一種可自動調節頂蓋的太陽能多功能配電箱的製作方法

2023-12-05 19:47:56 1

本實用新型涉及電力設備技術領域，具體是指一種可自動調節頂蓋的太陽能多功能配電箱。

背景技術：

配電箱是按電氣接線要求將開關設備、測量儀表、保護電器和輔助設備集中組裝，對用電設備進行可控的配電作業，並對線路的短路、過載和漏電起到保護作用的封閉或半封閉金屬櫃。由於箱體內裝設有斷路器、電容器等電氣元件，合格的配電箱需具有防雨功能。

防水等級分為8個等級，分別為IPX1~IPX8，嚴酷等級依次提高。戶外配電箱的防水等級一般在IPX3級。一般市場上常規的戶外配電櫃的防雨措施通常為在機櫃頂部增加一個防雨的帽簷型頂蓋。在機櫃櫃體與櫃門處粘貼防水膠條，起到防雨效果。

綜上，常規戶外配電櫃的結構形式在一般情況下具有較好防水效果，但防水效果僅限於雨量、風量較小和配電櫃門處於關閉狀態時。當大風和暴雨造成非常惡劣的情況時，固定位置的防雨頂蓋不能保證全風況、全雨況下的防雨效果，尤其是在操作人員打開配電箱進行維修作業的時候。此時，雨水會進入櫃體內部，導致設備間、設備與操作人員間發生短路和觸電危險，嚴重危及操作人員人身安全。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足之處，本實用新型提供了一種可自動調節頂蓋的太陽能多功能配電箱，其充分利用可再生能源太陽能，以太陽能電池板作為頂蓋，晴天模式時調節頂蓋為太陽能的最佳光照傾角，同時起到遮擋光照防止變電箱過熱的作用；雨天模式時利用太陽能電池供電，使用傳感器追蹤雨水角度，最大限度遮擋雨水，使操作人員能夠在雨天時打開配電箱進行維修作業，其具有充分利用可再生能源太陽能、防雨效果突出等特點。

為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案：

一種可自動調節頂蓋的太陽能多功能配電箱，其特徵在於：包括矩形箱體和控制器，所述矩形箱體前面設有對開的箱門，矩形箱體頂部設有頂蓋，所述頂蓋與矩形箱體頂部通過轉軸相連，所述矩形箱體上設有與轉軸相連的伺服電機，通過伺服電機可帶動轉軸和頂蓋旋轉；所述頂蓋上設有太陽能發電模塊和雨水角度測量模塊，所述太陽能發電模塊包括太陽能電池板、太陽能儲能電池和向日傾角跟蹤裝置，所述太陽能電池板所發電量儲存在太陽能儲能電池內，所述向日傾角跟蹤裝置測得太陽光照傾角數據傳遞給控制器；所述雨水角度測量模塊測量下雨時雨水下落角度並將數據傳遞給控制器，所述控制器通過控制伺服電機的運轉來控制頂蓋的傾角。

作為改進，所述雨水角度測量模塊為微型力學傳感器。

作為改進，所述伺服電機與轉軸通過齒輪傳動相連。

與現有技術相比，本實用新型具有以下特點：

1、本實用新型通過在傳統固定的變電箱防雨頂蓋中加入由太陽能發電模塊、最佳光照傾角控制模塊、雨水角度測量模塊、頂蓋角度調節機構和控制器等模塊組成的控制系統，起到晴天自動發電及遮陽、雨天自動防雨的作用。

2、本實用新型太陽能發電過程在正常運行中完成，實現了電能的自產自銷，不需採用額外的電能供電。

3、本裝置的頂蓋的角度以一定的測量和控制周期隨著雨水和風的方向調整，可最大程度下保護配電箱沒有雨水進入。

4、本實用新型具有兩種模式：晴天模式時調節頂蓋為太陽能的最佳光照傾角，同時起到遮擋光照防止變電箱過熱的作用；雨天模式時利用太陽能電池供電，使用微型力學傳感器追蹤雨水角度，最大限度遮擋雨水，使操作人員能夠在雨天時打開配電箱進行維修作業，其具有充分利用可再生能源太陽能、防雨效果突出等特點。

附圖說明

圖1是本實用新型結構示意圖。

圖2是本實用新型頂蓋與矩形箱體連接示意圖。

圖3是本實用新型配電箱太陽能頂蓋控制系統的原理示意圖。

1-矩形箱體，2-箱門，3-太陽能電池板，4-頂蓋，5-太陽能儲能電池，6-向日傾角跟蹤裝置，7-微型力學傳感器，8-伺服電機，9-齒輪，10-轉軸，11-單刀雙擲開關。

具體實施方式

參見圖1和圖2，一種可自動調節頂蓋的太陽能多功能配電箱，包括矩形箱體1和控制器，所述矩形箱體1前面設有對開的箱門2，矩形箱體1頂部設有頂蓋4，所述頂蓋4與矩形箱體1頂部通過轉軸10相連，所述矩形箱體1上設有與轉軸10相連的伺服電機8，通過伺服電機可帶動轉軸10和頂蓋4旋轉；所述頂蓋4上設有太陽能發電模塊和雨水角度測量模塊，所述太陽能發電模塊包括太陽能電池板3、太陽能儲能電池5和向日傾角跟蹤裝置6，所述太陽能電池板3所發電量儲存在太陽能儲能電池5內，所述向日傾角跟蹤裝置6測得太陽光照傾角數據傳遞給控制器；所述雨水角度測量模塊測量下雨時雨水下落角度並將數據傳遞給控制器，所述控制器通過控制伺服電機8的運轉來控制頂蓋4的傾角。

所述雨水角度測量模塊為微型力學傳感器7。

所述伺服電機8與轉軸10通過齒輪9傳動相連。

所述太陽能儲能電池5與雨水角度測量模塊和伺服電機8由電氣迴路相連供電，所述向日傾角跟蹤裝置6、雨水角度測量模塊由一單刀雙擲開關11與太陽能發電模塊相連。

無雨的天氣下，微型力學傳感器7測得傳感器測量平面壓力為0，控制器控制本裝置進入晴天模式，單刀雙擲開關11將向日傾角跟蹤裝置6支路連通，控制器根據向日傾角跟蹤裝置6測得數據控制伺服電機8帶動頂蓋4轉動至最佳光照傾角時的角度，此時太陽能電池板3發電量最大，並且帶動頂蓋4對矩形箱體1遮擋陽光效果最好，避免配電櫃因陽光直射發熱對內部電氣設備造成損害。

雨水天氣下，微型力學傳感器7測得傳感器測量平面壓力不為0，通過控制器控制伺服電機8驅動頂蓋4轉動直到微型力學傳感器7測得壓力最大，由於雨水和風在與傳感器測量平面垂直時對該平面產生的壓力最大，因此頂蓋4此時角度為頂蓋4能夠遮住的最大雨量的位置。頂蓋4的角度以一定的測量和控制周期隨著雨水和風的方向調整，可最大程度下保護配電箱沒有雨水進入。本裝置所有控制和運轉的電能由太陽能儲能電池5供電，因此不需要提供額外的電能就完成配電箱頂蓋的可自動調節，相對於普通固定遮雨頂蓋具有更好的防雨效果。

以上所述為本實用新型的最佳實施例，並非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍落入本實用新型的保護範圍內。