一種防爆電氣櫃的製作方法

2023-06-13 15:48:56

一種防爆電氣櫃的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種防爆電氣櫃，包括櫃體，櫃體的門板上固定設置有採用金屬材質製成的通風組件；櫃體上還設置有洩壓口，洩壓處設置有用於將櫃體內危險源爆炸瞬間所產生的高壓氣體定向釋放至櫃體外部的洩壓裝置。這樣通過在電氣櫃櫃體上設置採用金屬材質製成的通風組件，不僅能滿足電氣櫃的散熱需求，更重要的是避免了電氣櫃發生故障爆炸時塑料通風裝置飛出傷人的問題；同時，通過在電氣櫃櫃體上設置可定向洩放高壓氣體的洩壓裝置，以便於在櫃體內故障爆炸瞬間，將櫃體內壓力釋放至櫃體外部，保護外圍維護人員，同時減少高壓氣體對通風組件的衝擊，提高了電氣櫃防爆性能。
【專利說明】一種防爆電氣櫃

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及能源【技術領域】，更具體地說，涉及一種防爆電氣櫃。

【背景技術】
[0002]風能變流器電氣櫃屬於大電流高密度電氣櫃，櫃內發熱量較大。現有的風能變流器電氣櫃中，一般米用風冷散熱方式進行散熱，風冷散熱是一種利用與櫃外空氣對流來實現熱交換的散熱方式，其可有效解決櫃內器件和母線的散熱需求。但是，當採用風冷散熱的變流器出現故障、或因操作不當使變流器發生短路時，櫃內產生的瞬時熱效應以及放電電弧很可能引發爆炸，大量的高溫高壓氣體夾雜著器件碎片會從電氣櫃風道進出口(例如，百葉窗)先行噴射而出，嚴重危害到櫃外操作人員的人身安全與櫃外其它設備的安全，可能造成重大人員傷亡和財產損失。隨著風能功率等級的增大，整機結構的安全性要求也越來越聞。
[0003]而目前風能行業內的變流器電氣櫃基本都不具備洩壓裝置，有些變流器電氣櫃即便設置有洩壓裝置，也只是採用普通的洩壓板設計，也多為破壞封閉型結構。例如，將洩壓板一側使用鋼製緊固件，另一側使用塑料緊固件固定。當櫃內出現故障時，高溫高壓氣體熔化或拉斷塑料緊固件，使洩壓板打開，實現保護功能。但同時，洩壓裝置自身緊固的塑料件碎片以及隨著氣體帶出的器件碎片仍然會危害到櫃外操作人員的人身安全與櫃外其它設備的安全。
[0004]同時，現有的風能變流器電氣櫃中(例如併網櫃)，通風裝置均選用塑膠百葉窗，這種塑膠百葉窗包括固定本體和分離體，其中固定本體與分離體採用卡扣連接。在正常情況下，塑膠百葉窗可滿足通風和防護要求，但是當電氣櫃內器件發生短路或噴弧時，電氣櫃內會產生大量高溫高壓氣體，而採用卡扣連接的塑膠百葉窗的分離體在高溫下會熔融成細小顆粒，同時在高壓氣體的作用下，會脫離塑膠百葉窗固定本體飛出，對周圍的維護人員的造成極大的生命安全威脅。


【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能減少櫃體內爆炸所造成損傷的防爆電氣櫃。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0007]構造一種防爆電氣櫃，包括櫃體，其中，所述櫃體的門板上固定設置有採用金屬材質製成的通風組件；所述櫃體上還設置有洩壓口，所述洩壓口處設置有用於將所述櫃體內危險源爆炸瞬間所產生的高壓氣體定向釋放至所述櫃體外部的洩壓裝置。
[0008]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述洩壓裝置包括設置在所述洩壓口處、並可向所述櫃體外側單向開啟的活動板，和用於對所述活動板施加閉合壓緊力及回彈力的驅動機構；
[0009]所述活動板在所述閉合壓緊力的作用下覆蓋並密封所述洩壓口，且所述驅動機構對所述活動板所施加的閉合壓緊力小於所述櫃體內危險源爆炸時所產生的高壓氣體壓力。
[0010]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述驅動機構為扭矩轉軸；
[0011]所述活動板一端通過所述扭矩轉軸可轉動的連接在所述門板上，所述活動板另一端為自由端。
[0012]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述驅動機構是可產生彈性拉伸力的彈性驅動體；
[0013]所述活動板一端通過鉸鏈連接在所述門板上，所述活動板另一端通過所述彈性驅動體與所述門板相連接。
[0014]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述櫃體的門板上設置有安裝板，所述洩壓口設置在所述安裝板上。
[0015]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述洩壓口處設置有防護網，且所述防護網鉚裝在所述安裝板上靠近所述櫃體內部的一側。
[0016]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述洩壓裝置設置在所述櫃體的頂板、底板或側板上。
[0017]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述洩壓口設置在靠近所述櫃體內危險源的位置，或設置在所述櫃體風道沿途路徑上。
[0018]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述門板上設置有通風口 ；所述通風組件包括金屬圍框和通風葉片，所述通風葉片焊接在所述圍框內；
[0019]所述圍框頂部與所述通風口頂部通過緊固件固定連接，所述通風口底部設置有限位槽，所述圍框底部設置有與所述限位槽相配合、以進行定位的定位件。
[0020]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述通風組件還包括與所述圍框形狀相適配的防塵網；所述圍框底部設置有排水口。
[0021]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述圍框的兩側分別設置有滑槽，所述防塵網上設置有配合嵌入所述滑槽內的凸稜；
[0022]所述圍框上還設置有銷釘，所述防塵網上設置有銷釘孔，所述銷釘與所述銷釘孔相配合鎖定所述防塵網。
[0023]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述通風葉片由鈑金件衝裁、並折彎預定角度而成，所述預定角度大於0°小於180°。
[0024]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述通風組件為直接在所述櫃體的門板上衝壓形成的通風孔。
[0025]本發明所述的防爆電氣櫃，其中，所述通風組件設置在所述櫃體的正面門板或側面門板上。
[0026]本發明的有益效果在於:通過在電氣櫃櫃體上設置採用金屬材質製成的通風組件，不僅能滿足電氣櫃的散熱需求，更重要的是避免了電氣櫃發生故障爆炸時塑料通風裝置飛出傷人的問題；同時，通過在電氣櫃櫃體上設置可定向洩放高壓氣體的洩壓裝置，以便於在櫃體內故障爆炸瞬間，將櫃體內壓力釋放至櫃體外部，保護外圍維護人員，同時減少高壓氣體對通風組件的衝擊，提高了電氣櫃防爆性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0028]圖1是本發明較佳實施例的設置在電氣櫃門板或安裝板上的洩壓裝置結構大體示意圖；
[0029]圖2是本發明較佳實施例的設置有防護網的洩壓裝置大體結構示意圖；
[0030]圖3是圖2中帶轉軸式活動板的洩壓裝置側面結構示意圖；
[0031]圖4是本發明另一實施例的帶反向拉伸式活動板的洩壓裝置側面結構示意圖；
[0032]圖5是本發明另一實施例的帶正向拉伸式活動板的洩壓裝置側面結構示意圖；
[0033]圖6是本發明另一實施例的帶推壓式活動板的洩壓裝置側面結構示意圖；
[0034]圖7是本發明較佳實施例的洩壓裝置在兩個櫃體之間安裝結構示意圖；
[0035]圖8是本發明較佳實施例的通風組件正面結構示意圖；
[0036]圖9是本發明較佳實施例的通風組件立體結構示意圖；
[0037]圖10是本發明較佳實施例的通風組件反面結構示意圖；
[0038]圖11是本發明較佳實施例的通風組件的通風葉片結構示意圖；
[0039]圖12是圖11中通風葉片局部放大示意圖；
[0040]圖13是本發明較佳實施例的通風組件在電氣櫃門板上安裝結構示意圖一；
[0041]圖14是本發明較佳實施例的通風組件在電氣櫃門板上安裝結構示意圖二 ；
[0042]圖15是本發明另一實施例的通風組件的防塵網安裝結構示意圖；
[0043]圖16是安裝有本發明較佳實施例的通風組件及洩壓裝置的電氣櫃結構示意圖。

【具體實施方式】
[0044]本發明較佳實施例的防爆電氣櫃結構如圖7和圖16，同時參閱圖1，包括櫃體61，櫃體61的門板30上固定設置有採用金屬材質製成的通風組件10 ;櫃體61的門板30上還設置有洩壓口 32 ;洩壓口 32處設置有用於將櫃體61內危險源爆炸瞬間所產生的高壓氣體定向釋放至櫃體61外部的洩壓裝置20。即，整個通風組件均為金屬材質，這樣不僅能滿足電氣櫃的散熱需求，更重要的是避免了電氣櫃發生故障爆炸時塑料通風裝置飛出傷人的問題；同時，通過在電氣櫃櫃體61上設置可定向洩放高壓氣體的洩壓裝置20，以便於在櫃體61內故障爆炸瞬間，將櫃體61內壓力釋放至櫃體61外部，保護外圍維護人員，同時減少高壓氣體對通風組件10的衝擊。
[0045]進一步地，上述實施例中的洩壓裝置20如圖1、圖2和圖3所示，同時參閱圖7，包括設置在洩壓口 32處、並可向櫃體61外側單向開啟的活動板21，和用於對活動板21施加閉合壓緊力及回彈力的驅動機構22 ;活動板21在閉合壓緊力的作用下覆蓋並密封洩壓口32，且驅動機構22對活動板21所施加的閉合壓緊力小於櫃體61內危險源爆炸時所產生的高壓氣體壓力。當櫃內因故障發生爆炸時，櫃內的高壓氣體將活動板21向櫃體61外側推開沿圖1和圖2中箭頭所示方向進行快速安全洩壓，且隨著爆破氣流推開活動板21，櫃內壓力逐漸降低，對活動板21的作用力減小，當櫃內壓力小於驅動機構22對活動板21施加的閉合壓緊力時，活動板21會復位至閉合狀態，實現自動復位，阻擋外部空氣再流入櫃內，既可有效阻擋櫃內器件碎片，也不會存在洩壓裝置自身損壞所產生的碎片，實現安全快速洩壓，提高了電氣櫃的防爆安全性，不僅適用於風能變流器電氣櫃，也同樣適用於其他具有爆炸風險的電氣櫃。
[0046]同時,如圖1和圖2所示，同時參閱圖7,由於上述實施例中的活動板21隻能向櫃體61外側單向開啟，即由櫃內的爆炸源側A向櫃外的洩放側B單向開啟，不能反向推開，當洩放側B (即電氣櫃外側)發生事故的同時，爆炸源側A (即電氣櫃內側)也有危險源存在時，不會因為櫃體61外側壓力反向打開活動板21，造成連鎖爆炸，進一步提高了櫃體61的防爆安全性。
[0047]在進一步的實施例中，如圖3所示，同時參閱圖2和圖7，上述洩壓裝置20的驅動機構22為扭矩轉軸；活動板21 —端通過扭矩轉軸可轉動的連接在門板30上，活動板21另一端為自由端。扭矩轉軸可提供活動板21閉合時的壓緊力和開啟後回彈的作用力，活動板21的開啟角度受扭矩轉軸的扭力限制，開度越大時，扭矩越大，而爆破氣流隨著活動板21開度的增大，壓力會變小，使得爆破氣流的壓力不足以將活動板21彎曲開啟，因此活動板21的開度一般不會超過90°，使得氣流沿活動板21開啟方向定向噴射，實現安全洩放。
[0048]在進一步的實施例中，如圖4和圖5所示，同時參閱圖2和圖7，上述洩壓裝置20的驅動機構22是可產生彈性拉伸力的彈性驅動體，例如彈簧；活動板21 —端通過鉸鏈23連接在門板30上，活動板21另一端通過彈性驅動體與門板30相連接。彈性驅動體所產生的彈性拉伸力可提供活動板21閉合時的壓緊力和開啟後回彈的作用力。其中，彈性驅動體在門板30上的連接位置可有多種，只需其能提供上述壓緊力和回彈力即可。例如，如圖4所示,可將彈性驅動體連接在門板30上靠近櫃體61內的一側,從反向拉伸活動板21 ;或者,如圖5所示,可將彈性驅動體連接在門板30上靠近櫃體61外的一側,從正向拉伸活動板21。
[0049]上述實施例中，如圖3和圖4所示，同時參閱圖2和圖7，洩壓裝置20的活動板21集洩壓、導向功能於一體，即通過一塊活動板21同時實現洩壓和導向的功能。優選地，上述活動板21靠近櫃體61內一側面中部213凸起，且凸起部分形狀大小與洩壓口 32形狀大小相適配，以減小活動板21閉合時與洩壓口 32邊沿處的間隙。
[0050]在另一實施例中，如圖6所示，同時參閱圖2和圖7，洩壓裝置20的活動板21包括與門板30固定連接、用於對洩放氣流進行導向的導向板211，以及包括與導向板211活動連接、用於覆蓋並密封洩壓口 32的洩壓罩板212 ;驅動機構22為可對洩壓罩板212產生閉合壓緊力的推壓彈性頂杆，洩壓罩板212通過推壓彈性頂杆與導向板211連接。即，將活動板21的洩壓和導向功能分為兩塊板實現，導向板211固定不動，洩壓罩板212可在高壓下打開、並在推壓彈性頂杆作用下回復閉合。其中，推壓彈性頂杆可以是彈簧，也可以是液壓頂杆，數量可以是一個、兩個或多個。
[0051 ] 具體地，如圖6所示，同時參閱圖2和圖7，上述實施例中的導向板211包括用於連接門板30的固定部2111，固定部2111與門板30連接後形成一端開口的腔體24，洩壓罩板212和推壓彈性頂杆設置在腔體24內。其中，上述腔體24可以是任意形狀大小的腔體，例如長方體、球體等，只需能容納安裝推壓彈性頂杆和洩壓罩板212，並容許洩壓罩板212有足夠活動空間即可。腔體24的開口端設置有用於對洩放氣流進行導向的導向部2112，導向部2112可以是一個喇叭狀的開口，以對洩放出來的高壓氣流進行導向。
[0052]上述各實施例中，洩壓口 32可直接設置在櫃體61門板30上，也可如圖7所示，在櫃體61的門板上設置安裝板33，將洩壓口設置在安裝板33上。即，前述各實施例中的門板30可全部由一塊安裝板33替代，安裝板33的大小形狀與櫃體61側面預留的需要進行密封的開口大小形狀相適配，電氣櫃側面其餘地方由其他部件或板進行密封。
[0053]上述洩壓裝置20可根據需要安裝在櫃體61的頂部、底部或側面，但是不能放置在櫃體61的正門、外側門等人員操作面或觀察面，以免造成誤傷。當安裝在櫃體61的頂部時，上述安裝板33及洩壓口 32 —周必須粘貼密封條進行密封；當安裝在櫃體61底部時，需根據電氣櫃防護等級選擇性進行粘貼密封。
[0054]進一步地，如圖2所示，在上述實施例中的洩壓口 32處設置有防護網321，防護網321可有效阻擋櫃內器件碎片，防止碎片從洩壓口飛出，進一步減小爆炸所造成的損失，同時也可防止維護人員擅自開啟活動板21。
[0055]優選地，將防護網321鉚裝在櫃體61的門板30或安裝板33上靠近櫃體61內部的一側，以防止高壓氣流的衝擊力使鉚釘斷裂導致防護網321脫落。
[0056]優選地，上述洩壓口 32 (或洩壓裝置20)設置在靠近櫃體61內爆炸源的位置，以便於及時洩壓。
[0057]更優選地，上述洩壓口 32 (或洩壓裝置20)設置在櫃體61風道沿途路徑上，以確保櫃內洩壓通道通暢，實現安全洩壓。
[0058]上述實施例中的洩壓裝置20還可安裝在兩個櫃體61之間。當安裝於兩個電氣櫃之間時，如圖7所示，位於洩放側B的電氣櫃必須有安全的二次對外洩壓出口，以確保櫃內洩壓通道通暢，實現安全洩壓。當爆炸源側A危險源70發生爆炸時，先通過上述實施例的洩壓裝置20進行一次膨脹降壓，並由洩壓裝置20的導向功能將氣流從洩放側B電氣櫃的安全風道口 80噴出，此時氣體經過二次膨脹釋放能量，對外衝擊力進一步大大減弱。
[0059]在更進一步的實施例中，櫃體61的門板30上設置有通風口 31 ;通風組件10結構如圖8、圖9和圖10所示，同時參閱圖11、圖12、圖13和圖16，該通風組件10包括金屬圍框11和通風葉片12，通風葉片12焊接在圍框11內，圍框11頂部設置有用於與櫃體61通風口 31頂部通過緊固件13固定連接的固定孔111，例如通過螺釘等進行固定連接。這樣通過採用焊接的圍框11和通風葉片12，提高了通風組件10的強度，同時通過採用緊固件13將通風組件10固定在櫃體61通風口 31處，使其不會因為高壓氣體或爆炸而脫離櫃體61，降低了電氣櫃內突發性爆炸對維護人員造成的生命威脅，且結構簡單、易於裝配。
[0060]優選地，上述實施例中，如圖11和圖12所示，通風葉片12由鈑金件121衝裁、並折彎預定角度而成，且預定角度大於0°小於180°，可滿足不同的通風面積需求，工藝簡單，且加工成本低。
[0061]進一步地，上述實施例中，如圖14所示，同時參閱圖9、圖13和圖16，在電氣櫃通風口 31底部設置有限位槽311，圍框11底部設置有與電氣櫃通風口 31底部的限位槽311相配合、以進行定位的定位件114，該定位件114可以是與限位槽311形狀適配的突起結構。將上述通風組件10安裝在櫃體61上時，先將該定位件114放置於限位槽311內，然後將圍框11頂部通過緊固件13與櫃體61固定連接即可，操作方便，便於維護，且採用螺釘等緊固件連接可保證通風組件10連接可靠，安全性高，不會因為爆炸產生的高壓氣體而脫離電氣櫃。
[0062]進一步地,如圖13所示，同時參閱圖9,上述實施例中的通風組件10還包括與圍框11形狀相適配的防塵網40，防塵網40設置在圍框11上靠近櫃體61的一側，可根據不同的防護性能要求選擇配置不同等級的防塵網40。
[0063]上述實施例中，防塵網40可與圍框11相連接，具體連接方式可以是多種，例如採用螺釘固定連接、卡接等。
[0064]優選地，如圖10所示，在圍框11四周均設置有凹部113，防塵網40的嵌入凹部113內，即將防塵網40與圍框11相嵌合。安裝時，只需將防塵網40對應嵌入圍框11內，需要拆卸時再從中取出即可。
[0065]更優選地，如圖15所示，同時參閱圖9，在圍框11的兩側分別設置有滑槽(未圖示)，防塵網40上設置有配合嵌入滑槽內的凸稜41 ;圍框11上還設置有銷釘50，防塵網40上設置有銷釘孔(未圖示)，銷釘50與銷釘孔相配合鎖定防塵網40。在維護防塵網40時，只需鬆開圍框11上的限位銷釘50，將防塵網40沿滑槽抽出即可，更加便於更換防塵網40。
[0066]進一步地，如圖9所示，上述通風組件10的圍框11底部設置有排水口 112，以便於通風組件10內的水排出，排水口 112的個數可根據需要設定。
[0067]上述各實施例中，如圖9所示，同時參閱圖16，圍框11和通風葉片12的尺寸可根據櫃體61不同位置散熱性能要求而設定，在此不做限制。
[0068]綜上所述，本發明通過在電氣櫃櫃體61上設置採用金屬材質製成的通風組件10，不僅能滿足電氣櫃的散熱需求，更重要的是避免了電氣櫃發生故障爆炸時塑料通風裝置飛出傷人的問題；同時，通過在電氣櫃櫃體61上設置可定向洩放高壓氣體的洩壓裝置20，以便於在櫃體61內故障爆炸瞬間，將櫃體61內壓力釋放至櫃體61外部，保護外圍維護人員，同時減少高壓氣體對通風組件10的衝擊，提高了電氣櫃防爆性能。
[0069]應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種防爆電氣櫃，包括櫃體(61),其特徵在於,所述櫃體(61)的門板(30)上固定設置有採用金屬材質製成的通風組件(10)； 所述櫃體(61)上還設置有洩壓口(32)，所述洩壓口(32)處設置有用於將所述櫃體(61)內危險源爆炸瞬間所產生的高壓氣體定向釋放至所述櫃體(61)外部的洩壓裝置(20)。
2.根據權利要求1所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述洩壓裝置(20)包括設置在所述洩壓口(32)處、並可向所述櫃體(61)外側單向開啟的活動板(21)，和用於對所述活動板(21)施加閉合壓緊力及回彈力的驅動機構(22); 所述活動板(21)在所述閉合壓緊力的作用下覆蓋並密封所述洩壓口(32)，且所述驅動機構(22)對所述活動板(21)所施加的閉合壓緊力小於所述櫃體(21)內危險源爆炸時所產生的高壓氣體壓力。
3.根據權利要求2所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述驅動機構(22)為扭矩轉軸； 所述活動板(21) —端通過所述扭矩轉軸可轉動的連接在所述門板(30)上,所述活動板(21)另一端為自由端。
4.根據權利要求2所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述驅動機構(22)是可產生彈性拉伸力的彈性驅動體； 所述活動板(21) —端通過鉸鏈連接在所述門板(30)上，所述活動板(21)另一端通過所述彈性驅動體與所述門板(30)相連接。
5.根據權利要求2所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述櫃體(61)的門板(30)上設置有安裝板(33)，所述洩壓口( 32)設置在所述安裝板(33)上。
6.根據權利要求5所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述洩壓口(32)處設置有防護網(321)，且所述防護網(321)鉚裝在所述門板(30)或安裝板(33)上靠近所述櫃體(61)內部的一側。
7.根據權利要求2所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述洩壓裝置(20)設置在所述櫃體(61)的頂板、底板或側板上。
8.根據權利要求1所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述洩壓口(32)設置在靠近所述櫃體(61)內危險源的位置，或設置在所述櫃體(61)風道沿途路徑上。
9.根據權利要求1所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述門板(30)上設置有通風口(31)； 所述通風組件(10)包括金屬圍框(11)和通風葉片(12)，所述通風葉片(12)焊接在所述圍框(11)內； 所述圍框(11)頂部與所述通風口(31)頂部通過緊固件(13)固定連接，所述通風口(31)底部設置有限位槽(311)，所述圍框(11)底部設置有與所述限位槽(311)相配合、以進行定位的定位件(I 14)。
10.根據權利要求9所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述通風組件(10)還包括與所述圍框(11)形狀相適配的防塵網(40);所述圍框(11)底部設置有排水口(112)。
11.根據權利要求10所述的防爆電氣櫃，其特徵在於，所述圍框(11)的兩側分別設置有滑槽，所述防塵網(40 )上設置有配合嵌入所述滑槽內的凸稜(41); 所述圍框(11)上還設置有銷釘(50)，所述防塵網(40)上設置有銷釘孔，所述銷釘(50) 與所述銷釘孔相配合鎖定所述防塵網(40)。
【文檔編號】H02B1/56GK104283132SQ201310275140
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月2日 優先權日:2013年7月2日
【發明者】劉軍, 白曉峰, 聶鵬, 何淨 申請人:艾默生網絡能源有限公司