［摘 要］高壓開關(guān)柜是配網(wǎng)中的重要電氣設(shè)備，因受潮引起絕緣性能下降是開關(guān)柜常見的安全故障之一。傳統(tǒng)的加熱除濕方法由于開關(guān)柜內(nèi)部空氣流通性差，其熱量無法快速擴(kuò)散，導(dǎo)致加熱效率低，除濕效果差。為此，提出一種帶有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜，在傳統(tǒng)加熱除濕原理的基礎(chǔ)上，引入吸風(fēng)機(jī)構(gòu)，通過控制開關(guān)使加熱器和吸風(fēng)機(jī)構(gòu)互相配合，可有效解決開關(guān)柜內(nèi)由于加熱裝置產(chǎn)生的熱濕空氣淤積問題，并通過模擬試驗(yàn)論證了該方法可以提高除濕效率，提升裝置的使用壽命。

［關(guān)鍵詞］開關(guān)柜；除濕裝置；加熱器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

［中圖分類號(hào)］TM507 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）09–0040–03

1 技術(shù)背景

開關(guān)柜又稱成套配電裝置，是電氣設(shè)備中至關(guān)重要的裝置，承擔(dān)著電能匯集、電氣線路分配、計(jì)量和保護(hù)等多項(xiàng)功能。大多數(shù)開關(guān)柜采用金屬封閉式結(jié)構(gòu)，在潮濕環(huán)境下，開關(guān)柜內(nèi)的電氣設(shè)備容易因受潮而發(fā)生局部放電，導(dǎo)致絕緣損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)等電網(wǎng)安全事故。因此，除濕在開關(guān)柜中顯得尤為重要。

目前，國(guó)內(nèi)外常見的高壓開關(guān)柜除濕手段中，加熱除濕是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用且穩(wěn)定的方法，備受推崇。然而，在實(shí)際應(yīng)用中加熱除濕存在一定弊端，其僅通過加熱柜體內(nèi)潮濕空氣進(jìn)行除濕，無法實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)外空氣的有效交換，導(dǎo)致柜內(nèi)熱濕空氣無法及時(shí)排出，仍存在受潮放電的風(fēng)險(xiǎn)。

為提升除濕效率，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，文章提出了一種帶有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜。在傳統(tǒng)加熱除濕原理基礎(chǔ)上，引入了吸風(fēng)機(jī)構(gòu)，通過控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)加熱與吸風(fēng)的協(xié)同作用，打造出具有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜。這一設(shè)計(jì)將有效改善開關(guān)柜內(nèi)部濕度問題，并通過增加帶有過濾網(wǎng)的多個(gè)進(jìn)氣孔阻止開關(guān)柜內(nèi)外空氣交換時(shí)灰塵的進(jìn)入，提高設(shè)備運(yùn)行安全性，為電網(wǎng)運(yùn)行提供可靠保障。

2 技術(shù)方案

2.1 帶有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜結(jié)構(gòu)介紹

具有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜結(jié)構(gòu)如圖1 所示，其設(shè)計(jì)巧妙，從功能上劃分為6 大部分，包括柜體、承托機(jī)構(gòu)、加熱機(jī)構(gòu)、吸風(fēng)機(jī)構(gòu)、箱板及控制開關(guān)。

2.1.1 柜體

開關(guān)柜的主體部分是由堅(jiān)固金屬構(gòu)成的柜體，承載并保護(hù)內(nèi)部各功能組件。柜體的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足高度耐腐蝕、高強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能良好等要求，以確保設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1.2 承托機(jī)構(gòu)

承托機(jī)構(gòu)由3 個(gè)固定座、每個(gè)固定座內(nèi)部插接的固定柱、每根固定柱的圓周表面由上至下可拆卸安裝的兩個(gè)承托板，以及每根固定柱圓周表面活動(dòng)安裝的緊固件組成。其作用在于對(duì)柜內(nèi)其他機(jī)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)固支持，提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)的平衡和可靠性。

2.1.3 加熱機(jī)構(gòu)

加熱機(jī)構(gòu)包括加熱框、沿其高度方向均勻設(shè)置的5 組進(jìn)氣孔及加熱框內(nèi)部的3 塊加熱板。這一部分的設(shè)計(jì)旨在通過加熱板對(duì)柜體內(nèi)的濕氣進(jìn)行蒸發(fā)，以達(dá)到除濕效果。進(jìn)氣孔的設(shè)置使得外部空氣能夠流入加熱框，形成良好的對(duì)流環(huán)境，提高除濕效率。

2.1.4 吸風(fēng)機(jī)構(gòu)

吸風(fēng)機(jī)構(gòu)由風(fēng)罩、風(fēng)罩下面的兩個(gè)固定板、連接管、抽氣管、抽風(fēng)機(jī)及排風(fēng)管組成。這一設(shè)計(jì)旨在通過吸風(fēng)機(jī)制加速柜體內(nèi)外空氣的交換，進(jìn)而加速除濕過程。固定板和連接管的合理設(shè)置有效控制了進(jìn)氣方向，確保了空氣交換的有序進(jìn)行。

2.1.5 箱板

箱板作為柜體的外殼，不僅提供美觀的外觀，同時(shí)對(duì)柜體內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步的隔離和保護(hù)，防范外部灰塵和濕氣的侵入。

2.1.6 控制開關(guān)

控制開關(guān)位于柜體左側(cè)的上方，通過電線連接并控制加熱板的開關(guān)狀態(tài)。其設(shè)計(jì)考慮到對(duì)加熱機(jī)構(gòu)的智能化控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)除濕過程的精準(zhǔn)操控。

2.2 帶有除濕和散熱功能新型開關(guān)柜的工作原理

新型開關(guān)柜通過加熱機(jī)構(gòu)和吸風(fēng)機(jī)構(gòu)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)除濕與散熱功能。

2.2.1 加熱機(jī)構(gòu)與吸風(fēng)機(jī)構(gòu)

加熱機(jī)構(gòu)和吸風(fēng)機(jī)構(gòu)是該開關(guān)柜裝置的核心組成部分。加熱機(jī)構(gòu)通過加熱板的工作原理，對(duì)進(jìn)入柜體內(nèi)的潮濕空氣進(jìn)行加熱，從而實(shí)現(xiàn)了除濕的效果。同時(shí)，吸風(fēng)機(jī)構(gòu)通過抽風(fēng)機(jī)的作用，將柜體內(nèi)的濕熱空氣抽出至柜體外，形成一進(jìn)一出的雙重除濕保障。同時(shí)加熱板停止工作，而吸風(fēng)機(jī)構(gòu)繼續(xù)工作，則能夠?qū)崿F(xiàn)散熱的目的，使得開關(guān)柜具備除濕和散熱的功能，可以有效解決開關(guān)柜內(nèi)由于加熱裝置產(chǎn)生的熱濕空氣淤積問題，這種設(shè)計(jì)架構(gòu)有效降低了潮濕環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備絕緣性能的損害風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.2 承托機(jī)構(gòu)

裝置的承托機(jī)構(gòu)采用了固定座、固定柱、承托板及緊固件等多元件組合，確保了設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的牢固穩(wěn)定。固定座的作用在于保證固定柱的穩(wěn)定性，而固定柱和緊固件的協(xié)同作用則實(shí)現(xiàn)了對(duì)承托板的安全固定。通過調(diào)整緊固件在固定柱圓周表面的高度位置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)承托板內(nèi)部高度的變化，提高了裝置對(duì)不同元件的承托適應(yīng)性，從而增強(qiáng)了實(shí)用性。

2.2.3 智能化控制

當(dāng)控制開關(guān)開啟時(shí)，加熱機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，通過進(jìn)氣孔引入外部氣體，經(jīng)由加熱板升溫后對(duì)柜體內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)除濕。同時(shí)，設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣孔，通過過濾網(wǎng)有效過濾進(jìn)入的空氣，防止外界灰塵的進(jìn)入。

3 試驗(yàn)結(jié)果

將文章提出的新型開關(guān)柜與傳統(tǒng)的加熱器除濕方案通過試驗(yàn)?zāi)M進(jìn)行除濕效果對(duì)比，在保證其他環(huán)境因素一致前提下，在不同溫濕度條件下，對(duì)比結(jié)果見表1。

由表1 可知，在同一環(huán)境溫度和環(huán)境濕度下，帶有除濕和散熱功能的新型開關(guān)柜柜內(nèi)溫度和濕度與環(huán)境溫濕度相比有明顯降低，與傳統(tǒng)的加熱器相比在除濕和散熱方面有一定的優(yōu)化。在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)濕度的同時(shí)，兼具了散熱的有效性。在濕度控制達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的前提下，該裝置能夠順利實(shí)現(xiàn)散熱效果，為在潮濕環(huán)境中的電氣設(shè)備提供了更為可靠和高效的保護(hù)手段。

4 結(jié)束語

新型開關(guān)柜的設(shè)計(jì)充分考慮了除濕和散熱的需要，通過智能化控制提高了開關(guān)柜裝置的可靠性、安全性和使用壽命，具有重要的實(shí)用性和可行性。

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