CN117277118B - 一种具有快速散热的高低压开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有快速散热的高低压开关柜，涉及配电设备技术领域，包括柜体、固定支架组、主降温模组、防火模组、次级降温模组以及控制模块，其中所述固定支架组有序设置在柜体内，为各组件的支撑单元，所述主降温模组固定在固定支架组的侧架上，所述防火模组固定在柜体顶部、相对于主降温模组的一侧，为防火单元，所述次级降温模组固定在主降温模组下侧且与之相关联，所述控制模块与主降温模组电连接，用于监控柜体内温度情况以及紧急情况下启动主降温模组，由主降温模组带动防火模组、次级降温模组进行处理。本发明可应用于使用时间较长的开关柜及其散热设备，以避免散热不良情况下的潜在隐患。

Description

一种具有快速散热的高低压开关柜

技术领域

本发明涉及配电设备技术领域，具体为一种具有快速散热的高低压开关柜。

背景技术

开关柜（又称成套开关或成套配电装置），它是有断路器为主的电气设备，生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的低高压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接收和分配电能的装置。开关柜产品的额定电流高、外壳防护等级高、小型化以及有些产品采用密封机构，都需要很好的解决发热与散热问题，限制各处的温升在许可范围内。热的处理是一个难题，温升过高时会加速元件的老化，使得产品绝缘性能下降、可靠性下降。采取措施限制发热仅是解决问题的一个方面，加强并有效散热是解决问题的另一个重要方面。

在实际的冷却工作中，有多种不同的散热方式，从技术类型的角度上来看，可以将冷却方式分为三种，第一种是闭环冷却，该冷却方式，不依靠与外界空气的交换，空气在开关柜内部循环，在柜外部增加制冷设备，来对柜内部进行降温，外部的制冷设备一般为空调或者是热交换器。第二种冷却方式是开环冷却，该冷却方式主要是采用空气交换的原理，来实现降温，一般需要在柜体上开孔洞，可以与风冷设备配合实现快速降温。第三种冷却方式为自然冷却，该冷却方式属于被动式的散热，配电柜内的热量仅仅通过外壳散发，或者是通风孔散发，散热能力是比较差的，这种冷却方式一般适用于发热量比较小的机体。

正常情况下，开关柜的散热结构以及换热设施能够满足开关柜的散热需求，但是对于长期使用的开关柜来说，会有散热孔被灰尘堵塞或者与之配合的换热装置老化，功率下降的情况，使得柜体内部散热效果下降，若长期不能有效散热或者内部元件工作不良，会有火情隐患，因此需要一种可以应对特殊情况快速散热降温的开关柜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有快速散热的高低压开关柜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种具有快速散热的高低压开关柜，包括柜体、固定支架组、主降温模组、防火模组、次级降温模组以及控制模块，其中所述固定支架组有序设置在柜体内，为各组件的支撑单元，所述主降温模组固定在固定支架组的侧架上，所述防火模组固定在柜体顶部、相对于主降温模组的一侧，为防火单元，所述次级降温模组固定在主降温模组下侧且与之相关联，所述控制模块与主降温模组电连接，用于监控柜体内温度情况以及紧急情况下启动主降温模组，由主降温模组带动防火模组、次级降温模组进行处理。

进一步的，所述主降温模组包括第一支撑座、冷却剂存放筒、活塞组件以及温度感应模块，其中所述第一支撑座由固定部和支持部构成，固定部用于固定本体，支持部为环形结构，且开设有固定孔，所述冷却剂存放筒整体为套筒结构，通过底部开设的固定孔与第一支撑座固定，内部填充有冷却剂，活塞组件滑动端设置在冷却剂存放筒内，固定端固定在固定支架组上，所述温度感应模块设置在第一支撑座上，用于测定柜体内温度。

进一步的，所述冷却剂存放筒由固定内筒和滑动外筒组成，其中所述固定内筒主要由用于固定的底部，用于存放冷却剂的中部以及用于支持活塞组件滑动的上部组成，所述中部一段为半开放式设计，与上部、下部之间通过几根支架连接，所述滑动外筒套设在固定内筒的中部外侧。

进一步的，所述固定内筒的中部穿设有数根通管，通管的上下贯通，可供气体自由进出，通管外部由冷却剂进行填充。

进一步的，所述冷却剂选用例如固态二氧化炭这类能够吸收热量放出冷气的材料。

进一步的，所述活塞组件由主滑动块、第一电磁组、第二电磁组、内滑动块、弹簧组以及固定座构成，其中所述主滑动块下侧开设有槽口，所述第一电磁组、第二电磁组都由电源部、电磁部构成，分别固定在主滑动块上下侧，各电源部通电后，相应的电磁部产生磁力，所述第一电磁组的电磁部设置在主滑动块下侧槽口的外壁上，固定内筒的上部相对于第一电磁组配合设置有一圈第一吸附区，在第一电磁组产生磁力后，主滑动块能够与固定内筒内壁牢牢固定，内滑动块上侧配合第二电磁组的电磁部设置有第二吸附区，通电后内滑动块会吸附在第二电磁组上，间接与主滑动块固定，弹簧组伸缩端固定在主滑动块上表面，固定端与固定座固定。

进一步的，所述弹簧组有多组强力弹簧组成，且每组弹簧上有一根拉绳引出至滑动外筒顶部，当弹簧收缩时会同时拉动滑动外筒上滑，固定内筒中部暴露出来。

进一步的，所述固定座内设置有切刀槽以及切刀，切刀整体柔性设置，可弯曲，固定座底部有一定的韧性，当底部被弹簧组拉扯时，会带动切刀轻微弯曲。

进一步的，所述防火模组由一个储放盒和几根平衡线构成，其中所述储放盒内存放有用于灭火的干粉，所述平衡线一端穿过切刀刀口上侧固定在切刀槽内，另一端固定在盒盖开合侧。

进一步的，所述次级降温模组由第二支撑座、冷却剂存放座以及活动罩构成，其中所述冷却剂存放座为两块圆形板叠加而成，通过较大的底板固定在第二支撑座上，上侧的板面上放置冷却剂，活动罩照射在冷却剂存放座上，且顶部由一根牵引绳引出至内滑动块底部，当内滑动块上移时，也会带动活动罩上移。

进一步的，所述活动罩内壁可选的固定有搅动架，在活动罩时，搅动架同时搅散上侧的冷却剂。

进一步的，具体方法如下：

S1、温度监测：控制模块通过温度感应模块接收到柜内温度情况，并与设定好的温度警戒线相对比，若超过警戒线，则控制模块判定柜内有安全隐患，需要进行紧急降温；

S2、降温模组运行：控制模块关闭第一电磁组的电源端，使主滑动块与固定内筒脱离，活塞组件拉动主滑动块急速上移，滑动外筒在活塞组件的拉动下脱离固定内筒的中部，使得内部冷却剂暴露在空气中，同时随着内滑动块上移，次级降温模组的活动罩在牵引绳的拉动下也一同脱离冷却剂存放座表面，使得内部冷却剂暴露在空气中，冷却剂吸收柜内热量放出冷气；

S3、防火模组运行：在活塞组件上移过程中，固定座复位弹回，切刀上弹，切断平衡线，储放盒开启，内部干粉释放；

S4、冷却剂释放：在活塞组件复位后，控制模块关闭第二电磁组的电源端，内滑动块脱离主滑动块，下移掉落至通管上，同时活动罩下移掉落，在掉落力的作用下，各处的冷却剂散落至外部，加具吸热进度。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：通过设置有主降温模组，控制模块可根据其中的温度感应模块实时监测柜体内温度情况，若出现温度异常的情况，可及时释放内部存储的冷却剂以及与之关联的防火模组，能够实现极速降温，避免火情，特别是针对使用时间较长的开关柜及其散热设置，本设置可应对散热不良时所造成的安全隐患；通过设置有次级降温模组，可联动主降温模组，主要应用于柜身较长的开关柜以实现上下同时散热降温的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的局部示意图；

图3是本发明的降温模组示意图；

图4是本发明的切刀状态示意图；

图5是本发明的主降温模组示意图；

图6是本发明的次级降温模组示意图；

图中：

1、柜体；2、固定支架组；3、主降温模组；31、第一支撑座；32、冷却剂存放筒；321、固定内筒；3211、通管；3212、第一吸附区；322、滑动外筒；33、活塞组件；331、主滑动块；332、第一电磁组；333、第二电磁组；334、内滑动块；3341、第二吸附区；335、弹簧组；3351、拉绳；336、固定座；3361、切刀；34、温度感应模块；4、防火模组；41、储放盒；42、平衡线；5、次级降温模组；51、第二支撑座；52、冷却剂存放座；53、活动罩；531、牵引绳；532、搅动架。

实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。

如图所示，本发明提供技术方案：一种具有快速散热的高低压开关柜，包括柜体1、固定支架组2、主降温模组3、防火模组4、次级降温模组5以及控制模块，其中固定支架组2有序设置在柜体1内，为各组件的支撑单元，主降温模组3固定在固定支架组2的侧架上，防火模组4固定在柜体1顶部、相对于主降温模组3的一侧，为防火单元，次级降温模组5固定在主降温模组3下侧且与之相关联，控制模块与主降温模组3电连接，用于监控柜体1内温度情况以及紧急情况下启动主降温模组3，由主降温模组3带动防火模组4、次级降温模组5进行处理。

主降温模组3包括第一支撑座31、冷却剂存放筒32、活塞组件33以及温度感应模块34，其中第一支撑座31由固定部和支持部构成，固定部用于固定本体，支持部为环形结构，且开设有固定孔，冷却剂存放筒32整体为套筒结构，通过底部开设的固定孔与第一支撑座31固定，内部填充有冷却剂，活塞组件33滑动端设置在冷却剂存放筒32内，固定端固定在固定支架组2上，温度感应模块34设置在第一支撑座31上，用于测定柜体1内温度。

冷却剂存放筒32由固定内筒321和滑动外筒322组成，其中固定内筒321主要由用于固定的底部，用于存放冷却剂的中部以及用于支持活塞组件33滑动的上部组成，中部一段为半开放式设计，与上部、下部之间通过几根支架连接，滑动外筒322套设在固定内筒321的中部外侧。

固定内筒321的中部穿设有数根通管3211，通管3211的上下贯通，可供气体自由进出，通管3211外部由冷却剂进行填充。

需要补充说明的是：冷却剂选用例如固态二氧化炭这类能够吸收热量放出冷气的材料。

在实际操作中，冷却剂的填充方式为：先由滑动外筒322套设在固定内筒321的中部后，往内部填充冷却剂，需要注意的是，冷却剂不能堵塞各通管3211。

活塞组件33由主滑动块331、第一电磁组332、第二电磁组333、内滑动块334、弹簧组335以及固定座336构成，其中主滑动块331下侧开设有槽口，第一电磁组332、第二电磁组333都由电源部、电磁部构成，分别固定在主滑动块331上下侧，各电源部通电后，相应的电磁部产生磁力，第一电磁组332的电磁部设置在主滑动块331下侧槽口的外壁上，固定内筒321的上部相对于第一电磁组332配合设置有一圈第一吸附区3212，在第一电磁组332产生磁力后，主滑动块331能够与固定内筒321内壁牢牢固定，内滑动块334上侧配合第二电磁组333的电磁部设置有第二吸附区3341，通电后内滑动块334会吸附在第二电磁组333上，间接与主滑动块331固定，弹簧组335伸缩端固定在主滑动块331上表面，固定端与固定座336固定。

弹簧组335有多组强力弹簧组成，且每组弹簧上有一根拉绳3351引出至滑动外筒322顶部，当弹簧收缩时会同时拉动滑动外筒322上滑，固定内筒321中部暴露出来。

固定座336内设置有切刀槽以及切刀3361，切刀3361整体柔性设置，可弯曲，固定座336底部有一定的韧性，当底部被弹簧组335拉扯时，会带动切刀3361轻微弯曲。

防火模组4由一个储放盒41和几根平衡线42构成，其中储放盒41内存放有用于灭火的干粉，平衡线42一端穿过切刀3361刀口上侧固定在切刀槽内，另一端固定在盒盖开合侧。在实际操作中，处于平衡线42的支持下，储放盒41能保持闭合状态，若平衡线42断裂，则储放盒41打开，内部干粉释放。

次级降温模组5由第二支撑座51、冷却剂存放座52以及活动罩53构成，其中冷却剂存放座52为两块圆形板叠加而成，通过较大的底板固定在第二支撑座51上，上侧的板面上放置冷却剂，活动罩53照射在冷却剂存放座52上，且顶部由一根牵引绳531引出至内滑动块334底部，当内滑动块334上移时，也会带动活动罩53上移。

活动罩53内壁可选的固定有搅动架532，在活动罩53时，搅动架532同时搅散上侧的冷却剂。

具体实施方法如下：

S1、温度监测：控制模块通过温度感应模块34接收到柜内温度情况，并与设定好的温度警戒线相对比，若超过警戒线，则控制模块判定柜内有安全隐患，需要进行紧急降温；

S2、降温模组运行：控制模块关闭第一电磁组332的电源端，使主滑动块331与固定内筒321脱离，活塞组件33拉动主滑动块331急速上移，滑动外筒322在活塞组件33的拉动下脱离固定内筒321的中部，使得内部冷却剂暴露在空气中，同时随着内滑动块334上移，次级降温模组5的活动罩53在牵引绳531的拉动下也一同脱离冷却剂存放座52表面，使得内部冷却剂暴露在空气中，冷却剂吸收柜内热量放出冷气；

S3、防火模组运行：在活塞组件33上移过程中，固定座336复位弹回，切刀3361上弹，切断平衡线42，储放盒41开启，内部干粉释放；

S4、冷却剂释放：在活塞组件33复位后，控制模块关闭第二电磁组333的电源端，内滑动块334脱离主滑动块331，下移掉落至通管3211上，同时活动罩53下移掉落，在掉落力的作用下，各处的冷却剂散落至外部，加具吸热进度。

具体的，S1中温度警戒线的设置如下：根据国家标准，电柜的环境温度应该符合以下要求:1.室内柜的环境温度应该在-5℃~+40℃之间，相对湿度不应超过50%。2.室外柜的环境温度应该在-25℃~40℃之回,想对湿度丕应超过95%。因此，处于正常散热状态下的柜体所在的温度不应超过40℃甚至要低于40℃，温度警戒线设定为45℃（其中5℃为缓冲区间）。

S2中主滑动块331在急速上移的过程中，由于拉绳3351在拉动滑动外筒322前需要一定的长度，气流会先通过通管3211从固定内筒321底部进入，从而能够搅动内部的冷却剂，起到初步打散的效果；同时，次级降温模组5的活动罩53随之上移的过程中，底部的搅动架532也会搅散内部冷却剂。

S3中即使切刀3361上弹后不能完全将平衡线42切断，平衡线42受到另一端的拉力作用，自身也会绷断。

S4中内滑动块334掉落后会封闭冷却剂的上方出口，使得冷却剂由四周散落，同时因为向下的气流冲击，冷却剂的散落效果会更加明显；活动罩53下移过程因为没有像固定内筒321那样的导向轨道，很难完全回归至初始位置，一般会砸落在冷却剂存放座52上后，再悬吊在一侧。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种具有快速散热的高低压开关柜，其特征在于：包括：

柜体（1）、固定支架组（2）、主降温模组（3）、防火模组（4）、次级降温模组（5）以及控制模块，其中所述固定支架组（2）有序设置在柜体（1）内，为各组件的支撑单元，所述主降温模组（3）固定在固定支架组（2）的侧架上，所述防火模组（4）固定在柜体（1）顶部、相对于主降温模组（3）的一侧，为防火单元，次级降温模组（5）固定在主降温模组（3）下侧且与之相关联，所述控制模块与主降温模组（3）电连接，用于监控柜体（1）内温度情况以及紧急情况下启动主降温模组（3），由主降温模组（3）带动防火模组（4）、次级降温模组（5）进行处理；

所述主降温模组（3）包括第一支撑座（31）、冷却剂存放筒（32）、活塞组件（33）以及温度感应模块（34），其中所述第一支撑座（31）由固定部和支持部构成，固定部用于固定本体，支持部为环形结构，且开设有固定孔，所述冷却剂存放筒（32）整体为套筒结构，通过底部开设的固定孔与第一支撑座（31）固定，内部填充有冷却剂，所述活塞组件（33）滑动端设置在冷却剂存放筒（32）内，固定端固定在固定支架组（2）上，所述温度感应模块（34）设置在第一支撑座（31）上，用于测定柜体（1）内温度；

所述冷却剂存放筒（32）由固定内筒（321）和滑动外筒（322）组成，其中所述固定内筒（321）主要由用于固定的底部，用于存放冷却剂的中部以及用于支持活塞组件（33）滑动的上部组成，中部一段为半开放式设计，与上部、下部之间通过几根支架连接，所述滑动外筒（322）套设在固定内筒（321）的中部外侧；

所述活塞组件（33）由主滑动块（331）、第一电磁组（332）、第二电磁组（333）、内滑动块（334）、弹簧组（335）以及固定座（336）构成，其中所述主滑动块（331）下侧开设有槽口，第一电磁组（332）、第二电磁组（333）都由电源部、电磁部构成，分别固定在主滑动块（331）上下侧，各电源部通电后，相应的电磁部产生磁力，所述第一电磁组（332）的电磁部设置在主滑动块（331）下侧槽口的外壁上，固定内筒（321）的上部相对于第一电磁组（332）配合设置有一圈第一吸附区（3212），在第一电磁组（332）产生磁力后，所述主滑动块（331）能够与固定内筒（321）内壁牢牢固定，内滑动块（334）上侧配合第二电磁组（333）的电磁部设置有第二吸附区（3341），通电后内滑动块（334）会吸附在第二电磁组（333）上，间接与主滑动块（331）固定，所述弹簧组（335）伸缩端固定在主滑动块（331）上表面，固定端与固定座（336）固定；

所述弹簧组（335）有多组强力弹簧组成，且每组弹簧上有一根拉绳（3351）引出至滑动外筒（322）顶部，当弹簧收缩时会同时拉动滑动外筒（322）上滑，固定内筒（321）中部暴露出来；

所述固定座（336）内设置有切刀槽以及切刀（3361），所述切刀（3361）整体柔性设置，固定座（336）底部有一定的韧性，当底部被弹簧组（335）拉扯时，会带动切刀（3361）轻微弯曲；

所述防火模组（4）由一个储放盒（41）和几根平衡线（42）构成，其中所述储放盒（41）内存放有用于灭火的干粉，平衡线（42）一端穿过切刀（3361）刀口上侧固定在切刀槽内，另一端固定在盒盖开合侧；

所述次级降温模组（5）由第二支撑座（51）、冷却剂存放座（52）以及活动罩（53）构成，其中所述冷却剂存放座（52）为两块圆形板叠加而成，通过较大的底板固定在第二支撑座（51）上，上侧的板面上放置冷却剂，所述活动罩（53）罩设在冷却剂存放座（52）上，且顶部由一根牵引绳（531）引出至内滑动块（334）底部，当内滑动块（334）上移时，也会带动活动罩（53）上移。

2.根据权利要求1所述的一种具有快速散热的高低压开关柜，其特征在于：

所述固定内筒（321）的中部穿设有数根通管（3211），通管（3211）的上下贯通，可供气体自由进出，通管（3211）外部由冷却剂进行填充。

3.根据权利要求2所述的一种具有快速散热的高低压开关柜，其特征在于：

所述活动罩（53）内壁固定有搅动架（532）。

4.根据权利要求3所述的一种具有快速散热的高低压开关柜的散热方式，其特征在于，具体方式如下：

S1、温度监测：控制模块通过温度感应模块（34）接收到柜内温度情况，并与设定好的温度警戒线相对比，若超过警戒线，则控制模块判定柜内有安全隐患，需要进行紧急降温；

S2、降温模组运行：控制模块关闭第一电磁组（332）的电源端，使主滑动块（331）与固定内筒（321）脱离，活塞组件（33）拉动主滑动块（331）急速上移，滑动外筒（322）在活塞组件（33）的拉动下脱离固定内筒（321）的中部，使得内部冷却剂暴露在空气中，同时随着内滑动块（334）上移，次级降温模组（5）的活动罩（53）在牵引绳（531）的拉动下也一同脱离冷却剂存放座（52）表面，使得内部冷却剂暴露在空气中，冷却剂吸收柜内热量放出冷气；

S3、防火模组运行：在活塞组件（33）上移过程中，固定座（336）复位弹回，切刀（3361）上弹，切断平衡线（42），储放盒（41）开启，内部干粉释放；

S4、冷却剂释放：在活塞组件（33）复位后，控制模块关闭第二电磁组（333）的电源端，内滑动块（334）脱离主滑动块（331），下移掉落至通管（3211）上，同时活动罩（53）下移掉落，在掉落力的作用下，各处的冷却剂散落至外部，加剧吸热进度。