CN118263784B - 一种电力电气输变电用变电柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电力电气输变电用变电柜，主要涉及配电柜的技术领域，其包括固定设在地面上的机箱、设在所述机箱内的水冷组件、设在所述机箱内的风冷组件和设在所述机箱内的安装组件；所述水冷组件包括设在所述机箱底部的水箱、与所述水箱连通的导流管、与所述导流管连通的水泵、穿设在所述机箱内且与所述水泵连通的散热盘管和多个套设在所述散热盘管上的导热片；所述散热盘管的另一端与所述水箱连通，所述安装组件与所述导热片贴合设置。本申请具有节能环保、散热效率高、安全性高的优点。

Description

一种电力电气输变电用变电柜

技术领域

本申请涉及配电柜的技术领域，尤其是涉及一种电力电气输变电用变电柜。

背景技术

配电柜是配电系统的末级设备，主要负责分配电能和电力线路、用电设备的监测、控制。它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，并对负荷提供保护、监视和控制。根据具体用途，配电柜可以被分为照明电柜、动力电柜、中高压开关柜和变电柜等。

目前，用于电力和电气输送的高压变电柜通常安装在户外，为了能够应对室外较为复杂的环境变化，这种变电柜通会采用金属封闭铠装式的开关柜。这种封闭性较好的柜体结构能够对安装在内部的电压互感器、断路器、母排和二次回路等电路结构起到保护作用，但是散热性能较差。仅仅依靠柜体的导热性被动散热，则会导致产热量较多的电器元件，如热继电器等，出现局部工作环境温度过高的现象。这一现象不仅会缩短电器元件的使用寿命，还会造成火灾隐患，对用电安全产生影响。

针对上述中的相关技术，可以得知现有的用于电力和电气输送的高压变电柜的柜体散热效率较差，存在着影响电器元件使用寿命和用电安全的技术缺陷。

发明内容

为了延长配电柜电器元件的使用寿命，提高变电柜的散热效率，保障用电安全，本申请提供一种电力电气输变电用变电柜。

本申请提供的一种电力电气输变电用变电柜采用如下的技术方案：

一种电力电气输变电用变电柜，包括固定设在地面上的机箱、设在所述机箱内的水冷组件、设在所述机箱内的风冷组件和设在所述机箱内的安装组件；所述水冷组件包括设在所述机箱底部的水箱、与所述水箱连通的导流管、与所述导流管连通的水泵、穿设在所述机箱内且与所述水泵连通的散热盘管和多个套设在所述散热盘管上的导热片；所述散热盘管的另一端与所述水箱连通，所述安装组件与所述导热片贴合设置。

通过采用上述技术方案，机箱是变电柜的主体设备，为本申请其他部分结构起到了限位支撑的作用，为安装在变电柜内的各种电器元件提供了安装位置，并且起到了接地保护的作用，安装在机箱内的水冷组件能够在不影响机箱密封性和完整性的前提下显著提升机箱的散热效率，避免了局部热量聚集引发的温度升高的现象，水冷组件中的水箱提供了水冷循环所用的冷却水，散热盘管和导热片起到了增加热交换效率的作用，水泵能够对冷却水的运动提供动力，水冷组件配合风冷组件能够进一步提升机箱的散热效率，达到延长配电柜电器元件的使用寿命，保障用电安全的发明目的。

可选的，风冷组件包括穿设在所述导流管上的驱动轴、穿设在所述机箱侧壁上的散热扇和贴合所述散热扇设置的循环滤网；所述循环滤网穿设在所述水箱上，所述驱动轴靠近所述导流管的一端设有叶轮，且所述驱动轴与所述散热扇的转轴传动连接。

通过采用上述技术方案，风冷组件中的驱动轴结构能够将冷却水流动产生的动能通过啮合传动的方式传递至散热扇，散热扇转动能够将机箱外部的冷气流引入机箱内部，循环滤网能够对散热扇转动引入的气流进行过滤，避免机箱内部进入灰尘，循环滤网穿设在水箱上的结构设计使得水箱中的冷却水能够对循环滤网进行冲刷，保证了循环滤网的过滤效率。

可选的，循环滤网包括壳体、穿设在所述壳体上的两个导辊和套设在所述导辊上的纺织网；所述导辊与所述壳体转动连接，所述壳体与所述水箱滑动连接。

通过采用上述技术方案，循环滤网中的壳体对导辊和纺织网的安装起到了限位作用，同时能够与水箱形成沿着竖直方向上的滑动连接结构，起到了简化安装和拆卸过程的效果，纺织网对散热扇引入的冷空气起到了过滤效果，套设在导辊上的纺织网能够在导辊的带动下发生转动，含有杂质的纺织网会浸入水箱，而水箱内洁净的纺织网会旋转至正对散热扇出风口的位置，从而实现了循环滤网的自动清洁功能。

可选的，水箱顶部对称设有滚刷，所述滚刷与所述纺织网抵接。

通过采用上述技术方案，水向顶部对称设置的滚刷能够在纺织网与水箱之间发生相对滑动的过程中对纺织网进行清洁，将纺织网上黏附的杂质脱离下来，能够配合冷却水冲刷，进一步提高纺织网的自清洁洁净程度。

可选的，导辊的一端设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动轴啮合。

通过采用上述技术方案，导辊的一端设置的驱动齿轮能够与驱动轴啮合形成齿轮传动结构，使得驱动轴与散热扇和循环滤网共同组成联动结构，节省了用料成本，降低了后续使用过程中产生的能量损耗。

可选的，机箱包括固定设在地面上的箱体、设在所述箱体底部的支撑架和设在所述箱体一侧的柜门；所述柜门与所述箱体转动连接，所述水箱与所述支撑架滑动连接。

通过采用上述技术方案，机箱中的箱体是机箱的中间位置部分的主体，柜门与箱体组成了方便工作人员对电器元件安装拆卸以及检修的密闭空间，水箱与支撑架之间滑动连接的结构设计能够方便工作人员对水箱中的冷却水进行定期添加和更换。

可选的，箱体的顶部沿周向设有导流槽，所述导流槽与所述水箱连通。

通过采用上述技术方案，箱体周向开设的导流槽结构能够对箱体顶部的雨雪积水进行导流收集，导流槽与导流管连通的结构使得导流槽收集的雨雪积水能够通过导管流入机箱内，节省了本申请的水资源消耗。

可选的，机箱还包括设在所述箱体顶部的光伏发电板；所述光伏发电板与所述水泵电性连接，所述光伏发电板倾斜设置，且所述光伏发电板较低的一端与所述导流槽连通。

通过采用上述技术方案，机箱顶部设置的光伏发电板能够将光能转化成电能并储存至蓄电池中，光伏发电板与水泵电性连接的结构使得光伏发电板产生的电能能够为水泵供电，光伏发电板倾斜设置且与导流槽连通的结构使得机箱顶部的雨雪积水能够在光伏发电板的导流作用下流入导流槽，进一步提升了对雨雪积水的回收效率。

可选的，箱体上与所述风冷组件相对的侧壁上开设有通风孔，所述通风孔沿倾斜方向开设且所述箱体的外壁的对应位置设有防尘挡板。

通过采用上述技术方案，箱体上与风冷组件相对侧壁上开设的通风孔结构能够加速气流流通，提高本申请的散热效率，通风口沿倾斜方向开设且在外部设置的防尘挡板结构均能够避免灰尘从通风孔处进入机箱内部，保证了机箱内的洁净程度。

可选的，安装组件包括固定设在所述导热片上的安装板和多个设在所述安装板上的导轨，所述安装板上开设有多个安装孔。

通过采用上述技术方案，安装组件中的安装板结构能够增加安装组件与水冷组件之间的接触面积，并且为导轨的安装提供了支撑，导轨能够用于安装各类电子元器件。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请中的机箱是变电柜的主体设备，为本申请其他部分结构起到了限位支撑的作用，为安装在变电柜内的各种电器元件提供了安装位置，并且起到了接地保护的作用，安装在机箱内的水冷组件能够在不影响机箱密封性和完整性的前提下显著提升机箱的散热效率，避免了局部热量聚集引发的温度升高的现象，水冷组件中的水箱提供了水冷循环所用的冷却水，散热盘管和导热片起到了增加热交换效率的作用，水泵能够对冷却水的运动提供动力，水冷组件配合风冷组件能够进一步提升机箱的散热效率，达到延长配电柜电器元件的使用寿命，保障用电安全的发明目的；

2.本申请中的循环滤网中的壳体对导辊和纺织网的安装起到了限位作用，同时能够与水箱形成沿着竖直方向上的滑动连接结构，起到了简化安装和拆卸过程的效果，纺织网对散热扇引入的冷空气起到了过滤效果，套设在导辊上的纺织网能够在导辊的带动下发生转动，含有杂质的纺织网会浸入水箱，而水箱内洁净的纺织网会旋转至正对散热扇出风口的位置，从而实现了循环滤网的自动清洁功能；

3.本申请中的水向顶部对称设置的滚刷能够在纺织网与水箱之间发生相对滑动的过程中对纺织网进行清洁，将纺织网上黏附的杂质脱离下来，能够配合冷却水冲刷，进一步提高纺织网的自清洁洁净程度。

附图说明

图1是本申请实施例公开的一种电力电气输变电用变电柜的结构示意图。

图2是本申请实施例中机箱的结构示意图。

图3是本申请实施例中水冷组件的结构示意图。

图4是本申请实施例中风冷组件的结构示意图。

图5是本申请实施例中循环滤网的结构示意图。

附图标记说明：1、机箱；11、箱体；111、导流槽；112、防尘挡板；12、支撑架；13、柜门；14、光伏发电板；2、水冷组件；21、水箱；211、滚刷；22、导流管；23、水泵；24、散热盘管；25、导热片；3、风冷组件；31、驱动轴；32、散热扇；33、循环滤网；331、壳体；332、导辊；333、纺织网；334、驱动齿轮；4、安装组件；41、安装板；42、导轨。

具体实施方式

以下结合附图1-附图5对本申请作进一步详细说明。

配电柜是配电系统的末级设备，而电气和电力输送用的高压变电柜是配电柜的一种。为了能够应对室外较为复杂的环境变化，这种变电柜通会采用金属封闭铠装式的开关柜。这种封闭性较好的柜体结构仅仅依靠柜体的导热性能被动散热，部分工况下变电柜内会出现局部工作环境温度过高的现象。这一现象不仅会缩短电器元件的使用寿命，还会造成火灾隐患，对用电安全产生影响。为了延长配电柜电器元件的使用寿命，提高变电柜的散热效率，保障用电安全，本申请提供一种电力电气输变电用变电柜。

本申请实施例公开了一种电力电气输变电用变电柜。参照图1，电力电气输变电用变电柜包括机箱1、水冷组件2、风冷组件3和安装组件4。其中，机箱1固定安装在室外的地面上，水冷组件2、风冷组件3和安装组件4均安装在机箱1上。水冷组件2和风冷组件3互相联动配合起到了更好的散热效果，安装组件4能够对变电柜所需安装的其他电子元器件提供安装位置，使其能够与水冷组件2的冷端良好接触。

参照图1和图2，机箱1包括箱体11、支撑架12、柜门13和光伏发电板14。其中，箱体11是一个由冷轧钢板焊接组成的矩形空心金属箱。箱体11的顶部沿周向设置有导流槽111，导流槽111通过焊接的方式与箱体11的顶部边缘固定连接。箱体11的侧壁上开设有多个长条状腰形通风孔。箱体11外部与通风孔开设位置相应的位置通过冲压一体成型的方式安装有防尘挡板112。防尘挡板112的数量与散热孔的数量一致且设置位置一一对应。支撑架12安装在箱体11的底部，支撑架12为箱体11起到了支撑作用，同时为水冷组件2的安装预留了空间。柜门13安装在机箱1的箱体11上，柜门13为双开门结构。柜门13与箱体11之间转动连接。光伏发电板14安装在机箱1的顶部。光伏发电板14包括了一个与机箱1顶部转动连接的太阳能板和一块安装在太阳能板下方的蓄电池。光伏发电板14倾斜安装，且光伏发电板14较低的一端与导流槽111连通。太阳能板与蓄电池电性连接。蓄电池能够收集太阳能板的电能，并且为水冷组件2供电。

参照图1和图3，水冷组件2包括水箱21、导流管22、水泵23、散热盘管24和导热片25。其中，水箱21是一个矩形空心金属箱。水箱21安装在支撑架12上，并且与支撑架12沿着平行于地面的方向滑动连接。水箱21上设置有出水口、进水口和收集口。导流槽111与水箱21的收集口连通。水箱21的出水口与导流管22连通，导流管22与水泵23连通，水泵23与散热盘管24连通。散热盘管24是一段贴合机箱1内壁设置的盘曲管道。导热片25套设在散热盘管24上，对散热盘管24起到固定作用，同时对安装组件4起到了限位作用。水箱21、导流管22、水泵23和散热盘管24组成了一个能够供冷却水循环流通的闭合管路。水箱21的上表面设置有开口，开口的两侧对称安装有滚刷211。滚刷211与水箱21之间转动连接。

参照图1、图4和图5，风冷组件3包括驱动轴31和散热扇32和循环滤网33。其中，驱动轴31是一个一端套设有叶轮的实心金属转轴。驱动轴31上设置有叶轮的一端位于导流管22内。导流管22内的冷却水流动能够驱动叶轮带动驱动轴31转动。散热扇32穿设在机箱1的侧壁上，散热扇32扇叶转轴与驱动轴31之间通过锥齿轮啮合的方式实现传动连接。循环滤网33位于机箱1内，循环滤网33与散热扇32贴合设置，能够对散热扇32导入的冷气流进行过滤净化。循环滤网33包括壳体331、导辊332、纺织网333和驱动齿轮334。其中，壳体331是一个金属材质的矩形框体。导辊332的数量为2个。2个导辊332分别安装在壳体331的上下两端，并且与壳体331之间转动连接。纺织网333套设在导辊332上，纺织网333能够随着导辊332的转动而发生移动。驱动齿轮334套设在较高的导辊332上，并且与驱动轴31啮合。壳体331穿设在水箱21上的开口位置，并且位于两个滚刷211之间。壳体331与水箱21之间沿着竖直方向滑动连接。

参照图1，安装组件4包括安装板41和导轨42。其中，安装板41是一个矩形金属板，安装板41贴合导热片25固定连接。安装板41上开设有多个安装孔。安装孔为沿安装板41厚度方向开设的圆形通孔。导轨42沿着水平方向通过螺栓连接的方式固定在安装板41上。导轨42能够用于安装变电柜内部的电子元器件。

本申请实施例的一种电力电气输变电用变电柜的实施原理为：光伏发电板14能够将太阳光能转化为电能并储蓄在集成的蓄电池中，蓄电池能够为水泵23的运转供电。水泵23运转能够驱动水箱21储存的冷却水沿着导流管22和散热盘管24以及水箱21组成的闭合回路运动，从而通过水冷热交换的方式有效降低机箱1内部的温度。水流在运动的过程中冲刷驱动轴31上的叶轮，使驱动轴31带动散热扇32转动，散热扇32转动会将机箱1外部的冷气流引入机箱1内部，循环滤网33能够对冷气流进行净化。与此同时，导辊332在驱动轴31的带动下转动，将黏附有杂质的纺织网333送入水箱21内部，运动中的冷却水会对纺织网333进行冲刷，从而去除纺织网333上黏附的杂质。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电力电气输变电用变电柜，其特征在于：包括固定设在地面上的机箱（1）、设在所述机箱（1）内的水冷组件（2）、设在所述机箱（1）内的风冷组件（3）和设在所述机箱（1）内的安装组件（4）；所述水冷组件（2）包括设在所述机箱（1）底部的水箱（21）、与所述水箱（21）连通的导流管（22）、与所述导流管（22）连通的水泵（23）、穿设在所述机箱（1）内且与所述水泵（23）连通的散热盘管（24）和多个套设在所述散热盘管（24）上的导热片（25）；所述散热盘管（24）的另一端与所述水箱（21）连通，所述安装组件（4）与所述导热片（25）贴合设置；

所述风冷组件（3）包括穿设在所述导流管（22）上的驱动轴（31）、穿设在所述机箱（1）侧壁上的散热扇（32）和贴合所述散热扇（32）设置的循环滤网（33）；所述循环滤网（33）穿设在所述水箱（21）上，所述驱动轴（31）靠近所述导流管（22）的一端设有叶轮，且所述驱动轴（31）与所述散热扇（32）的转轴传动连接；

所述循环滤网（33）包括壳体（331）、穿设在所述壳体（331）上的两个导辊（332）和套设在所述导辊（332）上的纺织网（333）；所述导辊（332）与所述壳体（331）转动连接，所述壳体（331）与所述水箱（21）滑动连接；

所述水箱（21）顶部对称设有滚刷（211），所述滚刷（211）与所述纺织网（333）抵接；

所述导辊（332）的一端设有驱动齿轮（334），所述驱动齿轮（334）与所述驱动轴（31）啮合；

所述机箱（1）包括固定设在地面上的箱体（11）、设在所述箱体（11）底部的支撑架（12）和设在所述箱体（11）一侧的柜门（13）；所述柜门（13）与所述箱体（11）转动连接，所述水箱（21）与所述支撑架（12）滑动连接；

所述箱体（11）的顶部沿周向设有导流槽（111），所述导流槽（111）与所述水箱（21）连通；

所述机箱（1）还包括设在所述箱体（11）顶部的光伏发电板（14）；所述光伏发电板（14）与所述水泵（23）电性连接，所述光伏发电板（14）倾斜设置，且所述光伏发电板（14）较低的一端与所述导流槽（111）连通。

2.根据权利要求1所述的一种电力电气输变电用变电柜，其特征在于：所述箱体（11）上与所述风冷组件（3）相对的侧壁上开设有通风孔，所述通风孔沿倾斜方向开设且所述箱体（11）的外壁的对应位置设有防尘挡板（112）。

3.根据权利要求1所述的一种电力电气输变电用变电柜，其特征在于：所述安装组件（4）包括固定设在所述导热片（25）上的安装板（41）和多个设在所述安装板（41）上的导轨（42），所述安装板（41）上开设有多个安装孔。