CN117117655B - 一种智能低压配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能低压配电柜，包括柜体和设备腔，设备腔内设有火灾感应器，并连通有进风道、排风道、快速流道、慢速流道、虹吸流道；进风道和排风道上分别设有进风泵和排风泵；快速流道和慢速流道通过第一控制阀连通高压腔，高压腔内存储有灭火剂；虹吸流道一端与快速流道连通，另一端通过第二控制阀连通第一、第二储液腔，第一、第二储液腔内分别存储有水性绝缘涂料和水性硬化剂；第一、第二控制阀均为三通结构；排风道和慢速流道之间连接有储热组件；高压腔内设有压力传感器，火灾感应器、进风泵、排风泵、第一控制阀、第二控制阀以及压力传感器共同电连接有控制器。本发明不仅能够及时地扑灭配电柜的火灾，还能防止配电柜持续的漏电。

Description

一种智能低压配电柜

技术领域

本发明涉及配电柜技术领域，具体为一种智能低压配电柜。

背景技术

配电柜作为电力系统的末级设备，起着连接供电设备和用电设备的作用。其不仅能够将上一级供电设备的电能按需分配给就近的负荷，以满足各个用电设备的能量需求，还能够提供过载保护、短路保护和漏电保护等功能。所以，其正常运行与否直接关系到电力系统的安全和稳定。

然而，由于配电柜的内部设有大量的传输线路和电气元件，这些部件在工作状态下会产生较高的热量，并且随着使用时间的延长，配电柜也容易出现线路老化、连点短路等现象。在传统的技术中，配电柜的灭火方式是通过灭火人员向失火的配电柜内部填充细沙来进行灭火，但这种方式不仅缺乏即时性，且在灭火的过程中需要灭火人员靠近起火的配电柜，容易导致灭火人员受伤。此外，对现有的配电柜来说，即使其内部的火灾已经被扑灭了，但由于火灾已经损伤了配电柜的绝缘件，可能会导致配电柜持续的漏电。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种智能低压配电柜，不仅能够及时地扑灭配电柜内部的火灾，还能防止发生火灾后的配电柜持续的漏电。

本发明采用了以下的技术方案。

一种智能低压配电柜，包括柜体，所述柜体上形成有设备腔，所述设备腔内设有火灾感应器，并连通有进风道、排风道、快速流道、慢速流道以及虹吸流道；

所述进风道和排风道上分别设有进风泵和排风泵；

所述快速流道和慢速流道二者背对设备腔的一端通过第一控制阀连通有高压腔，所述高压腔内存储有能够气化或液化的灭火剂；

所述虹吸流道的一端与快速流道连通，所述虹吸流道的另一端通过第二控制阀连通有第一储液腔和第二储液腔，所述第一储液腔内存储有水性绝缘涂料，所述第二储液腔内存储有水性硬化剂；

所述第一控制阀和第二控制阀均为三通结构；

所述排风道和慢速流道之间连接有储热组件；

所述高压腔内设有压力传感器，所述火灾感应器、进风泵、排风泵、第一控制阀、第二控制阀以及压力传感器共同电连接有控制器。

进一步，当控制器接收到火灾感应器所发送的起火信号后，关闭进风泵和排风泵，并执行以下操作：

若压力传感器所测得的压力值大于或等于第一阈值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔隔绝；

若压力传感器所测得的压力值小于第一阀值且大于第二阀值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔连通；

若压力传感器所测得的压力值小于或等于第二阈值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔隔绝、并且将慢速流道与高压腔连通。

进一步，所述虹吸流道上设有混合管，所述混合管靠近第二控制阀的一段的内侧壁沿周向均布有多条导流肋，所述导流肋沿混合管的长度方向螺旋延伸，所述混合管靠近快速流道的一段呈纺锤状。

进一步，所述储热组件包括第一壳体，以及填充于第一壳体内的熔融盐，所述第一壳体上贯穿有第一导流管和第二导流管，所述第一导流管与排风道连通，所述第二导流管与慢速流道连通。

进一步，还包括过滤组件，所述过滤组件包括第二壳体以及导通管，所述第二壳体内设有填料层并存储有吸附剂，所述进风道背对设备腔的一端与第二壳体连通，且二者的连通处位于第二壳体内液位的上方，所述导通管的一端延伸至第二壳体的外部并高于第二壳体内的液位，所述导通管的另一端延伸至第二壳体内液位的下方。

进一步，还包括除湿转轮，所述进风道和排风道均穿过除湿转轮，并且进风道与除湿转轮的连接位置、排风道与除湿转轮的连接位置在除湿转轮的周向上错开。

本发明的有益效果为：

在正常的工作状态下，火灾感应器未感应到火灾，控制器控制进风泵和排风泵启动，以及控制第一控制阀将快速流道、慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔隔绝，其中，进风泵将外部的空气经进风道吸入设备腔内，而排风泵将设备腔内的空气排放至外部，从而使空气流过设备腔内的部件，并带走部件上的热量。再者，带有较高热量的空气流经排风道的过程中，其携带的部分热量会传递至储热组件上。

当火灾感应器感应到火灾时，火灾感应器向控制器发送起火信号，控制器根据起火信号控制进风泵和排风泵关闭。且在初始状态下，压力腔内的灭火剂为液态，使压力传感器所测得的压力值大于第一阈值，于是，控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔隔绝，如此，压力腔内呈液态的灭火剂会经快速流道喷射进设备腔，从而扑灭设备腔内的火灾，并对设备腔内的部件进行冷却降温。

接着，当压力腔内的灭火剂的存储量减少到一定程度后，液态的灭火剂转变为气态，使压力传感器所测得的压力值小于第一阀值且大于第二阀值，于是，控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔连通，如此，压力腔内呈气态的灭火剂会以较高的速度经快速流道喷射进设备腔，并在流经快速流道的过程中，利用虹吸原理抽取第一储液腔内的水性绝缘涂料，以及抽取第二储液腔内的水性硬化剂，使水性绝缘涂料和水性硬化剂也混合着进入设备腔，并粘附在设备腔内的部件上，从而对因火灾受损的部件的绝缘层进行修复和加强。

然后，压力腔内的灭火剂的存储量进一步减少，使压力传感器所测得的压力值小于或等于第二阈值，于是，控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔隔绝、并且将慢速流道与高压腔连通，如此，压力腔内呈气态的灭火剂会以较低的速度经慢速流道进入设备腔，同时，气态的灭火剂在流经慢速流道的过程中，储热组件的热量传递至气态的灭火剂，而气态的灭火剂随后又将热量传递至设备腔内的部件，有利于加快粘附在该部件上的水性绝缘涂料的硬化。

总的，本发明不仅能够通过灭火剂及时地扑灭配电柜内部的火灾，还能通过水性绝缘涂料和水性硬化剂对设备腔内的部件的绝缘层进行修复和加强，从而防止发生火灾后的配电柜持续的漏电。

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，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为本实施例的连接关系示意图。

附图标记说明：

柜体1，设备腔1a，

火灾感应器2，进风道3，排风道4，快速流道5，慢速流道6，虹吸流道7，进风泵8，排风泵9，第一控制阀10，高压腔11，第二控制阀12，第一储液腔13，第二储液腔14，

储热组件15，第一壳体15a，第一导流管15b，第二导流管15c，

压力传感器16，控制器17，

混合管18，导流肋18a，

过滤组件19，第二壳体19a，导通管19b，填料层19c，

除湿转轮20。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如附图1所示的一种智能低压配电柜，包括柜体1，柜体1上形成有设备腔1a，设备腔1a内设有火灾感应器2，并连通有进风道3、排风道4、快速流道5、慢速流道6以及虹吸流道7；

进风道3和排风道4上分别设有进风泵8和排风泵9；

快速流道5和慢速流道6二者背对设备腔1a的一端通过第一控制阀10连通有高压腔11，高压腔11内存储有能够气化或液化的灭火剂；

虹吸流道7的一端与快速流道5连通，虹吸流道7的另一端通过第二控制阀12连通有第一储液腔13和第二储液腔14，第一储液腔13内存储有水性绝缘涂料，第二储液腔14内存储有水性硬化剂；

第一控制阀10和第二控制阀12均为三通结构；具体的，第一控制阀10具有一个输入端和二个输出端，其中，高压腔11与第一控制阀10的输入端连通，快速流道5与第一控制阀10的一输出端连通，慢速流道6与第一控制阀10的另一输出端连通；第二控制阀12具有二个输入端和一个输出端，其中，第一储液腔13与第二控制阀12的一输入端连通，第二储液腔14与第二控制阀12的另一输入端连通，虹吸流道7与第二控制阀12的输出端连通；

排风道4和慢速流道6之间连接有储热组件15；

高压腔11内设有压力传感器16，火灾感应器2、进风泵8、排风泵9、第一控制阀10、第二控制阀12以及压力传感器16共同电连接有控制器17。

当控制器17接收到火灾感应器2所发送的起火信号后，关闭进风泵8和排风泵9，并执行以下操作：

若压力传感器16所测得的压力值大于或等于第一阈值，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11连通、并且将慢速流道6与高压腔11隔绝，以及控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14隔绝；

若压力传感器16所测得的压力值小于第一阀值且大于第二阀值，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11连通、并且将慢速流道6与高压腔11隔绝，以及控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14连通；

若压力传感器16所测得的压力值小于或等于第二阈值，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11隔绝、并且将慢速流道6与高压腔11连通。

作为一个示例，灭火剂为二氧化碳，水性绝缘涂料为水性环氧树脂。

本实施例的工作原理为：

在正常的工作状态下，火灾感应器2未感应到火灾，控制器17控制进风泵8和排风泵9启动，以及控制第一控制阀10将快速流道5、慢速流道6与高压腔11隔绝，以及控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14隔绝，其中，进风泵8将外部的空气经进风道3吸入设备腔1a内，而排风泵9将设备腔1a内的空气排放至外部，从而使空气流过设备腔1a内的部件，并带走部件上的热量。再者，带有较高热量的空气流经排风道4的过程中，其携带的部分热量会传递至储热组件15上。

当火灾感应器2感应到火灾时，火灾感应器2向控制器17发送起火信号，控制器17根据起火信号控制进风泵8和排风泵9关闭。且在初始状态下，压力腔内的灭火剂为液态，使压力传感器16所测得的压力值大于第一阈值，于是，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11连通、并且将慢速流道6与高压腔11隔绝，以及控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14隔绝，如此，压力腔内呈液态的灭火剂会经快速流道5喷射进设备腔1a，从而扑灭设备腔1a内的火灾，并对设备腔1a内的部件进行冷却降温。能理解的是，经快速流道5喷射进设备腔1a的液态的灭火剂能够在瞬间从设备腔1a内的部件上带走大量的热量，但由于液态的灭火剂不利于水性绝缘涂料和水性硬化剂的混合，也会使得水性绝缘涂料和水性硬化剂难以粘附在设备腔1a内的部件上，所以，在快速流道5仍喷射液态的灭火剂的情况下，控制器17控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14隔绝，使得第一储液腔13内的水性绝缘涂料、第二储液腔14内的水性硬化剂不会进入快速流道5。

接着，当压力腔内的灭火剂的存储量减少到一定程度后，液态的灭火剂转变为气态，使压力传感器16所测得的压力值小于第一阀值且大于第二阀值，于是，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11连通、并且将慢速流道6与高压腔11隔绝，以及控制第二控制阀12将虹吸流道7与第一储液腔13、第二储液腔14连通，如此，压力腔内呈气态的灭火剂会以较高的速度经快速流道5喷射进设备腔1a，并在流经快速流道5的过程中，利用虹吸原理抽取第一储液腔13内的水性绝缘涂料，以及抽取第二储液腔14内的水性硬化剂，使水性绝缘涂料和水性硬化剂也混合着进入设备腔1a，并粘附在设备腔1a内的部件上，从而对因火灾受损的部件的绝缘层进行修复和加强。能理解的是，当压力腔内的灭火剂的存储量减少到一定程度后，液态的灭火剂转变为气态，此时气态的灭火剂仍能够以较高的速度经快速流道5，该速度下的气态灭火剂不仅能够有效地利用虹吸原理从第一储液腔13内抽取水性绝缘涂料，以及从第二储液腔14内抽取水性硬化剂，还有利于使混合后水性绝缘涂料和水性硬化剂粘附在设备腔1a内的部件上，但由于此时气态的灭火剂的速度依然较高，不利于与储热组件15进行充分的换热，所以控制器17仍控制第一控制阀10将慢速流道6与高压腔11隔绝。

然后，压力腔内的灭火剂的存储量进一步减少，使压力传感器16所测得的压力值小于或等于第二阈值，于是，控制器17控制第一控制阀10将快速流道5与高压腔11隔绝、并且将慢速流道6与高压腔11连通，如此，压力腔内呈气态的灭火剂会以较低的速度经慢速流道6进入设备腔1a，同时，气态的灭火剂在流经慢速流道6的过程中，储热组件15的热量传递至气态的灭火剂，而气态的灭火剂随后又将热量传递至设备腔1a内的部件，有利于加快粘附在该部件上的水性绝缘涂料的硬化。能理解的是，当压力腔内的灭火剂的存储量进一步减少后，此时从压力腔内流出的气态的灭火剂的速度已经无法有效地产生虹吸现象，于是，控制器17控制第一控制阀10将慢速流道6与高压腔11连通，使流经慢速流道6的气态的灭火剂能够与储热组件15进行充分的换热。

为使得水性绝缘涂料和水性硬化剂的混合更加充分，作为一个示例，虹吸流道7上设有混合管18，混合管18靠近第二控制阀12的一段的内侧壁沿周向均布有多条导流肋18a，导流肋18a沿混合管18的长度方向螺旋延伸，混合管18靠近快速流道5的一段呈纺锤状。

作为一个示例，储热组件15包括第一壳体15a，以及填充于第一壳体15a内的熔融盐，第一壳体15a上贯穿有第一导流管15b和第二导流管15c，第一导流管15b与排风道4连通，第二导流管15c与慢速流道6连通。需说明的是，为提高第一导流管15b以及第二导流管15c内的空气热传递效率，第一导流管15b和第二导流管15c均呈蜿蜒状。

本实施例还包括过滤组件19，过滤组件19包括第二壳体19a以及导通管19b，第二壳体19a内设有填料层19c并存储有吸附剂，进风道3背对设备腔1a的一端与第二壳体19a连通，且二者的连通处位于第二壳体19a内液位的上方，导通管19b的一端延伸至第二壳体19a的外部并高于第二壳体19a内的液位，导通管19b的另一端延伸至第二壳体19a内液位的下方。能理解的，当进风泵8启动，外界的空气依次经过导通管19b、第二壳体19a后才能够进入设备腔1a的内部，其中，外界的空气在经过第二壳体19a的过程中，会被填料层19c打散成微小的气泡，并与吸附剂发生接触，从而实现对空气进行冷却，以及将空气中掺杂的灰尘吸附住，有利于防止外界的灰尘进入设备腔1a内，对设备腔1a内的部件造成影响。作为一个示例，吸附剂为纯净水。

当然，外界的空气在与吸附剂接触后会变得潮湿，如果使潮湿的空气进入到设备腔1a内，会导致设备腔1a内的部件生锈，为解决该问题，优化实施例还包括除湿转轮20，进风道3和排风道4均穿过除湿转轮20，并且进风道3与除湿转轮20的连接位置、排风道4与除湿转轮20的连接位置在除湿转轮20的周向上错开。具体的，进风道3内的低温潮湿空气在流经除湿转轮20的过程中，低温潮湿空气中的水分被除湿转轮20所吸收，使低温潮湿空气变为低温干燥空气。接着，低温干燥空气流过设备腔1a内的部件，从而带走设备腔1a内的部件的热量，其在实现对设备腔1a内的部件进行冷却降温的同时，也从低温干燥空气变为高温干燥空气。然后，高温干燥空气经排风管流向外界，而排风管内的高温干燥空气在流经除湿转轮20的过程中，会帯走除湿转轮20上的水分，从而使除湿转轮20变得干燥。能理解的是，鉴于该类型的除湿转轮20已在多个技术领域得到广泛的应用，其具体的结构已为本领域技术人员所熟知，故本说明书无需对其做进一步描述，但并不影响本领域技术人员理解及实现该技术方案。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能低压配电柜，包括柜体，所述柜体上形成有设备腔，其特征在于，所述设备腔内设有火灾感应器，并连通有进风道、排风道、快速流道、慢速流道以及虹吸流道；

所述进风道和排风道上分别设有进风泵和排风泵；

所述快速流道和慢速流道二者背对设备腔的一端通过第一控制阀连通有高压腔，所述高压腔内存储有能够气化或液化的灭火剂；

所述虹吸流道的一端与快速流道连通，所述虹吸流道的另一端通过第二控制阀连通有第一储液腔和第二储液腔，所述第一储液腔内存储有水性绝缘涂料，所述第二储液腔内存储有水性硬化剂；

所述第一控制阀和第二控制阀均为三通结构；

所述排风道和慢速流道之间连接有储热组件；

所述高压腔内设有压力传感器，所述火灾感应器、进风泵、排风泵、第一控制阀、第二控制阀以及压力传感器共同电连接有控制器；

当控制器接收到火灾感应器所发送的起火信号后，关闭进风泵和排风泵，并执行以下操作：

若压力传感器所测得的压力值大于或等于第一阈值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔隔绝；

若压力传感器所测得的压力值小于第一阀值且大于第二阀值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔连通、并且将慢速流道与高压腔隔绝，以及控制第二控制阀将虹吸流道与第一储液腔、第二储液腔连通；

若压力传感器所测得的压力值小于或等于第二阈值，所述控制器控制第一控制阀将快速流道与高压腔隔绝、并且将慢速流道与高压腔连通。

2.根据权利要求1所述的一种智能低压配电柜，其特征在于，所述虹吸流道上设有混合管，所述混合管靠近第二控制阀的一段的内侧壁沿周向均布有多条导流肋，所述导流肋沿混合管的长度方向螺旋延伸，所述混合管靠近快速流道的一段呈纺锤状。

3.根据权利要求1所述的一种智能低压配电柜，其特征在于，所述储热组件包括第一壳体，以及填充于第一壳体内的熔融盐，所述第一壳体上贯穿有第一导流管和第二导流管，所述第一导流管与排风道连通，所述第二导流管与慢速流道连通。

4.根据权利要求1所述的一种智能低压配电柜，其特征在于，还包括过滤组件，所述过滤组件包括第二壳体以及导通管，所述第二壳体内设有填料层并存储有吸附剂，所述进风道背对设备腔的一端与第二壳体连通，且二者的连通处位于第二壳体内液位的上方，所述导通管的一端延伸至第二壳体的外部并高于第二壳体内的液位，所述导通管的另一端延伸至第二壳体内液位的下方。

5.根据权利要求1所述的一种智能低压配电柜，其特征在于，还包括除湿转轮，所述进风道和排风道均穿过除湿转轮，并且进风道与除湿转轮的连接位置、排风道与除湿转轮的连接位置在除湿转轮的周向上错开。