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:

1. При комбинировании состояние работы отображается только через реле и компартмент приборов, требуя регулярного ручного осмотра и устранения неполадок, что влечет за собой высокие затраты.

2. 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:

1. 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.

2. 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

1. 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.

2. 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.

3. 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

1. 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.

2. 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.

3. 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

1. 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.

2. 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.

3. 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.