CN204304277U - 一种基于置换通风原理的动力配电柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于置换通风原理的动力配电柜，涉及配电柜技术领域中的动力配电柜，其目的在于提供一种防水性能和散热性能较好的基于置换通风原理的动力配电柜。其技术方案为：包括柜体，柜体内通过母线室隔板、竖隔板和中隔板将柜体内腔分成母线室、电缆室和断路器室，柜体的顶板上开设有顶板出风口，柜体的侧板下部开设有侧板入风口，母线室隔板和中隔板上均开设有通风孔，侧板入风口、通风孔与顶板出风口连通形成两组独立的热置换通风通道；柜体上连接有用于完全覆盖侧板入风口和顶板出风口的防护罩，防护罩的两侧边和顶边与柜体密封连接，并在防护罩的底部与柜体之间形成与侧板入风口或顶板出风口连通的通气口，柜体上还设置有顶盖。

Description

一种基于置换通风原理的动力配电柜

技术领域

本实用新型属于配电柜技术领域，涉及一种动力配电柜，具体涉及一种基于置换通风原理的动力配电柜。

背景技术

电力系统中，配电柜是重要的控制和保护设备，配电柜内导电连接处的接触特性将直接影响到配电柜工作的可靠性。现有的配电柜内各电气元件及线路接触良好、连接可靠，但是由于电气元件在工作时会产生大量的热量，且配电柜的散热效果不理想，某些电气元件和线路的连接端头处比较容易局部发热，造成局部温度过高，甚至产生发热、烧损现象，因而最终影响整个配电柜的正常使用。

目前，配电柜的散热主要通过直接在柜体上冲凸形成百叶状的散热窗，每个冲凸之间会有一个间隔，这些间隔与排风扇气流方向垂直，使得这些间隔可将大部分排风扇排出的热气流反弹回柜体内，故而削弱排风扇的工作效率，降低户外设备箱整体的散热性能。此外，配电柜的散热风道不合理，通气孔太小，散热面积较小，柜体内环境温度升温较快，设备运行不稳定，容易造成相关电子元器件或零部件的短路、损坏。此外，由于户外配电柜安装位置的特殊性，柜体上冲凸的通风口与柜体孔的底面在同一水平面或高于柜体孔的底面，两者没有高度差或高度差为负值，雨水极易溅入柜体内，影响户外配电柜的正常使用，降低户外配电柜的使用寿命。

发明内容

为解决上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种防水性能和散热性能较好的基于置换通风原理的动力配电柜。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于置换通风原理的动力配电柜，包括柜体，所述柜体内通过母线室隔板、竖隔板和中隔板将柜体内腔分成母线室、电缆室和断路器室，其特征在于：所述柜体的顶板上开设有顶板出风口，所述柜体的侧板下部开设有侧板入风口，所述母线室隔板和中隔板上均开设有通风孔，所述侧板入风口、通风孔与顶板出风口连通形成两组独立的热置换通风通道；所述柜体上连接有用于完全覆盖侧板入风口和顶板出风口的防护罩，所述防护罩的两侧边和顶边与柜体密封连接，并在防护罩的底部与柜体之间形成与侧板入风口或顶板出风口连通的通气口；所述柜体上还设置有顶盖，所述顶盖包括开口向下的弧形防水板，所述弧形防水板上表面均布有引流槽，所述弧形防水板下表面粘附有隔热板。

作为本实用新型的优选方案，所述柜体侧板上的防护罩的下边缘低于柜体侧板上的侧板入风口的下边缘，且柜体侧板上的防护罩的下边缘与侧板入风口的下边缘的间距为50mm至100mm；通气口的高度为50mm至100mm。

作为本实用新型的优选方案，所述柜体内还设置有N个温度传感器，所述温度传感器选用型号为IPTP-500LS的红外测温仪；所述N个温度传感器与同一个A/D转换器连接，所述A/D转换器的A/D转换芯片选用型号为AD7656的A/D转换芯片；所述A/D转换器与单片机电连接，所述单片机选用TI公司开发的型号为MSP430F149的单片机；所述单片机与蜂鸣报警装置、GSM模块电连接。

作为本实用新型的优选方案，所述柜体内表面涂覆有阻燃聚氯乙烯阻燃层，所述柜体外表面涂装有环氧粉末涂料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中，在配电柜柜体底部和顶部分别设置入风口和出风口，入风口和出风口可直接铣削加工，加工便捷、加工成本底，新鲜空气经入风口进入柜体内以后被热源加热，其密度减小而向上流动，形成设备内部空气运动气流，并最终由顶部的出风口排出，柜内因热空气的排出而压力减小，使得柜底部设置的入风口自动补充新鲜空气，形成柜内连续的空气流动，不断带走热源产生的热量，从而有效地降低配电柜内的温升；此外，在柜体外设置防护罩，防护罩将面积较大的通风孔覆盖住，有效地增大了通风孔的有效面积，提高箱体整体的散热效果，且防护罩的下边缘低于通气孔的下边缘，可有效阻止雨水从通气孔溅入设备箱内，防水性能较好；柜体顶部设置顶盖，该顶盖结构简单，造价低廉，可有效引导雨水流向，避免雨水侵蚀下方配电柜，同时设置的隔热板可有效阻隔顶部热量，防止配电柜顶部温度过高从而影响使用寿命。

2、本实用新型中，防护罩的下边缘与通气孔的下边缘之间的间距为50mm至100mm，可有效阻止雨水从通气孔溅入设备箱内；通气口的高度为50mm至100mm，增大通气口的面积，散热面积增大，可有效增大气流的交换，提高散热性能。

3、本实用新型中，采用IPTP-500LS红外测温仪、AD7656转换器和MSP430F149单片机，IPTP-500LS红外测温仪能够准确测量直径为1cm的圆形区域的温度，测量误差小，且测温仪本身尺寸小，易于在柜体内狭小的空间内安装；此外，A/D转换器采用16位高分辨率的AD7656转换器，转换器中的6通道使得单个系统采集的点数多达6个，监测更加全面，且不使用外接电源，低功耗能减小电源系统模块的损耗。

4、本实用新型中，柜体内表面涂覆有阻燃聚氯乙烯阻燃层，该阻燃聚氯乙烯阻燃层可有效阻断明火向柜体内蔓延，有效避免了柜体内电器件被烧毁；此外，柜体外表面涂装有环氧粉末涂料，环氧粉末涂料固化时无副产物生成，涂膜外观平整，与配电柜的金属底材附着力好、耐划伤，有极好的电绝缘性和较好的三防性能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构框图；

图3为本实用新型中GSM模块的电路图；

图4为本实用新型中顶盖的结构示意图；

其中，附图标记为：1—柜体、2—母线室、3—电缆室、4—断路器室、5—顶盖、6—母线室隔板、7—竖隔板、8—中隔板、9—防护罩、11—顶板出风口、12—侧板入风口、51—弧形防水板、52—引流槽、53—隔热板、61—通风孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

一种基于置换通风原理的动力配电柜，该配电柜的柜体由前门板、后门板、左侧边、右侧板、顶板和底板装配而成。柜体内通过母线室隔板、竖隔板和中隔板将柜体内腔分成四个相互独立的空间，其包括母线室、电缆室和断路器室。柜体的顶板上开设有至少两个顶板出风口，该顶板出风口分别位于母线室和断路器室上方。该顶板出风口并不是直接在顶板上冲凸形成百叶状的散热窗，而是直接在柜体顶板上开口形成面积较大的顶板出风口。本实施例中，顶板出风口设置两个，两个顶板出风口分别对应设置在母线室和断路器室上方。柜体内的母线室隔板和中隔板上均开设有通风孔，多个通风孔以阵列的方式开设在母线室隔板和中隔板上。柜体的左、右侧板下部开设有侧板入风口，该两侧的侧板入风口分别对应与母线室隔板和中隔板上的通风孔、柜体顶板上的两个顶板出风口连通形成两组相互独立的热置换通风通道。柜体上还固定连接有防护罩，该防护罩主要用于将侧板入风口和/或顶板出风口完全覆盖住，因而可在增大出入风口口径的同时避免外界杂质进入柜体内，从而有效提高换热效率。防护罩的两侧边和顶边均与柜体密封连接，因而在防护罩的底部与柜体之间形成用于空气排放的通气口，该通气口与侧板入风口（或顶板出风口）连通形成进风通道（或出风通道）。

此外，柜体上还设置有顶盖，顶盖包括与柜体顶部固定连接的支撑架，所述支撑架上方固定有开口向下的弧形防水板，所述弧形防水板表面均布有引流槽。进一步的，为了更好地提高引流槽的引导效果，引流槽截面为三角形。雨水可顺着引流槽流出，而不会直接落到配电柜顶部，侵蚀配电柜。弧形防水板下表面则粘附的隔热板，则可有效阻隔顶部热量，防止配电柜顶部温度过高从而影响使用寿命。如此设计的顶盖不仅结构简单，而且成本低廉，防水隔热效果良好。

作为优选，柜体侧板上的防护罩的下边缘低于柜体侧板上的侧板入风口的下边缘，且柜体侧板上的防护罩的下边缘与侧板入风口的下边缘的间距为50mm至100mm；通气口的高度为50mm至100mm，且通气口的高度与侧板入风口和/或顶板出风口的口径大小相适配。

柜体内的热源引起的热对流时柜体内产生垂直的温度梯度，从而在柜体内形成内部向上的对流气流。新鲜空气经入风口进入柜体内以后被热源加热形成低压区，其密度减小，并与柜体底部冷空气构成气压差，从而是热空气向上流动，形成设备内部空气运动气流，并最终由顶部的出风口排出，柜内因热空气的排出而压力减小，使得柜底部设置的入风口自动补充新鲜空气，形成柜内连续的空气流动，不断带走热源产生的热量，从而有效地降低配电柜内的温升；此外，在柜体外设置防护罩，防护罩将面积较大的通风孔覆盖住，可有效地增大了通风孔的有效散热面积，提高箱体整体的散热效果，且防护罩的下边缘低于通气孔的下边缘，可有效阻止雨水从通气孔溅入设备箱内，防水性能较好。

实施例二

在实施例一的基础上，柜体内还设置有N个温度传感器，该温度传感器选用型号为IPTP-500LS的红外测温仪，N个温度传感器分别安装于柜体的各个腔室内，用于检测柜体各腔室的温度。N个传感器电连接同一个A/D转换器，该A/D转换器的A/D转换芯片选用型号为AD7656的A/D转换芯片。A/D转换器与单片机电连接，该单片机选用TI公司开发的型号为MSP430F149的单片机，该单片机与蜂鸣报警装置、GSM模块电连接。蜂鸣报警装置采用型号为yacite PN001231的蜂鸣报警装置，该GSM模块是将GSM射频芯片、基带处理芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上，具有独立的操作系统、GSM射频处理、基带处理并提供标准接口的功能模块，属于现有的模块，其中GSM模块内设有SIM300集成芯片,SIM300模块是一款三频段GSM/GPRS模块，具有低功耗设计，睡眠模式下的电流消耗仅为2.5mA；SIM300模块内部集成了TCP/IP协议，并且扩展了TCP/IP的AT指令，使模块开发数据传输设备变得简单方便；该SIM300模块采用4.5V供电，可以直接使用电池供电；单片机                                               通过串行接口与SIM300模块进行通信，短信内容由程序提前编好，通过此模块可以直接发送。

温度传感器检测并接收红外信号，并将温度信息输出到A/D转换器转换为电信号，转换后的电信号输入单片机进行分析、处理，单片机根据其接收的电信号输出两路控制信号，其中一路控制信号输送至蜂鸣报警装置进行现场报警，另一路控制信号输送至GSM模块并由GSM模块发出由手机用户以短信方式接收的报警信号。

实施例三

在实施例一或实施例二的基础上，柜体内表面涂覆有阻燃聚氯乙烯阻燃层，柜体外表面涂装有环氧粉末涂料。该环氧粉末涂料通过静电粉末涂装法涂装在柜体的外表面上，其涂装过程为：环氧粉末涂料由供粉系统借压缩空气送入喷枪，在喷枪前段加有高压静电发生器产生的高压，由于电晕放电，在其附近产生密集的电荷，粉末由枪嘴喷出时，形成带电粒子，它受静电力的作用，被吸到与其带相反电荷的工件上去，随着喷上的粉末增多，电荷积聚也越多，当达到一定厚度时，由于产生静电排斥作用，便不在继续吸附，从而使工件获得一定厚度的粉末涂层；然后经加热使粉末熔融、流平、固化，从而在工件表面上形成坚硬的涂膜。环氧粉末涂料除具有一般粉末涂料的优点外，还具有固化时无副产物生成，涂膜外观平整，与金属底材附着力好，耐划伤，有极好的电绝缘性和较好的三防性能，粉末涂料本身也易于保管等诸多优点，在使用过程中效果良好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于置换通风原理的动力配电柜，包括柜体（1），所述柜体（1）内通过母线室隔板（6）、竖隔板（7）和中隔板（8）将柜体（1）内腔分成母线室（2）、电缆室（3）和断路器室（4），其特征在于：所述柜体（1）的顶板上开设有顶板出风口（11），所述柜体（1）的侧板下部开设有侧板入风口（12），所述母线室隔板（6）和中隔板（8）上均开设有通风孔（61），所述侧板入风口（12）、通风孔（61）与顶板出风口（11）连通形成两组独立的热置换通风通道；所述柜体（1）上连接有用于完全覆盖侧板入风口（12）和顶板出风口（11）的防护罩（9），所述防护罩（9）的两侧边和顶边与柜体（1）密封连接，并在防护罩（8）的底部与柜体（1）之间形成与侧板入风口（12）或顶板出风口（11）连通的通气口；所述柜体（1）上还设置有顶盖（5），所述顶盖（5）包括开口向下的弧形防水板（51），所述弧形防水板（51）上表面均布有引流槽（52），所述弧形防水板（51）下表面粘附有隔热板（53）。

2.如权利要求1所述的一种基于置换通风原理的动力配电柜，其特征在于：所述柜体（1）侧板上的防护罩（9）的下边缘低于柜体（1）侧板上的侧板入风口（12）的下边缘，且柜体（1）侧板上的防护罩（9）的下边缘与侧板入风口（12）的下边缘的间距为50mm至100mm；通气口的高度为50mm至100mm。

3.如权利要求1所述的一种基于置换通风原理的动力配电柜，其特征在于：所述柜体（1）内还设置有N个温度传感器，所述温度传感器选用型号为IPTP-500LS的红外测温仪；所述N个温度传感器与同一个A/D转换器连接，所述A/D转换器的A/D转换芯片选用型号为AD7656的A/D转换芯片；所述A/D转换器与单片机电连接，所述单片机选用TI公司开发的型号为MSP430F149的单片机；所述单片机与蜂鸣报警装置、GSM模块电连接。

4.如权利要求1所述的一种基于置换通风原理的动力配电柜，其特征在于：所述柜体（1）内表面涂覆有阻燃聚氯乙烯阻燃层，所述柜体（1）外表面涂装有环氧粉末涂料。