Воздушно-изолированная интеллектуальная вакуумная кольцевая главная панель
Техническая область
Полезная модель относится к технической области секционных шкафов, а именно к воздушно-изолированному интеллектуальному вакуумному секционному шкафу.
Фон искусства
Секционный шкаф - это электрическое устройство, которое объединяет высоковольтное коммутационное оборудование в металлический корпус или собирает его в интервальный секционный источник питания. Он образует систему, соединяя шины различных выходных шкафов, с ядром, состоящим из нагрузочных выключателей и предохранителей. Он характеризуется простой конструкцией, небольшими размерами, низкой стоимостью, отличными параметрами питания и высокой безопасностью.
Воздушно-изолированные секционные шкафы (также известные как полуизолированные секционные шкафы) используют сухой воздух в качестве изоляционной и дугогасящей среды. Их производительность превосходит SF6 газ, не вызывая загрязнения окружающей среды. Высоковольтные живые выключатели размещены в герметичной воздушной камере с постоянным давлением, не зависящим от окружающей среды, что делает их пригодными для специальных областей, таких как плато, солончаки, соленые районы и влажные места.
В существующих технологиях воздушно-изолированные секционные шкафы часто используют комбинации, такие как нагрузочный выключатель-разъединитель, нагрузочный выключатель-высоковольтный предохранитель и вакуумный выключатель-разъединитель. Шкафы могут использоваться по отдельности или свободно сочетаться. Однако существуют следующие недостатки:
При комбинировании состояние работы отображается только через реле и компартмент приборов, требуя регулярного ручного осмотра и устранения неполадок, что влечет за собой высокие затраты.
Охлаждение внутри шкафа трудно эффективно решить: полагаясь исключительно на внутреннюю циркуляцию воздуха, невозможно эффективно рассеивать тепло, в то время как простая структура вентиляционного отверстия склонна к введению избыточной влаги, влияющей на электрическую безопасность. Необходимо срочное улучшение.
Содержание полезной модели
Цель
Направленная на недостатки существующих технологий, полезная модель предоставляет воздушно-изолированный интеллектуальный вакуумный секционный шкаф, с целью достичь:
Рациональную планировку для расширения функциональности сборки шин.
Мониторинг состояния работы в реальном времени, повышение уровней интеллектуального управления и снижение затрат на обслуживание.
Оптимизацию теплового рассеивания, при этом избегая введения влаги, обеспечивая баланс между электрической безопасностью и энергоэффективностью.
Техническое решение
Воздушно-изолированный интеллектуальный вакуумный секционный шкаф состоит из корпуса с следующей внутренней структурой:
Основные функциональные зоны и компоненты
Корпус включает в себя отсек шин, отсек реле и приборов, отсек выключателей и отсек кабелей:
Отсек шин: Содержит шины, первый температурный датчик и набор вентиляторов, электрически подключенных к контроллеру PLC.
Отсек реле и приборов: Расположен на одной стороне отсека шин, содержит реле.
Отсек выключателей: Расположен в нижней части отсека шин, содержит набор нагрузочных выключателей, второй температурный датчик и датчик влажности (датчик влажности расположен на одной стороне первой перегородки и подключен к модулю хранения данных). Набор нагрузочных выключателей подключен к отсеку шин через набор изоляторов, состоящий из трех интервальных изоляторов, и подключен к предохранителям, механизму управления и трансформатору тока. Между трансформатором тока и корпусом шкафа предусмотрена рама.
Отсек управления и воздушная камера расположены на одной стороне отсека выключателей:
Отсек управления: Расположен между отсеком реле и приборов и воздушной камерой, содержит печатную плату и контроллер PLC. Печатная плата интегрирует модуль хранения данных, модуль беспроводной передачи и модуль беспроводного приема. Модуль хранения данных подключен к реле, первому температурному датчику, второму температурному датчику и модулю беспроводной передачи. Модуль беспроводного приема подключен к контроллеру PLC.
Воздушная камера: Одна сторона подключена к отсеку выключателей через первую перегородку, а другая сторона имеет сетку входного воздуха, направленную к корпусу. На первой перегородке предусмотрены возвратное и подающее отверстия, оборудованные соответственно первым и вторым вентиляторами (оба электрически подключены к контроллеру PLC). Первый вентилятор подключен к пластины поглощения влаги, которая расположена между вторым вентилятором и сеткой входного воздуха.
Отсек кабелей: Содержит связанный заземляющий выключатель, молниеприемник и кабель.
Корпус и профильная структура
Вторые перегородки предусмотрены между отсеком шин и отсеком реле и приборов/отсеком выключателей, а также между отсеком выключателей и отсеком управления/отсеком кабелей.
Корпус состоит из нескольких заклепанных рамных пластин. Обе рамные пластины и рама используют профильное тело:
Четыре угла профильного тела оборудованы блоками для вставки. Внешняя стенка блока для вставки наклонена относительно профильного тела, с первым сквозным отверстием внутри и ограничительными пластинами с обеих сторон.
Центр профильного тела имеет второе сквозное отверстие. Сечение его верха и низа представляет собой равнобедренную трапецию, а обе стороны имеют вогнутые дуги.
Обе стороны профильного тела оборудованы вогнутыми дуговыми пластинами, которые имеют несколько талиевидных отверстий для крепления.
Полезные эффекты
Структурные преимущества: Профильное тело с блоками для вставки и вогнутыми дуговыми пластинами, а также первым сквозным отверстием и специально сформированным вторым сквозным отверстием обеспечивают высокую жесткость и стабильность, при этом уменьшая толщину стенок. Талиевидные отверстия для крепления облегчают быстрый монтаж и последующее встраивание датчиков/прокладку проводов. Общая структура новая, компактная и легко собирается.
Оптимизация планировки: Отсек реле и приборов, отсек управления и воздушная камера распределены на одной стороне, объединены и соединены с отсеком выключателей и отсеком шин, эффективно расширяя функции шин, избегая путаницы в проводах и обеспечивая высокую степень использования пространства.
Интеллектуальное управление:
Модуль хранения данных в реальном времени отправляет состояние цепи и данные о состоянии окружающей среды, собранные реле, температурными датчиками (первым и вторым) и датчиком влажности, через модуль беспроводной передачи, что облегчает интегрированный мониторинг соединенных шкафов, улучшает интеллектуальное управление и снижает затраты на обслуживание.
После того, как модуль беспроводного приема получает сигнал управления, контроллер PLC активируется по мере необходимости: набор вентиляторов для внутренней циркуляции и рассеивания тепла, или второй вентилятор, чтобы втянуть внешний воздух через пластину поглощения влаги для внешней циркуляции и охлаждения. При низкой температуре можно активировать только первый вентилятор, используя горячий воздух из отсека выключателей для удаления влаги с пластины поглощения влаги. Это повышает энергоэффективность, избегает введения влаги и балансирует электрическую безопасность и экономию энергии.
Подробный режим реализации
I. Конструкция шкафа и основные компоненты
Деление функциональных зон
Внутри шкафа включены отсек шин, отсек реле и приборов, отсек выключателей, отсек кабелей, отсек управления и воздушная камера. Каждая зона разделена перегородками, с четкими функциями и без взаимного вмешательства.
Отсек шин расположен в верхней части, с отсеком реле и приборов на одной стороне и отсеком выключателей внизу. На одной стороне отсека выключателей последовательно находятся отсек управления и воздушная камера, а на другой стороне - отсек кабелей.
Основные компоненты каждой зоны
Отсек шин: Содержит шины, первый температурный датчик и набор вентиляторов, электрически подключенных к контроллеру PLC.
Отсек реле и приборов: Содержит реле для сбора состояния оборудования (например, ток, напряжение, мощность).
Отсек выключателей: Оснащен набором нагрузочных выключателей, вторым температурным датчиком и датчиком влажности. Набор нагрузочных выключателей подключен к отсеку шин через набор изоляторов (с тремя интервальными изоляторами) и подключен к предохранителям, механизму управления и трансформатору тока. Между трансформатором тока и корпусом шкафа предусмотрена рама.
Отсек управления: Содержит печатную плату и контроллер PLC. Печатная плата интегрирует модуль хранения данных, модуль беспроводной передачи и модуль беспроводного приема. Модуль хранения данных подключен к реле, первому температурному датчику, второму температурному датчику и датчику влажности. Модуль беспроводного приема подключен к контроллеру PLC.
Воздушная камера: Одна сторона подключена к отсеку выключателей через первую перегородку, а другая сторона имеет сетку входного воздуха. На первой перегородке предусмотрены возвратное и подающее отверстия, оборудованные соответственно первым и вторым вентиляторами (оба электрически подключены к контроллеру PLC). Первый вентилятор подключен к пластине поглощения влаги, расположенной между вторым вентилятором и сеткой входного воздуха.
Отсек кабелей: Содержит связанный заземляющий выключатель, молниеприемник и кабель.
Корпус и профильная структура
Корпус формируется заклепкой нескольких рамных пластин. Обе рамные пластины и рама используют профильное тело.
Четыре угла профильного тела оборудованы блоками для вставки. Внешняя стенка блока для вставки наклонена относительно профильного тела, с первым сквозным отверстием внутри и ограничительными пластинами с обеих сторон. В центре имеется второе сквозное отверстие; его верхнее и нижнее сечение представляет собой равнобедренную трапецию, а обе стороны имеют вогнутые дуги. Обе стороны профильного тела также оборудованы вогнутыми дуговыми пластинами с несколькими талиевидными отверстиями для крепления.
II. Принцип работы и преимущества
Метод сборки
Профильные тела обеспечивают быстрое соединение через блоки для вставки с ограничительными пластинами, а затем заклепываются и фиксируются с помощью угловых соединительных элементов через талиевидные отверстия для крепления на вогнутых дуговых пластинах. Процесс сборки удобен и стабилен, также обеспечивает сопротивление удару, более низкую стоимость и вес, а также легкость транспортировки.
Процесс работы и интеллектуального управления
Отсек шин соединяет несколько секционных шкафов. Набор нагрузочных выключателей подключен к отсеку шин через набор изоляторов. Предохранитель размыкает цепь, плавясь, когда ток превышает предел. Механизм управления выполняет операции замыкания и размыкания. Трансформатор тока пропорционально преобразует большой первичный ток в малый вторичный ток, защищая измерительную цепь, и передает сигналы заземляющему выключателю, молниеприемнику и кабелю в отсеке кабелей.
Реле собирают состояние оборудования и передают его в модуль хранения данных на печатной плате. Этот модуль также хранит сигналы температуры от первого и второго температурных датчиков и сигнал влажности от датчика влажности. Затем они отправляются в реальном времени через модуль беспроводной передачи на базовую станцию или контрольный терминал для удаленного мониторинга.
Контрольный терминал может отправлять команды контроллеру PLC через модуль беспроводного приема, или контроллер PLC может делать автоматические суждения: когда требуется рассеивание тепла, он активирует набор вентиляторов для внутренней циркуляции и рассеивания тепла, или запускает второй вентилятор, чтобы втянуть воздух через входную сетку, удалить влагу через пластину поглощения влаги и подать его в шкаф для внешней циркуляции и рассеивания тепла. Когда температура не соответствует условию для запуска второго вентилятора, можно активировать только первый вентилятор, чтобы удалить влагу с пластины поглощения влаги, снижая потребление энергии, при этом избегая введения влаги.
Основные преимущества
Достигается мониторинг и интеллектуальное управление температурой, влажностью и состоянием оборудования шкафа в реальном времени. Это обеспечивает электрическую безопасность, одновременно снижая потребление энергии, активируя оборудование по мере необходимости, обеспечивая баланс между практичностью и энергоэффективностью.
