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电气自动化控制的散热式电气柜的研究与开发

2021/5/10    来源:互联网    作者:陈庆  肖茜      
关键字:电气自动化  散热式电气柜  
根据现行市场上缺乏散热效果好、安全性高、结构简单的电气柜,提出研究一种电气自动化控制的散热式电气柜,讨论具体的研究内容,并分析具体的实施方式,希望能对电气柜的发展起到一定的促进作用。
1 技术背景
 
    电气柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在金属柜中,柜内的各种电器元件成为热源。随着各电器元件工作时间的延长,电气控制柜内部的温度将会逐渐升高,过高温度将会损坏柜体内部的电气元件。电气柜的散热方式主要有3种:风扇散热、热交换器散热、工业空调散热。
 
    风扇散热的方式只有在电气柜内部温度高于外部环境温度时才有效,此方式适用于经济的排出高热负载。热空气比冷空气重量要轻,电气柜内部的空气流向一般是从上至下,因此,一般将电气柜的前门或侧板的上方作为进气口,下方作为排气口。
 
    热交换器是一种应用热管技术进行热传导的散热器。使用导热性能极好的导热介质在热管中将电气柜中产生的热量从内循环区带到外循环区,再由风扇散到柜外,能有效地降低电气柜内的温度。由于内外循环相互隔离,柜内外空气不交换,可以既散热又保持电气柜内的清洁。热交换器的散热能力与电气柜内外的温度差有关,当环境温度很高时,热管的散热能力将大大降低。所以热交换器散热只适用于工作场所环境温度较低且发热量不大的小型机床。热交换器的优点足价廉、省电且工作可靠。
 
    工业空调的制冷原理与家用空调相同,都是基于制冷剂的压缩(散热)和膨胀(吸热)。这种冷却方法使用方便,制冷量较大,能使内部温度低于环境温度,并且环境温度的变化对散热能力的影响较小,但当湿度较大时会引起电气柜的结露现象。其缺点是价格较高。
 
    目前,市场上出现的电气柜,均设置有用于散热的装置。然而现有的散热装置散热效果欠佳,同时许多散热装置是装在电气柜内的,散热装置在工作时也会产生大量的热量,并且由于电气柜是封闭的,所以在温度过高后也会导致电气柜内的湿度增大,这会让电气柜内的电路出现短路情况,甚至造成电气柜内的电气元件全部烧毁。
 
    因此,研制出一种散热效果好、安全性高、结构简单的电气柜,便成为业内人士亟需解决的问题。
 
2 具体研究内容
 
    针对上述市场上缺乏散热效果好、安全性高、结构简单的电气柜的问题,本文提出一种电气自动化控制的散热式电气柜,能够有效地解决传统电气柜使用时散热效果差、安全性低、结构复杂的问题。
 
    这种电气自动化控制的散热式电气柜,包括柜体和柜门,柜体与柜门之间通过若干铰链相连接。柜体内设有若干层隔板,并且,柜体内部空间通过隔板分隔成若干放置区,此外,柜体与隔板之间设有与隔板相配合的滑块,柜体内侧壁设有若干温度检测器、湿度检测器以及火灾探测器,柜体底端内侧分别设有与湿度检测器以及火灾探测器相配合的除湿器以及干粉灭火装置,并且,隔板下端均设有与干粉灭火装置通过管道连接的灭火喷头,柜体两侧板上均设有若干通风孔,柜体后侧板内侧设有散热管,散热管两端均与设于柜体外的散热器相连接。柜体上端内侧设有若干相互并联的照明灯,柜门内设有与照明灯相配合的门控开关,柜体内侧还设有与通风孔相配合的防虫网,柜门上设有可视窗口,柜体底端设有若干支撑脚。
 
    下图为电气自动化控制的散热式电气柜的结构示意图:

电气自动化控制的散热式电气柜的结构示意图

图1 电气自动化控制的散热式电气柜的结构示意图
 
1-柜体,2-柜门,3-隔板,4-滑块,5-温度检测器,6-湿度检测器,7-火灾探测器,8-除湿器,9-千粉灭火装置,10-灭火喷头,11-通风孔,12-散热管,13-散热器,14-照明灯,15-可视窗口,16-支撑脚
 
3 具体实施方案
 
    电气柜在具体使用时,温度检测器5、湿度检测器6以及火灾探测器7对电气柜内的情况进行监测。当温度过高时,散热器13开始工作并对电气柜进行散热,将散热器13装设在电气柜外,避免了散热器13在运行时自身产生的热量影响电气柜内的温度;在进行散热处理时,湿度检测器6始终处于监测状态,防止因为散热导致的电气柜湿度的增大而造成的电路短路;若湿度检测器6检测到的湿度值高于设定的限定值时,除湿器8会对电气柜内空气进行除湿处理;火灾探测器7则用于监测电气柜内是否出现着火情况,若出现火灾,干粉灭火装置9便会进行自动灭火;通风孔11的防虫网能避免老鼠,蛇,昆虫等进入到电气柜内,影响电气柜的使用或者造成电气柜出现故障甚至毁坏;当人们需要检修或则观察电气柜内的电器设施时,打开柜门2,柜体1内的照明灯14会因为门控开关的作用而点亮,而关上时则会熄灭。
 
4 结束语
 
    综上所述,借助于上述实施方案,通过通风孔11、散热管12以及散热器13的作用,有效地提高了电气柜的散热效果,同时通过温度检测器5、湿度检测器6以及火灾探测器7,有效地提高了电气柜的安全性,并且结构简单,进而使这种电气自动化控制的散热式电气柜拥有更广阔的发展空间。
责任编辑:程玥
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