风机支架；24-进风软管；25-制冷片；26-电器元件；27-挡水件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

为了克服现有配电柜不能适应于配电柜内高温区域随时变化的实际情况，且固定的散热模式会造成能源的浪费的问题，提高能源利用率。本发明提供了一种配电柜，用于至少部分克服上述技术问题，实现上述有益效果。

实施例1：

如图1所示，为本发明实施例提供的配电柜的立体图，其中，为了便于展示该配电柜的内部结构，绘图时省略了该配电柜的柜门和左侧板。该配电柜包括：柜体和散热系统，柜体包括上腔体11和下腔体12，下腔体12内部包括与柜门平行的隔板121，隔板121将下腔体12分隔为前腔122和后腔123，前腔122的顶壁上开设有进气口124，隔板121上开设有若干散热通孔1211，隔板121靠近柜门的一侧用于安装电器元件26；散热系统包括排风扇21、散热风机22、风机支架23和进风软管24，风机支架23转动设置于前腔122内，散热风机22转动设置于风机支架23内，进风软管24一端连接至散热风机22的进风端，进风软管24的另一端连接至进气口124，排风扇21安装在后腔123的背板上。

优选地，风机支架23在前腔122内转动的第一转轴垂直于该配电柜的侧壁，基于此，通过转动该风机支架23，可以使得散热风机22的出风方向纵向变动，调整散热风机22吹拂的区域，使得散热风机22可以吹拂不同高度位置的电器元件26；优选地，散热风机22在风机支架23内转动的第二转轴垂直于前述第一转轴，基于此，通过转动该散热风机22，可以使得散热风机22的出风方向横向变动，调整散热风机22吹拂的区域，使得散热风机22可以吹拂同一水平面上不同位置的电器元件26。

其中，风机支架23在前腔122内的转动和散热风机22在风机支架23内的转动的具体实现优选地为，在柜体的外部设置伺服电机提供动力（优选为在配电柜的下方设置支架，将伺服电机安装在支架的内部空间里），在第一转轴一侧的外周面键连接一第一链轮（第一链轮与转轴相对固定，同步转动），伺服电机与第一链轮之间通过第一链条传动，基于此，控制伺服电机的动力接入第一链条，即可使得风机支架23在前腔122内转动；在第一转轴另一侧的外周面套设一第二链轮（第二链轮与转轴相对转动，不同步转动），伺服电机与第二链轮之间通过第二链条传动；第二链轮还包括与第二链轮同轴的蜗轮部（即第二链轮实际上是链轮和蜗轮同轴固定在一起同步转动的结合体），蜗轮与平行于第二转轴的蜗杆配合传动，则蜗轮沿着第一转轴转动的动力通过蜗杆换向为垂直于第一转轴且平行于第二转轴转动的动力，在第二转轴上设置有第一齿轮，蜗杆上键连接有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮之间通过齿轮组降速传动，基于此，控制伺服电机的动力接入第二链轮，则散热风机22在风机支架23内转动。

该配电柜通过散热风机22向着安装于隔板121上的电器元件26送风，将电器元件26表面产生的热量吹走；在该隔板121上还开设有若干散热通孔1211，于是，电器元件26表面产生的热量会在散热风机22吹拂的作用下穿过散热通孔1211到达后腔123；在隔板121背侧（远离柜门的一侧）的后腔123的背板上还安装有排风扇21，排风扇21向着柜体外部排出空气，于是被吹到后腔123的热空气会被排风扇21抽吸至配电柜外部；由此，配电柜内部的空气流向为进气口124至散热风机22的出风端、散热风机22的出风端至电器元件26、电器元件26至排风扇21，于是，电器元件26产生的热量被源源不断地排出至配电柜外。

优选地，该散热风机22的出风端还设有导风段，该导风段为一段圆筒，用于使该散热风机22吹出的风更加汇聚和准直。

优选地，柜体还包括空气滤清器13，空气滤清器13设置在上腔体11内部远离进气口124一侧。空气滤清器13的设置，能够避免灰尘进入到配电柜内部，从而避免了灰尘被散热风机22吹拂到电器元件26，造成电器元件26的寿命缩短甚至损坏。

由于配电柜内的各电器元件26在不同时间点的负载不同，会导致配电柜内的温度相对较高区域是不停改变的（事实上，配电柜内当前温度相对较高区域才是重点降温对象，而当前温度相对较低的区域甚至是可以不需要降温的），常见的对配电柜内电器元件26安装区域进行全区域吹拂，势必造成大量的能源浪费。本发明实施例通过转动风机支架23和散热风机22，可以定向吹拂配电柜内指定区域的电器元件26（例如当前时刻温度最高的区域），对指定区域（针对配电柜内温度相对较高的区域）进行降温。相较于常见的配电柜内电器元件26区域全方位吹拂，各区域的吹风量不变或同步变大、变小而言，本发明实施例提供的配电柜通过设置角度可调节的散热风机22，能够针对性地对配电柜内某一温度相对较高区域进行降温，避免了配电柜内全区域吹拂造成的能源浪费，较好地解决了这一技术问题。

实施例2：

本实施例基于实施例1，与实施例1的区别在于：该配电柜还包括控制终端，控制终端控制风机支架23在前腔122内的转动，且控制终端控制散热风机22在风机支架23内的转动，使得散热风机22向着预设散热区域送风。优选地，该控制终端还控制散热风机22的转速；控制终端可以是可以发出各种控制指令的控制终端，例如各种电子设备，包括但不限于可编程逻辑控制器、单片机、智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等，能够对驱动风机支架23在前腔122内的转动和驱动散热风机22在风机支架23内的转动的动力源进行控制，控制风机支架23在前腔122内的转动方向和程度、控制散热风机22在风机支架23内的转动方向和程度。

进一步地，该配电柜还包括若干热电偶，热电偶均匀分布在在隔板121安装电器元件26的一侧，若干热电偶均电连接至控制终端，控制终端响应于若干热电偶反馈的电信号，控制风机支架23在前腔122内的转动方向和程度，和/或控制散热风机22在风机支架23内的转动方向和程度。通过在隔板121安装电器元件26的一侧设置若干均匀分布的热电偶，且若干热电偶均电连接至控制终端，通过热电偶来探测配电柜内各区域的实时温度，并将热电偶探测得到的电信号传输至控制终端，控制终端根据接收到的电信号判断当前温度相对较高区域，并控制散热风机22针对该温度相对较高区域进行散热。具体地，控制终端通过控制伺服电机的动力接入第一链条或第二链条实现散热风机22角度的调节。

本发明实施例提供的配电柜能够基于热电偶反馈的电信号，自动判别配电柜内温度相对较高的区域，并执行控制操作使得风机支架23在前腔122内转动和/或控制散热风机22在风机支架23内的转动，使得散热风机22对准该温度相对较高区域进行针对性散热。基于此，本发明实施例提供的配电柜能够适应于配电柜内温度相对较高区域实时变化的特性，自动判别配电柜内当前温度相对较高的区域，并及时调整散热风机22的送风方向，对配电柜内当前温度相对较高的区域针对性加强散热。

实施例3：

本实施例基于实施例2，与实施例2的区别在于：散热系统还包括制冷片25，制冷片25安装于空气滤清器13与进气口124之间。在上腔体11内部，在制冷片25和进气口124之间还设置有挡水件27，挡水件27用于防止制冷片25表面产生的液滴被散热风机吸取。后腔123的顶壁开设有集液口，集液口用于收集述制冷片25表面产生并滴落至上腔体11的底板上的液滴。

优选地，如图2所示，为根据本发明实施例绘示的配电柜的立体图，其中，为了便于展示该配电柜的内部结构，绘图时省略了该配电柜的柜门和左侧板。如图所示，制冷片25垂直于柜体侧面并倾斜设置，且制冷片25具有供空气通过的通道。

优选地，如图3至图4所示，挡水件27由多个板件组成，每个板件均垂直于柜体侧面，与柜体侧面密封连接并倾斜设置，且靠近空气滤清器13一侧低于靠近进气口124的一侧，各板件相互平行，位于上方的板件的相对较低边低于位于下方的板件的相对较高边，位于最下面的一个板件的相对较低边与上腔体11的底板密封连接，位于最上面的一个板件的相对较高边与上腔体11的顶壁密封连接。或者，挡水件27由多个板件组成，每个板件均垂直于柜体侧面并倾斜设置，且靠近空气滤清器13一侧高于靠近进气口124的一侧，各板件相互平行，位于上方的板件的相对较低边低于位于下方的板件的相对较高边，位于最下面的一个板件的相对较低边与上腔体11的底板密封连接，位于最上面的一个板件的相对较高边与上腔体11的顶壁密封连接。基于此，挡水件27能够防止制冷片25表面产生的液滴被散热风机吸取。

集液口下方通过管道将收集到的液滴排出至柜体外部，相应地，为了便于收集液滴，位于制冷片25下方的上腔体11的底板向下凹，集液口设置在凹陷的最低处。基于此，散热风机22吹向电器元件26的空气，首先由柜体外部经过空气滤清器13滤除灰尘，而后在经过制冷片25被降温为冷空气，再由散热风机22吹向电器元件26。由此，由散热风机22提供的吹向电器元件26的风为冷风，能够强化对电器元件26的散热效果，尤其是在夏季，环境温度较高的情况下能够大幅度提升该配电柜的散热能力。此外，配电柜外的高温空气经由空气滤清器13进入上腔体11后，空气中的水汽在制冷片25处遇冷液化成小水珠附着在制冷片25表面，由此能够降低进入配电柜内后吹向电器元件26的空气的湿度，从而避免因吹向电器元件26的空气湿度过高造成电器元件26中的导电金属、导磁硅钢片以及金属外壳锈蚀；避免空气中的水分附着在绝缘材料表面、使电气设备的绝缘电阻降低甚至发生绝缘击穿。

实施例4：

本实施例基于实施例3，与实施例3的区别在于：在隔板121内部设置有冷却水道1212，冷却水道1212绕散热通孔1211设置，冷却水道1212的入水口位于隔板121上部，冷却水道1212的出水口位于隔板121下部且连接至柜体的外部。如图5所示，为本实施例的一具体实施情景下的隔板121的纵剖视图，图中，冷却水道1212位于上方的末端为入水口，冷却水道1212下方的末端为出水口。显然，图示的冷却水道的布置形式仅为示例，本发明不以此为限。进一步地，该配电柜还包括设置于集液口与冷却水道1212之间的连接管道，连接管道用于将集液口收集的液滴输入至冷却水道1212。优选地，电器元件26与隔板121之间填充导热硅脂等导热性能优异的材料。

本发明实施例提供的配电柜，通过冷却水道1212对隔板121进行水冷，将隔板121吸收的热量（来自导热硅脂传递的电器元件26的热量和热空气穿过散热通孔1211携带的热量）传递走；冷却水道1212的水由制冷片25表面产生的液滴提供，这些液滴由于需要在制冷片25表面存在一定时间后才能滴落至上腔体11的底板上，因此这些液滴已经具有较低的温度，这些低温液滴在集液口处汇聚后，通过连接管道接入至冷却水道1212，能带走隔板121吸收的热量，避免配电柜内热量堆积；且利用制冷片25表面产生的液滴供水进行水冷，无需外接冷却水来源。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种配电柜，包括柜体和散热系统，其特征在于，所述柜体包括上腔体（11）和下腔体（12），所述下腔体（12）内部包括与柜门平行的隔板（121），所述隔板（121）将所述下腔体（12）分隔为前腔（122）和后腔（123），所述前腔（122）的顶壁上开设有进气口（124），所述隔板（121）上开设有若干散热通孔（1211），所述隔板（121）靠近柜门的一侧用于安装电器元件（26）；

所述散热系统包括排风扇（21）、散热风机（22）、风机支架（23）和进风软管（24），所述风机支架（23）转动设置于所述前腔（122）内，所述散热风机（22）转动设置于所述风机支架（23）内，所述进风软管（24）一端连接至所述散热风机（22）的进风端，所述进风软管（24）的另一端连接至所述进气口（124），所述排风扇（21）安装在所述后腔（123）的背板上；

其中，所述柜体还包括空气滤清器（13），所述空气滤清器（13）设置在所述上腔体（11）内部远离所述进气口（124）一侧；

所述散热系统还包括制冷片（25），所述制冷片（25）安装于所述空气滤清器（13）与所述进气口（124）之间；

所述后腔（123）的顶壁开设有集液口，所述集液口用于收集所述制冷片（25）表面产生并滴落至所述上腔体（11）的底板上的液滴；

所述隔板（121）内部设置有冷却水道（1212），所述冷却水道（1212）绕所述散热通孔（1211）设置，所述冷却水道（1212）的入水口位于所述隔板（121）的上部，所述冷却水道（1212）的出水口位于所述隔板（121）的下部且连接至所述柜体的外部；

还包括设置于所述集液口与所述冷却水道（1212）之间的连接管道，所述连接管道用于将所述集液口收集的液滴输入至所述冷却水道（1212）。

2.根据权利要求1所述的一种配电柜，其特征在于，还包括控制终端，所述控制终端控制所述风机支架（23）在所述前腔（122）内的转动，且所述控制终端控制所述散热风机（22）在所述风机支架（23）内的转动，使得所述散热风机（22）向着预设散热区域送风。

3.根据权利要求2所述的一种配电柜，其特征在于，还包括若干热电偶，所述热电偶均匀分布在在所述隔板（121）安装所述电器元件（26）的一侧，若干所述热电偶均电连接至所述控制终端，所述控制终端响应于若干所述热电偶反馈的电信号，控制所述风机支架（23）和所述散热风机（22）的转动。

4.根据权利要求1所述的一种配电柜，其特征在于，还包括挡水件（27），所述挡水件（27）设置于所述制冷片（25）和所述进气口（124）之间，用于防止所述制冷片（25）表面产生的液滴被所述散热风机（22）吸取。