CN211958548U - 一种高散热性能的大电流中压开关柜结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，包括柜体、进风冷却装置、触头盒、出风装置、散热板；柜体内部包括断路器室、母线室、电缆室，断路器室的下方设有进风冷却装置；断路器室的断路器触臂处设有触头盒；出风装置、散热板设于柜体的顶部，电缆室也设有散热板；通过设置进风冷却装置和出风装置，在柜内形成完整的导流系统，且扩大了气流流动区域，在断路器室、母线室及电缆室均形成了通风通道，改变了整个开关柜的气流场分布，对于柜体内的温升防控区域能起到降温的效果；柜体顶部和电缆室的散热板，能有效增加散热面积，使得降温效果更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种联锁装置，尤其是一种高散热性能的大电流中压开关柜结构。
背景技术
随着电网的发展和设备技术的提高，中压开关柜在电网中已大量使用，而开关产品的额定电流提高、防护等级提升、小型化以及有些产品采用密封结构都带来了温升方面的问题。开关柜的温升超标，将直接影响设备的安全稳定运行，而且过热问题是一个不断发展的过程，如果不加以控制，过热程度会不断加剧。如果长时间在类似工况下运行，会加速元件的老化，导致绝缘性能下降、可靠性下降。
对于额定电流在3150A以上的中压开关柜，电流通过导体时产生的焦耳热、铁磁体内产生的涡流及感应热、交流电气元件绝缘体内产生的介质热等，均会导致开关柜内部温度升高，如一次动静触头接触点、母排搭接点、穿芯互感器内母线等。温升过高会导致导体的电阻增加、导电率下降、母线表面氧化加剧、开关柜内的绝缘件绝缘强度下降、互感器使用寿命缩短、局放量增加等，严重的甚至有发生火灾的风险。所以对于大电流中压开关柜，设计高效的散热系统装置，是十分重要的措施。
目前常见的设计对于大电流开关柜尤其额定电流是4000A的开关柜降温效果不佳，温度上升速度过快，温升过高，不能完全满足满载要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，以解决上述背景技术中提出现有对于大电流开关柜尤其额定电流是4000A的开关柜降温效果不佳，温度上升速度过快，温升过高，不能完全满足满载要求的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，包括柜体、进风冷却装置、触头盒、出风装置、散热板；柜体内部包括断路器室、母线室、电缆室，断路器室的下方设有进风冷却装置；断路器室的断路器触臂处设有触头盒；出风装置、散热板设于柜体的顶部，电缆室也设有散热板；
采用上述技术方案，通过设置进风冷却装置和出风装置，在柜内形成完整的导流系统，且扩大了气流流动区域，在断路器室、母线室及电缆室均形成了通风通道，改变了整个开关柜的气流场分布，对于柜体内的温升防控区域能起到降温的效果；柜体顶部和电缆室的散热板，能有效增加散热面积，使得降温效果更好；
作为本实用新型的优选技术方案，进风冷却装置包括防护网、第一风机、隔板和第一罩板；防护网设置于进风冷却装置的最前端；风机位于进风冷却装置的内部且靠近防护网设置；隔板包括上隔板和底板，底板设置于上隔板的底部；罩板设置于上隔板的两侧；
采用上述技术方案，通过在进风冷却装置的最前端设置防护网，在靠近防护网处设置第一风机，可以在抽风时将外部的部分污染物隔挡在装置外；通过在上隔板两侧设置第一罩板，底部设置底板，形成风道，可以保证进风冷却装置的密封性；
作为本实用新型的优选技术方案，进风冷却装置还包括旋转门，旋转门位于进风冷却装置的中部；
采用上述技术方案，通过设置旋转门，当冷空气由柜体外被抽入时，由于风力将旋转门打开，冷空气进入柜体；当柜体发生故障时，燃弧产生的气体在沿进风冷却装置的反向方向将旋转门强制关闭，防止气体冲出柜体外造成的损坏；
作为本实用新型的优选技术方案，进风冷却装置的内部一侧上设有支撑柱，旋转门安装在支撑柱上；
采用上述技术方案，通过设置支撑柱，便于旋转门的安装；
作为本实用新型的优选技术方案，出风装置包括第二罩板和第二风机；第二风机设于第二罩板的内部；
采用上述技术方案，通过设置第二罩板和第二风机，将柜体内的空气由柜体顶部抽出，与进风冷却装置形成完整的导流系统，可以有效降低导体的温升；
作为本实用新型的优选技术方案，触头盒上设有散热槽；
采用上述技术方案，通过在触头盒上设置散热槽，冷空气经进风冷却装置后由触头盒开口处进入，再由散热槽分别往母线室及电缆室流动；
作为本实用新型的优选技术方案，散热板为波纹散热板；
采用上述技术方案，采用波纹散热板可通过辐射散热的方式将热量散发到周围环境中去；
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过设置进风冷却装置和出风装置，在柜内形成完整的导流系统，且扩大了气流流动区域，在断路器室、母线室及电缆室均形成了通风通道，改变了整个开关柜的气流场分布，对于柜体内的温升防控区域能起到降温的效果；柜体顶部和电缆室的散热板，能有效增加散热面积，使得降温效果更好；
2、本实用新型通过在进风冷却装置的最前端设置防护网，在靠近防护网处设置第一风机，可以在抽风时将外部的部分污染物隔挡在装置外；通过在上隔板两侧设置第一罩板，底部设置底板，形成风道，可以保证整个装置的密封性。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
在附图中：
图1为本实用新型高散热性能的大电流中压开关柜结构的结构示意图；
图2为本实用新型的进风冷却装置的结构示意图；
图3为本实用新型的带散热槽触头盒的结构示意图；
图4为本实用新型的出风装置结构的示意图；
图5为本实用新型的散热板的结构示意图；
图中：1、柜体；2、进风冷却装置；21、防护网；22、第一风机；231、上隔板；232、底板；24、第一罩板；25、旋转门；251、支撑柱；3、触头盒；31、散热槽；4、出风装置；41、第二罩板；5、散热板；6、断路器室；7、母线室； 8、电缆室。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
请参阅图1，本实用新型提供以下技术方案：一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，包括柜体1、进风冷却装置2、触头盒3、出风装置4、散热板5；柜体1内部包括断路器室6、母线室7、电缆室8等，断路器室6的断路器触臂处设有触头盒3；出风装置4、散热板5设于柜体1的顶部，电缆室8也设有散热板5；进风冷却装置2通过螺栓(或其他连接方式)安装在断路器室6的下方，将柜体1外的冷空气抽入柜体1内，并形成风道对柜体1内进行降温；通过进风冷却装置2、触头盒3、出风装置4、散热板5形成完整的导流系统，进而对柜体1内的高温及部件进行降温散热控制；
请参阅图2和图4，进风冷却装置2包括位于最前端进口处的防护网21、防护网21内侧的第一风机22以及上隔板231、下板和第一罩板24；第一罩板24 通过螺栓(或其他连接方式)安装在上隔板231的两侧，下板通过铆钉(或其他连接方式)安装在上隔板231的底部，形成风道，保证整个装置的密封性；在进风冷却装置2的中部安装有支撑柱251，支撑柱251上安装有旋转门25(可采用在上隔板231或下板或罩板上焊接(或其他连接方式)支撑柱251，然后将旋转门25通过合页(或其他零部件)与支撑柱251铰接在一起；也可以采用在上隔板231和下板上开设通孔装支架(支架在孔内可以转动)，利用支架安装支撑柱251，将旋转门25与支撑柱251通过铆钉(或其他零部件)固定连接)，当启动第一风机22后将柜体1外部的冷空气抽入，此时防护网21会将部分污染物拦截在柜体1外，由于风力旋转门25会被打开，冷空气进入柜体1；当柜体1 发生故障时，燃弧产生的气体在沿进风冷却装置2的反向方向将旋转门25强制关闭，防止气体冲出柜体1外造成的损坏；柜体1顶部的出风装置4包括第二罩板41和第二风机(图未示)，由多个第二罩板41组成出风装置4的壳体，多个第二风机通过直接安装于壳体内，将柜体1内的空气由顶部抽出；出风装置4 与进风冷却装置2形成完整的导流系统，可以有效降低导体的温升；为了加速柜体1内的空气流通，也可在柜体1的其他位置(如电缆室8)设置出风装置4；
请参阅图3，触头盒3通过螺栓(或其他连接采用)安装有散热槽31，冷空气经进风冷却装置2后由触头盒3开口处进入柜体1，期间对内部一次动触头及一次静触头进行降温，再由散热槽31分别往母线室7及电缆室8流动；
请参阅图5，散热板5为波纹散热板5，波纹散热板5通过多重折弯设计，并喷涂亚光吸热涂料，通过辐射散热的方式将导体热量散发到周围环境中，可有效增加散热面积；
同时，为了保障柜体1内的空气流通，柜体1内部及本申请中上隔板231 上设有孔洞，供空气流通；为了保障正常工作，第一风机22和第二风机均与所需电源电性连接；图中实心剪头指向为空气流动方向；
此外为了提高降温散热的效率，柜体1的后侧板、母线室7中隔板、触头盒3安装板、母线室7后隔板等均由不锈钢板组成，一方面可以防止涡流带来的温升，另一方面不锈钢板具有良好的热传导性，可将导体热量借由不锈钢板迅速传导至柜体1外的周围环境中去；柜体1母线室7不锈钢板均喷涂黑漆，能有效的吸收高温零部件的温度；
使用方法：将第一风机22启动后，柜体1外的冷空气会被抽入进风冷却装置2，通过风力打开旋转门25，通过上隔板231的孔洞将冷空气流入断电器室，同时经由触头盒3上的散热槽31将冷空气导入母线室7及电缆室8，最终由出风装置4将柜体1内空气抽出。
综上，本实用新型通过设置进风冷却装置2和出风装置4，在柜内形成完整的导流系统，且扩大了气流流动区域，在断路器室6、母线室7及电缆室8均形成了通风通道，改变了整个开关柜的气流场分布，对于柜体1内的温升防控区域能起到降温的效果；柜体1顶部和电缆室8的散热板5，能有效增加散热面积，使得降温效果更好；本实用新型主要从对流散热、传导散热、辐射散热等三方面采取相应的技术措施，不仅重新设计了导流系统，而且在材料选用及亚光吸热涂料等细节方面做了很好的控制。经额定电流4000A的1.1倍温升试验验证，此实用新型高散热性能的大电流中压开关柜结构设计合理，能有效降低温升，延长关键部件的使用寿命，并对开关柜的安全稳定运行起到有效保护作用。
最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，包括柜体(1)、进风冷却装置(2)、触头盒(3)、出风装置(4)、散热板(5)；所述柜体(1)内部包括断路器室(6)、母线室(7)、电缆室(8)，其特征在于：
所述断路器室(6)的下方设有所述进风冷却装置(2)；所述断路器室(6)的断路器触臂处设有所述触头盒(3)；所述出风装置(4)、所述散热板(5)设于所述柜体(1)的顶部，所述电缆室(8)也设有所述散热板(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述进风冷却装置(2)包括防护网(21)、第一风机(22)、隔板和第一罩板(24)；
所述防护网(21)设置于所述进风冷却装置(2)的进风处；
所述第一风机(22)位于所述进风冷却装置(2)的内部且靠近所述防护网(21)设置；
所述隔板包括上隔板(231)和底板(232)，所述底板(232)设置于所述上隔板(231)的底部；
所述第一罩板(24)设置于上隔板(231)长度方向的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述进风冷却装置(2)还包括旋转门(25)，所述旋转门(25)位于所述进风冷却装置(2)的中部。
4.根据权利要求3所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述进风冷却装置(2)的内部一侧上设有支撑柱(251)，所述旋转门(25)安装在所述支撑柱(251)上。
5.根据权利要求1所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述出风装置(4)包括第二罩板(41)和第二风机；所述第二风机设于所述第二罩板(41)的内部。
6.根据权利要求1所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述触头盒(3)上设有散热槽(31)。
7.根据权利要求1所述的一种高散热性能的大电流中压开关柜结构，其特征在于：所述散热板(5)为波纹散热板。
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