一種防澇的配電箱及具有該配電箱的地埋式變電站的製作方法

2023-07-23 04:55:06 2

專利名稱：一種防澇的配電箱及具有該配電箱的地埋式變電站的製作方法
技術領域：
本發明涉及配電系統，特別涉及一種防澇配電箱及具有該配電箱的地埋式變電站，能夠在洪水、內澇等自然災難下仍然保障用電安全。
背景技術：
傳統的變電站建設在地平面上，由於變電站需要專門的房建結構，其體形龐大，建設時需要預留較大的安裝空間，其可能會佔據其它必要設施的安裝位置，因此它的安裝條件受到一定的限制，而且變電站的外形比較單調，會破壞小區景觀的美感，影響小區園林整體規劃，使其無法滿足城市美化環境及城市文化建設的需要。基於上述將變電站建設在地平面上的劣勢，很多建設單位在實際施工過程中仍然選擇將變電站建設在地下室中。然而，我國城市建設發展迅速，城市排水等基礎設施建設速度卻明顯滯後於城市建設發展速度，導致城市各種內澇災害頻繁發生，已有許多城市在雨季期間，城市排水管網無法及時將雨水排出而發生水漫街頭，使街市變成一片澤國的境地，對城市供電安全造成了嚴重危害。針對上述情況，現各電網公司均提出供電安全的新要求，其中，為了防範城市內澇災害對變電站的影響，規定配電房不允許建設在建築物地平面以下的地下室中。箱變(預裝式變電站)是指預裝並經過型式試驗的成套設備，主要包括變壓器、高低壓配電櫃、內部連接線(包括電纜、母線等)和輔助裝置，上述元件共用一個封閉外殼。現有的配電方式，主要有配電房、歐式箱變及美式箱變等，這些配電設備均存在以下缺陷即在水浸情況下，水會從變壓器外殼的間隙進入其內部，將變壓器的元件浸泡於水中，從而導致變壓器無法正常運行；雖然，已經出現了能夠滿足浸水運行要求的地下式變壓器，但是，地下式變壓器的高低壓配電櫃、或者配電房、歐式箱變及美式箱變的高低壓配電櫃也無法滿足防範洪澇水位超過地表的洪澇災害的要求。但是，該規定僅僅是洪澇的水面高度不超過地平面時可以確保變電站能夠正常工作的情形，而當現實的洪澇災害發生時，洪澇的水位超過地平面的情況已很多見了，此時變壓站的供電安全無法得到有效的保障。另外，也有採用對配電櫃實施全密封來達到防澇目的的，這種全密封方式是在配電櫃外設置一密閉外殼，然而，其具有以下不足之處(1)配電櫃中的配電元件運行時會散發熱量，但是密封外殼無法進行通風散熱；( 配電設備需要與供電網絡及用電負荷進行安裝和連接，現場施工量很大，而全密封方式需要精密的、專業的施工操作，然而，該部分工作均由施工人員現場完成，因此，密封質量難以保證；C3)配電設備需要在其運行期間進行各種維護及配電元件的維修、更換，但是全密封方式對於電纜更換，增加、減少負荷數量均沒有良好的措施，並且，各配電設備的使用單位一般也沒有現存的密封材料和具備密封方面知識的專業操作人員，所以配電設備在使用後無法成為名副其實的防水設施；(4)全密封結構連接點處的密封工藝十分複雜，使得密封材料的可靠性不高，同時受到施工條件、施工環境及現場使用環境的影響，配電設備工作3 5年後就需要對密封材料進行檢查更換，受使用和檢查人員的影響，很多存在的洩漏隱患根本無法得到全面地消除。所以，全密封方式變成了一種理論上可行卻無法真正付諸於實踐而獲得實際有益效果的措施。

發明內容
本發明的目的之一在於提供一種體積小巧、節省空間、成本較低、能夠防洪澇災害、提供用電保障的防洪配電櫃。本發明第一個目的可以通過以下的技術措施來實現一種能夠防洪澇災害、提供用電保障的防洪配電櫃，包括配電櫃體及用於安裝配電櫃體的配電基礎，所述配電基礎為高於地表的平臺，其特徵在於在所述配電櫃外增設有防水罩，所述防水罩為一外形輪廓與配電櫃體輪廓相適應的底面開口的立體容器，所述防水罩罩括配電櫃使其處於所述防水罩的內腔中，所述防水罩的底部具有進水通道，在洪澇時水位超過配電基礎時作為防水罩的進水通道，在水淹沒防水罩開口處後使防水罩形成密閉的空間。本發明防水罩當有水進入時於其內部形成一密閉空間，利用壓強平衡原理，當該密閉空間內的空氣氣壓與外界大氣壓、水壓之和相等時，護罩內的水平面維持在一定高度而不再上升，以此達到阻擋外界洪水、使配電櫃浸水運行的目的；另外，在配電櫃運行過程中，在常態下能夠通過進水通道進行散熱，而在洪澇發生時又可通過進入防護罩內的水體來散熱。本發明的目的之二在於提供一種具有上述防洪配電櫃的地埋式變電站。本發明第二個目的可以通過以下的技術措施來實現一種具有上述防洪配電櫃的地埋式變電站，包括地下式變壓器及地坑基礎，所述的地下式變壓器設置在地坑基礎內，其特徵在於包括所述的配電櫃，所述地下式變壓器的接線端子通過電纜與所述配電櫃連接。本發明防水罩達到阻擋外界洪水、使配電櫃浸水運行的目的，從而實現對變壓站供電安全的有效保障。作為本發明的一種改進，在所述防水罩上還設有散熱口和水位探測儀，其中，水位探測儀設置在防水罩內下部，所述散熱口上安裝有用於啟閉散熱口的電磁閥，所述水位探測儀監測水位達到設定高度，向電磁閥發送信號使其關閉散熱口以使防水罩內形成密閉空間。作為優選的實施方式，所述的散熱口至少為一個並設置在所述防水罩的上部，所述散熱口與配電櫃頂部的散熱面之間形成對流的通道。可根據具體情況來確定散熱口的數量。本發明的變壓器推薦採用可浸水運行的地下式變壓器；所述地坑基礎為預製式地坑基礎。可廣泛適用於工業區、商業中心、居民小區及高層建築等城鎮中的各種戶內外場所，尤其適合在高樓林立、寸地寸金的城市商業和住宅中心等用電負荷密集且用地面積緊張的地區及洪澇、內澇易發地區。作為本發明的一種改進，所述防水罩由罩體與至少一個罩門組成，所述罩體上具有用於安裝罩門的門洞，所述罩門的邊緣上設有彈性密封圈，所述罩門可拆卸安裝在所述門洞內，所述罩體與罩門之間通過壓緊操作密封二者之間縫隙。在現場採用搭扣完成壓緊密封操作，搭扣的壓緊座分設在罩門與罩體上，施力時作用力方向與罩門平面平行而將罩門與罩體壓緊，即可密封二者之間的間隙。
本發明在維護及進行配電元件的維修、更換時，可通過拆卸罩門來進行維修，採用壓緊方式密封，操作簡單、現場施工量小、無需專業人員操作，受施工條件、施工環境及現場使用環境的影響較小；密封的可靠性高，因此在實際使用過程中不會影響本發明的防澇效^ ο作為優選實施方式，所述防水罩為豎向設置的長方體形，所述罩門為兩個且分別位於所述防水罩的正面及背面上，所述罩門的底邊沿與所述罩體底部的開口邊沿位於同一直線上。為了實現更好的散熱效果，作為本發明的進一步改進，所述的配電櫃與防水罩的內壁之間具有空隙以形成「U」形通風風道，所述通風通道與所述進水通道相通。通過通風通道可實現配電櫃的對流散熱，加強了散熱效果。在上述基礎之上，本發明可做的進一步改進是所述防水罩的外觀形狀與周圍景觀相協調，或者在所述防水罩的頂面及其外圍的地平面上設有與周圍景觀相協調的景觀設施。如柵欄、護欄或者花草等，外形美觀且可與周圍環境相協調而具有整體美感，而且這些景觀設施能夠隱藏和保護進水通道；同時，在所述變壓器的預製地坑基礎頂面上及其外圍的地平面上設有與周圍景觀相協調的景觀設施。從而實現本發明整體外形美觀，能夠與小區園林景觀相融合的目的。所述防水罩由剛性材料製成，可優選採用玻璃鋼等複合材料，也可採用鐵或者鋼材料等。與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果(1)本發明是在配電櫃外增設防水罩，當有水進入時於其內部形成一密閉空間，利用壓強平衡原理，使得護罩內的水平面維持在一定高度而不再上升，以此達到阻擋外界洪水、使配電櫃浸水運行的目的，從而實現對變壓站供電安全的有效保障；可根據洪澇發生時水平面的高度來確定方式罩體的高度，以實現水不會浸沒配電櫃的目的。(2)在配電櫃運行過程中，在常態下能夠通過進水通道散熱，而在洪澇發生時又可通過進入防護罩內的水體來散熱，在上述兩種情況下均能滿足散熱要求。(3)本發明的變壓器採用可浸水運行的地下式變壓器，因此變壓器的大部分位於地平面下，露於地平面上的部分體積小巧，所以可大大節省安裝空間，成本較低。(4)防水罩上用於維修時所用的罩門與罩體間隙通過壓緊裝置壓緊密封，操作簡單、現場施工量小、無需專業人員操作，受施工條件、施工環境及現場使用環境的影響較小，密封的可靠性高；本發明中配電櫃操作與現有配電櫃操作基本相同，完全不受到操作人員能力、素質的影響，只要電工專業人員即可以進行設備安裝、使用及維護。(5)本發明安裝簡便，大大提高了施工效率，而且本發明的佔地面積(小於4m2)與歐式箱變、美式箱變佔地面積(一般為8m2)相比，只有其30 50%，可見佔地面積大大減少，使其在安裝條件方面所受的限制也大幅度降低。(6)常態下，由「U」形通風通道與防水罩上的散熱口同時散熱，可實現較佳的散熱效果，當散熱口上的電磁閥失效時，「U」形通風通道仍能保障散熱的要求，實現雙重散熱保護；當洪澇災害發生時，水進入防水罩內，此時散熱口關閉，配電櫃通過水體散熱。(7)本發明的結構簡單、容易實現，而且實用性較強，尤其適於三相交流IOkV城鄉配電網絡中，可廣泛適用於工業區、商業中心、居民小區及高層建築等城鎮中的各種戶內外
5場所，尤其適合在高樓林立、寸地寸金的城市商業和住宅中心等用電負荷密集且用地面積緊張的地區及洪澇、內澇易發地區。


下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。圖1是本發明的整體結構示意圖；圖2是本發明通過散熱口散熱的示意圖；圖3是本發明通過「U」形通風通道散熱的示意圖；圖4是本發明防水罩工作原理示意圖之一；圖5是本發明防水罩工作原理示意圖之二 ；圖6是本發明實施壓緊操作的示意圖；圖7是搭扣作為壓緊操作零件的示意圖。
具體實施例方式如圖1 3所示，是本發明一種防洪地埋式變電站，包括可浸水運行的地下式變壓器1、配電櫃及預製式地坑基礎3，地下式變壓器1設置在預製式地坑基礎3內，地下式變壓器1的接線端子通過電纜4與配電櫃連接，其中，配電櫃包括配電櫃體21及用於安裝配電櫃體21的配電基礎22，配電基礎22為高於地表的平臺，在配電櫃外增設有防水罩5，防水罩5採用剛性材料製成，防水罩5為一外形輪廓與配電櫃體21輪廓相適應的底面開口的立體容器，防水罩5罩括配電櫃使其處於防水罩5的內腔中，防水罩5的底部具有進水通道7，該進水通道7處於配電基礎22與防水罩5的開口之間，在洪澇時水位超過配電基礎22時作為防水罩5的進水用，在水淹沒防水罩5開口處後使防水罩5形成密閉的空間。配電櫃2與防水罩5的內壁之間具有空隙以形成「U」形通風風道9，通風通道9與進水通道7相通。通過通風通道9可實現配電櫃內的對流散熱，加強了散熱效果。本發明防水罩當有水進入時於其內部形成一密閉空間，利用壓強平衡原理，當該密閉空間內的空氣氣壓與外界大氣壓、水壓之和相等時，護罩內的水平面維持在一定高度而不再上升，以此達到阻擋外界洪水、使配電櫃浸水運行的目的，從而實現對變壓站供電安全的有效保障；配電櫃運行過程中，在常態下能夠通過進水通道7進行散熱，而在洪澇發生時又可通過進入防護罩5內的水體來散熱。如圖4、5所示，當外界水面高度確定，通過以下計算公式即可得知防水罩內水位高度h。圖4所示為水位未浸沒防水罩的情況，而圖5所示為水浸沒防水罩的情況，其原理如下防水罩內壓強與外界壓強平衡P外=P內；P外=PfPgAh，其中，Ptl為外界大氣壓，P為外界液體密度，g為重力加速度，Ah為防水罩內外液面高度差，S卩Ah = H_h;防水罩內氣體壓強P內=nRT/V，其中，η為氣體的量，R為氣體常數，T為環境溫度，V為防水罩的體積，V = S(H-h)。在防水罩5上還設有散熱口和水位探測儀12，在本實施例中，散熱口為兩個，散熱口設置在防水罩5的上部，散熱口與配電櫃頂部的散熱面之間形成對流的通道，水位探測儀12設置在防水罩5下部的內壁上，水位探測儀的設置位置可以做多種變化，還可設置在配電櫃的內、外壁上等位置。散熱口上安裝有用於啟閉散熱口的電磁閥11，水位探測儀12監測水位達到設定高度，向電磁閥11發送信號使其關閉散熱口以使防水罩5內形成密閉空間。當電磁閥11失效時，可通過「U」形通風風道9散熱，實現雙重散熱保護。在本實施例中，防水罩5為豎向設置的長方體形，與配電櫃的外形輪廓相適應，防水罩5由罩體51與兩個罩門52組成，罩門52為兩個且分別位於防水罩5的正面及背面上，罩體51上具有用於安裝罩門的門洞，罩門52的邊緣上設有彈性密封圈10，罩門可拆卸安裝在門洞內，罩門的底邊沿與罩體底部的開口邊沿位於同一直線上，罩體與罩門之間通過壓緊操作密封二者之間縫隙。如圖6、7所示，實施壓緊密封操作採用搭扣8完成，搭扣8為現有零件，主要由壓柄81、壓緊鉤82及壓緊座83組成，其中，壓緊鉤82連接壓緊座83，壓柄81與壓緊鉤82傳動連接，實際操作時，將壓緊座83分設在罩門與罩體上，施力時作用力方向與罩門平面平行而將罩門與罩體壓緊，即可密封二者之間的間隙，搭扣能夠滿足對密封預緊力要求，而且操作簡便，搭扣可平衡地對密封面進行預緊力提供和均勻分配。在防水罩5的頂面上及位於防水罩5外圍的地平面設有與周圍景觀相協調的景觀設施13，如柵欄、護欄或者花草等，外形美觀且可與周圍環境相協調，而且這些景觀設施能夠隱藏和保護進水通道7，另外，防水罩的外觀形狀也與周圍景觀相協調；同時，在變壓器1預製地坑基礎頂面上的及位於其外圍的地平面上也可設有與周圍景觀相協調的景觀設施，從而實現本發明整體外形美觀，能夠與小區園林景觀相融合的目的。在其它實施例中，防水罩的底部開口設置在地平面上，此時進水通道設置在防水罩底部的側壁上；進水通道的開設方式具有多種，如防水罩的底部開口設置在配電基礎外延部分上，通過在該外延部分上開孔以形成進水通道。本發明的實施方式不限於此，根據本發明的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明還具有多種形式的修改、替換或變更，均落在本發明權利保護範圍之內。
權利要求
1.一種防洪配電櫃，包括配電櫃體及用於安裝配電櫃體的配電基礎，所述配電基礎為高於地表的平臺，其特徵在於在所述配電櫃外增設有防水罩，所述防水罩為一外形輪廓與配電櫃體輪廓相適應的底面開口的立體容器，所述防水罩罩括配電櫃使其處於所述防水罩的內腔中，所述防水罩的底部具有進水通道，在發生洪澇水位超過配電基礎時作為進水用，在水淹沒防水罩開口處後使防水罩形成密閉的空間。
2.根據權利要求1所述的地埋式變電站，其特徵在於在所述防水罩上還設有散熱口和水位探測儀，其中，水位探測儀設置在防水罩內下部，所述散熱口上安裝有用於啟閉散熱口的電磁閥，所述水位探測儀監測水位達到設定高度，向電磁閥發送信號使其關閉散熱口以使防水罩內形成密閉空間。
3.根據權利要求2所述的地埋式變電站，其特徵在於所述的散熱口至少為一個並設置在所述防水罩的上部，所述散熱口與配電櫃頂部的散熱面之間形成對流的通道。
4.根據權利要求3所述的地埋式變電站，其特徵在於所述的配電櫃與防水罩的內壁之間具有空隙以形成「U」形通風風道，所述通風通道與所述進水通道相通。
5.根據權利要求4所述的地埋式變電站，其特徵在於所述防水罩由罩體與至少一個罩門組成，所述罩體上具有用於安裝罩門的門洞，所述罩門的邊緣上設有彈性密封圈，所述罩門可拆卸安裝在所述門洞內，所述罩體與罩門之間通過壓緊操作密封二者之間縫隙。
6.根據權利要求5所述的地埋式變電站，其特徵在於所述防水罩為豎向設置的長方體形，所述罩門為兩個且分別位於所述防水罩的正面及背面上，所述罩門的底邊沿與所述罩體底部的開口邊沿位於同一直線上。
7.根據權利要求6所述的地埋式變電站，其特徵在於所述防水罩的外觀形狀與周圍景觀相協調，或者在所述防水罩的頂面及其外圍的地平面上設有與周圍景觀相協調的景觀設施。
8.一種具有如權利要求1 7任一項所述防洪配電櫃的地埋式變電站，包括地下式變壓器及地坑基礎，所述的地下式變壓器設置在地坑基礎內，其特徵在於包括所述的配電櫃，所述地下式變壓器的接線端子通過電纜與所述配電櫃連接。
9.根據權利要求8所述的地埋式變電站，其特徵在於所述地下式變壓器採用可浸水運行的地下式變壓器；所述地坑基礎為預製式地坑基礎。
10.根據權利要求9所述的地埋式變電站，其特徵在於在所述變壓器的預製地坑基礎頂面上及其外圍的地平面上設有與周圍景觀相協調的景觀設施。
全文摘要
本發明公開了一種能夠防洪澇災害、提供用電保障的防洪配電櫃，包括配電櫃體及用於安裝配電櫃體的配電基礎，所述配電基礎為高於地表的平臺，在所述配電櫃外增設有防水罩，所述防水罩為一外形輪廓與配電櫃體輪廓相適應的底面開口的立體容器，所述防水罩罩括配電櫃使其處於所述防水罩的內腔中，所述防水罩的底部具有進水通道，在洪澇時水位超過配電基礎時作為防水罩的進水通道，在水淹沒防水罩開口處後使防水罩形成密閉的空間；還公開了具有上述防洪配電櫃的地埋式變電站。水進入防水罩內形成密閉空間，當密閉空間內空氣壓與外界大氣壓、水壓之和相等時，護罩內水位維持在一定高度而不再上升，達到阻擋外界洪水、使配電櫃浸水運行的目的。
文檔編號H02B7/08GK102570321SQ201110457098
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者馮駿明, 梁軍 申請人:凱地電氣有限公司