户外箱式变电站通风系统的太阳能光电板支撑调节装置的制作方法

本发明属于电力技术领域，尤其涉及一种户外箱式变电站通风系统的太阳能光电板支撑调节装置。

背景技术：

对于电网来说，安全、稳定是其正常运行的基本要求，供电设备作为供电系统中不可缺少的元素，其运行状态直接影响了电力系统的稳定性及安全性，一旦发生故障将影响对用户的正常供电，造成巨大的经济损失，严重时还可能造成电网瓦解、大面积停电等恶性事故。

户外箱式变电站就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所的箱体。为保证电能的质量以及设备的安全，在户外箱式变电站中还需进行电压调整、潮流（电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布）控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。

由于户外箱式变电站一般都是安装在户外，户外箱式变电站内的元器件具有较大的发热量会影响到元器件的使用寿命，另外，由于在户外，特别是在我国的南方，雨水多，空气潮湿，会使户外箱式变电站产生较大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在户外箱式变电站顶部设置可调节倾角的太阳能光电板、并通过太阳能光电板产生的电能为户外箱式变电站内部防潮降温的户外箱式变电站通风系统的太阳能光电板支撑调节装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：户外箱式变电站通风系统的太阳能光电板支撑调节装置，包括安装座、支架、支撑杆、方管、驱动齿条、制动锁紧机构、驱动齿轮和驱动电机，连接耳固定设在太阳能光电板下表面右侧，连接板铰接在连接耳上，支撑杆上端与连接板固定连接；制动锁紧机构和驱动电机均设在安装座上，驱动齿条滑动设在方管内，支撑杆下端伸入到方管内并与驱动齿条上端同轴向固定连接，方管左侧部开设有缺口，驱动电机位于方管下方，驱动电机的主轴沿前后水平方向设置，驱动电机的主轴前端和后端均伸出驱动电机，驱动齿轮同轴固定设在驱动电机的主轴前端，方管左侧上部与支架顶部左侧设有上拉伸弹簧，方管左侧下部与支架中部之间设有下拉伸弹簧；在上拉伸弹簧和下拉伸弹簧的作用下，驱动齿轮穿过缺口与驱动齿条啮合；制动锁紧机构的动力输出端与驱动电机的主轴后端摩擦配合。

制动锁紧机构包括制动电机、限位块、导向筒、制动轮、制动块、丝杆、压力轴承、制动主齿轮和制动从齿轮，制动电机、限位块和导向筒均固定设在安装座上，制动轮同轴向固定在驱动电机的主轴上，制动轮前粗后细的圆锥形结构，导向筒、制动块、压力轴承、丝杆、驱动电机的主轴具有同一条中心线，制动块沿前后方向滑动设在导向筒内，制动块前端设有前大后小的圆锥孔，圆锥孔与制动轮的大小结构相同且前后对应，制动块后端设有凹槽，压力轴承的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆前部为光杆结构，丝杆前端伸入到压力轴承的内圈当中，丝杆前端与压力轴承的内圈过盈配合，制动块右端设有用于限定压力轴承位置的压盖，制动从齿轮的中心开设有前后通透的螺纹孔，丝杆螺纹连接在螺纹孔内，制动主齿轮同轴向固定设在制动电机的主轴上，制动主齿轮与制动从齿轮啮合，限位块与制动主齿轮位于丝杆的相对两侧，限位块上开设有与制动从齿轮的厚度相当的限位槽，制动从齿轮的一侧伸入在限位槽内。

压盖与制动块之间通过螺钉可拆卸连接；制动轮的圆锥表面设有摩擦纹，制动块的圆锥孔内壁上设有一层耐磨层。

采用上述技术方案，户外箱式变电站通风系统还包括以下技术特征：包括底板，底板上设有均呈长方体形状的外箱体和内箱体，外箱体和内箱体的前侧均敞口，外箱体的内壁与内箱体外壁之间形成隔热腔，外箱体与内箱体的前侧边沿之间设有用于密封隔热腔的密封板，外箱体的内壁与内箱体外壁之间均匀设有若干个连接块，外箱体前侧设有双层结构的箱门，箱门内填充有隔热材料，箱门内壁与外箱体前侧四周边沿之间设有密封条，外箱体左侧中部和右侧中部分别设有一个外百叶窗，内箱体左侧上部、左侧下部、右侧上部、右侧下部均设有一个内百叶窗，内箱体的内壁在每个内百叶窗处均设有一个空气干燥器；外箱体顶部设有支座、蓄电池、稳压器、太阳能光电板、第一抽风机和第二抽风机，第一抽风机的抽风口连接有第一抽风管，第一抽风管向下穿过外箱体和内箱体后伸入到内箱体上部，第二抽风机的抽风口连接有第二抽风管，第二抽风管向下穿过外箱体和内箱体后沿内箱体的后侧壁伸入到内箱体下部。本发明中的安装座和支架均固定设在外箱体顶部右侧。

支座设在外箱体顶部左侧，太阳能光电板的左侧边沿通过铰链转动连接在支座上，本发明的电动支撑调节装置设在太阳能光电板的下表面右侧与外箱体顶部右侧之间。

太阳能光电板通过稳压器与蓄电池连接，蓄电池通过供电线分别与电动支撑调节装置、第一抽风机和第二抽风机连接。

箱门左侧通过合页水平转动在外箱体前部左侧边，内箱体顶部内壁前侧设有上固定块，内箱体底部内壁前侧设有下固定块，上固定块底部开设有上插孔，下固定块顶部开设有下插孔，箱门上设有分别与上插孔和下插孔插接配合的插接式锁门机构。

内箱体顶部内壁水平设有上布风管，上布风管两端封堵，上布风管下部沿长度方向均匀设有一排上进风口，第一抽风管下端与上布风管上部连通。

内箱体底部内壁水平设有下布风管，下布风管两端封堵，下布风管上部沿长度方向均匀设有一排下进风口，第二抽风管下端与下布风管上部连通。

空气干燥器包括呈长方体形状的框架，框架的面积大于内百叶窗的面积，框架前侧敞口，框架内设有填充有生石灰的网兜。

插接式锁门机构包括上固定导套、下固定导套、上插杆和下插杆，上固定导套、下固定导套、上插杆和下插杆均垂直设置，上固定导套固定设在箱门内壁上部，下固定导套固定设在箱门内壁下部，上插杆滑动插设在上固定导套，下插杆滑动插设在下固定导套内，箱门内壁上设有安装架，安装架上沿前后方向转动连接有转轴，转轴上固定设有齿轮，转轴前端穿过箱门并连接有手柄，上插杆的下部设有与齿轮啮合的上齿条，下插杆的上部设有与齿轮啮合的下齿条，上齿条与下齿条平行并位于齿轮的相对两侧；当箱门关上时，上插杆上端与上插孔上下对应，下插杆上端与下插孔上下对应。

上固定导套设有两个，一个上固定导套套设在上插杆上部，另一个上固定导套套设在上插杆下部并位于齿轮上方；下固定导套设有两个，一个下固定导套套设在下插杆下部，另一个下固定导套套设在下插杆上部并位于齿轮下方。

在内箱体内设置的元器件均为现有成熟技术，其具体安装位置也未提及，另外，可以在内箱体内设置逆变器，太阳能光电板将光能转化为电能通过稳压器输送到蓄电池内储存，当蓄电池内储存满了，就通过逆变器将多余的电能输送给国家电网。本发明中的蓄电池主要为第一抽风机、第二抽风机、制动电机和驱动电机供电。

当需要对太阳能光电板的倾斜角度进行调整以尽量适应太阳光线的垂直照射时，启动制动电机，制动电机通过制动主齿轮驱动制动从齿轮转动，制动从齿轮在限位块上的限位槽的限定下，随着制动从齿轮的转动，带动丝杠向后水平移动，丝杠通过压力轴承带动制动块向后移动，圆锥孔与制动轮分离；关闭制动电机，开启驱动电机，驱动电机通过驱动齿轮带动驱动齿条沿方管向上或向下移动，驱动齿条通过支撑杆向上推动或向下拉动箱体，太阳能光电板就会以支座上的铰链为支点转动，由于驱动齿条上下移动时，会改变一定倾斜角度，驱动齿条就会在驱动齿轮圆周表面移动，在上拉伸弹簧和下拉伸弹簧的作用下，确保驱动齿条始终与驱动齿轮保持良好的啮合状态。当调整好太阳能光电板的合适倾角后，停止驱动电机。同时启动制动电机，驱动制动块的圆锥孔内壁向前压紧制动轮，这样就可将驱动电机的主轴锁紧，避免齿条和支撑杆移动。

压盖与制动块之间通过螺钉可拆卸连接，便于拆卸压盖对压力轴承进行添加润滑油或者更换，摩擦纹和耐磨层之间的压紧配合，进一步提升锁紧驱动电机的主轴的作用。

由于本发明采用外箱体和内箱体的双层结构，以及箱门的双层结构，并在箱门内填充隔热材料，这样起到良好的隔热作用，在高温的夏季，阳光照射下，内箱体内的温度不会有太大的升高。若内箱体的温度较高时，开启第一抽风机和第二抽风机，第一抽风机通过第一抽风管和上布风管上的上进风口将内箱体上部的热空气向外抽，第二抽风机通过第二抽风管和下布风管上的下进风口将内箱体下部的热空气向外抽，外箱体外的冷空气由外百叶窗、内百叶窗和填充有生石灰的网兜进入到内箱体内，在冷空气通过填充有生石灰的网兜时，生石灰将冷空气中的水气吸收，进入到内箱体内的冷空气均为干燥空气，这样就在降温的同时，起到良好的防潮作用。当网兜内的生石灰吸收水气较多后，每隔一段时间，可以将网兜从框架中取出，更换新的生石灰，这样可以起到良好的干燥效果。

内箱体设置四个内百叶窗，以及设在内箱体底部的下布风管和内箱体顶部的上布风管，这样可以将进入的冷空气在内箱体内部更加均匀地流动，提高空气对流的降温效果。

稳压器将微光太阳能光电板产生的电能平稳地输入蓄电池内，为蓄电池提供过充、过流、短路的智能保护，当发生上述对蓄电池的不利情况时，稳压器将自动切断对蓄电池的供电，起到保护蓄电池的目的。蓄电池为钴酸锂电池，自放电少，放电性能优越、寿命长、重金属污染少。

操控插接式锁门机构可快速打开或关闭箱门，连接牢靠，操作方便。具体操作过程：关上箱门，用力推箱门，使橡胶密封条与内箱体及外箱体前端面压接；然后旋转手柄，转轴带动齿轮转动，由于齿轮两侧分别与上齿条和下齿条啮合传动，从而上齿条带动上插杆沿上固定导套向上运动，上插杆的上端向上伸入到上固定块上的上插孔内，下齿条带动下插杆沿下固定导套向下运动，下插杆的下端伸入到下插孔内，由于上插杆和下插杆分别插设在上插孔和下插孔内，从而把箱门锁死，当需要打开箱门时，只需反向旋转手柄即可。

设置两个上固定导套和两个下固定导套可确保上插杆和下插杆沿垂直方向移动，并确保与齿轮的良好啮合。

综上所述，户外箱式变电站通风系统设计新颖、结构紧凑，可根据太阳照射角度来自动调节太阳能光电板的倾斜角度，充分提高光电转化率，太阳能光电板产生的电能为户外箱式变电站内部进行降温并除湿，在自给自足的同时，也可通过逆变器为国家电网供电，充分节约并利用能源。

附图说明

图1是户外箱式变电站通风系统去掉箱门的结构示意图；

图2是图1中电动支撑调节装置的放大图；

图3是图2中制动锁紧机构的右视图；

图4是箱门的后视图；

图5是箱门的前视图。

具体实施方式

如图1-图5所示，户外箱式变电站通风系统，包括底板1，底板1上设有均呈长方体形状的外箱体2和内箱体3，外箱体2和内箱体3的前侧均敞口，外箱体2的内壁与内箱体3外壁之间形成隔热腔4，外箱体2与内箱体3的前侧边沿之间设有用于密封隔热腔4的密封板（图中未示意出来），外箱体2的内壁与内箱体3外壁之间均匀设有若干个连接块5（连接块5起到加强固定连接内箱体3和外箱体2的作用），外箱体2前侧设有双层结构的箱门31，箱门31内填充有隔热材料，箱门31内壁与外箱体2前侧四周边沿之间设有密封条32，外箱体2左侧中部和右侧中部分别设有一个外百叶窗6，内箱体3左侧上部、左侧下部、右侧上部、右侧下部均设有一个内百叶窗7，内箱体3的内壁在每个内百叶窗7处均设有一个空气干燥器；外箱体2顶部设有支座9、蓄电池10、稳压器11、太阳能光电板12、第一抽风机13和第二抽风机14，第一抽风机13的抽风口连接有第一抽风管15，第一抽风管15向下穿过外箱体2和内箱体3后伸入到内箱体3上部，第二抽风机14的抽风口连接有第二抽风管16，第二抽风管16向下穿过外箱体2和内箱体3后沿内箱体3的后侧壁伸入到内箱体3下部。

支座9设在外箱体2顶部左侧，太阳能光电板12的左侧边沿通过铰链17转动连接在支座9上，太阳能光电板12的下表面右侧与外箱体2顶部右侧之间设有电动支撑调节装置18。

太阳能光电板12通过稳压器11与蓄电池10连接，蓄电池10通过供电线分别与电动支撑调节装置18、第一抽风机13和第二抽风机14连接。

电动支撑调节装置18包括安装座19、支架20、连接耳21、连接板22、支撑杆23、方管24、驱动齿条25、制动锁紧机构26、驱动齿轮27和驱动电机28，连接耳21固定设在太阳能光电板12下表面右侧，连接板22铰接在连接耳21上，支撑杆23上端与连接板22固定连接；安装座19和支架20均固定设在外箱体2顶部右侧，制动锁紧机构26和驱动电机28均设在安装座19上，驱动齿条25滑动设在方管24内，支撑杆23下端伸入到方管24内并与驱动齿条25上端同轴向固定连接，方管24左侧部开设有缺口36，驱动电机28位于方管24下方，驱动电机28的主轴沿前后水平方向设置，驱动电机28的主轴前端和后端均伸出驱动电机28，驱动齿轮27同轴固定设在驱动电机28的主轴前端，方管24左侧上部与支架20顶部左侧设有上拉伸弹簧29，方管24左侧下部与支架20中部之间设有下拉伸弹簧30；在上拉伸弹簧29和下拉伸弹簧30的作用下，驱动齿轮27穿过缺口36与驱动齿条25啮合，制动锁紧机构26的动力输出端与驱动电机28的主轴后端摩擦配合。

箱门31左侧通过合页68水平转动在外箱体2前部左侧边，内箱体3顶部内壁前侧设有上固定块33，内箱体3底部内壁前侧设有下固定块34，上固定块33底部开设有上插孔35，下固定块34顶部开设有下插孔36，箱门31上设有分别与上插孔35和下插孔36插接配合的插接式锁门机构。

制动锁紧机构26包括制动电机37、限位块38、导向筒39、制动轮40、制动块41、丝杆42、压力轴承43、制动主齿轮44和制动从齿轮45，制动电机37、限位块38和导向筒39均固定设在安装座19上，制动轮40同轴向固定在驱动电机28的主轴上，制动轮40前粗后细的圆锥形结构，导向筒39、制动块41、压力轴承43、丝杆42、驱动电机28的主轴具有同一条中心线，制动块41沿前后方向滑动设在导向筒39内，制动块41前端设有前大后小的圆锥孔，圆锥孔与制动轮40的大小结构相同且前后对应，制动块41后端设有凹槽，压力轴承43的外圈与凹槽内侧壁过盈配合，丝杆42前部为光杆结构，丝杆42前端伸入到压力轴承43的内圈当中，丝杆42前端与压力轴承43的内圈过盈配合，制动块41右端设有用于限定压力轴承43位置的压盖46，制动从齿轮45的中心开设有前后通透的螺纹孔，丝杆42螺纹连接在螺纹孔内，制动主齿轮44同轴向固定设在制动电机37的主轴上，制动主齿轮44与制动从齿轮45啮合，限位块38与制动主齿轮44位于丝杆42的相对两侧，限位块38上开设有与制动从齿轮45的厚度相当的限位槽47，制动从齿轮45的一侧伸入在限位槽47内。

内箱体3顶部内壁水平设有上布风管48，上布风管48两端封堵，上布风管48下部沿长度方向均匀设有一排上进风口49，第一抽风管15下端与上布风管48上部连通。

内箱体3底部内壁水平设有下布风管50，下布风管50两端封堵，下布风管50上部沿长度方向均匀设有一排下进风口51，第二抽风管16下端与下布风管50上部连通。

空气干燥器包括呈长方体形状的框架8，框架8的面积大于内百叶窗7的面积，框架8前侧敞口，框架8内设有填充有生石灰52的网兜。

外箱体2右侧上部与太阳能光电板12右侧边沿之间设有柔性护罩53。柔性护罩53起到遮风挡雨的作用，延长外箱体2顶部以及太阳能光电板12下方各个部件、设备的使用寿命。

压盖46与制动块41之间通过螺钉54可拆卸连接；制动轮40的圆锥表面设有摩擦纹55，制动块41的圆锥孔内壁上设有一层耐磨层56。

插接式锁门机构包括上固定导套57、下固定导套58、上插杆59和下插杆60，上固定导套57、下固定导套58、上插杆59和下插杆60均垂直设置，上固定导套57固定设在箱门31内壁上部，下固定导套58固定设在箱门31内壁下部，上插杆59滑动插设在上固定导套57，下插杆60滑动插设在下固定导套58内，箱门31内壁上设有安装架61，安装架61上沿前后方向转动连接有转轴62，转轴62上固定设有齿轮63，转轴62前端穿过箱门31并连接有手柄64，上插杆59的下部设有与齿轮63啮合的上齿条65，下插杆60的上部设有与齿轮63啮合的下齿条66，上齿条65与下齿条66平行并位于齿轮63的相对两侧；当箱门31关上时，上插杆59上端与上插孔35上下对应，下插杆60上端与下插孔36上下对应。

上固定导套57设有两个，一个上固定导套57套设在上插杆59上部，另一个上固定导套57套设在上插杆59下部并位于齿轮63上方；下固定导套58设有两个，一个下固定导套58套设在下插杆60下部，另一个下固定导套58套设在下插杆60上部并位于齿轮63下方。

在内箱体3内设置的元器件均为现有成熟技术，其具体安装位置也未提及，另外，可以在内箱体3内设置逆变器，太阳能光电板12将光能转化为电能通过稳压器11输送到蓄电池10内储存，当蓄电池10内储存满了，就通过逆变器将多余的电能输送给国家电网。本发明中的蓄电池10主要为第一抽风机13、第二抽风机14、制动电机37和驱动电机28供电。

当需要对太阳能光电板12的倾斜角度进行调整以尽量适应太阳光线的垂直照射时，启动制动电机37，制动电机37通过制动主齿轮44驱动制动从齿轮45转动，制动从齿轮45在限位块38上的限位槽47的限定下，随着制动从齿轮45的转动，带动丝杠向后水平移动，丝杠通过压力轴承43带动制动块41向后移动，圆锥孔与制动轮40分离；关闭制动电机37，开启驱动电机28，驱动电机28通过驱动齿轮27带动驱动齿条25沿方管24向上或向下移动，驱动齿条25通过支撑杆23向上推动或向下拉动箱体，太阳能光电板12就会以支座9上的铰链17为支点转动，由于驱动齿条25上下移动时，会改变一定倾斜角度，驱动齿条25就会在驱动齿轮27圆周表面移动，在上拉伸弹簧29和下拉伸弹簧30的作用下，确保驱动齿条25始终与驱动齿轮27保持良好的啮合状态。当调整好太阳能光电板12的合适倾角后，停止驱动电机28。同时启动制动电机37，驱动制动块41的圆锥孔内壁向前压紧制动轮40，这样就可将驱动电机28的主轴锁紧，避免齿条和支撑杆23移动。

压盖46与制动块41之间通过螺钉54可拆卸连接，便于拆卸压盖46对压力轴承43进行添加润滑油或者更换，摩擦纹55和耐磨层56之间的压紧配合，进一步提升锁紧驱动电机28的主轴的作用。

由于户外箱式变电站通风系统采用外箱体2和内箱体3的双层结构，以及箱门31的双层结构，并在箱门31内填充隔热材料，这样起到良好的隔热作用，在高温的夏季，阳光照射下，内箱体3内的温度不会有太大的升高。若内箱体3的温度较高时，开启第一抽风机13和第二抽风机14，第一抽风机13通过第一抽风管15和上布风管48上的上进风口49将内箱体3上部的热空气向外抽，第二抽风机14通过第二抽风管16和下布风管50上的下进风口51将内箱体3下部的热空气向外抽，外箱体2外的冷空气由外百叶窗6、内百叶窗7和填充有生石灰52的网兜进入到内箱体3内，在冷空气通过填充有生石灰52的网兜时，生石灰52将冷空气中的水气吸收，进入到内箱体3内的冷空气均为干燥空气，这样就在降温的同时，起到良好的防潮作用。当网兜内的生石灰52吸收水气较多后，每隔一段时间，可以将网兜从框架8中取出，更换新的生石灰52，这样可以起到良好的干燥效果。

内箱体3设置四个内百叶窗7，以及设在内箱体3底部的下布风管50和内箱体3顶部的上布风管48，这样可以将进入的冷空气在内箱体3内部更加均匀地流动，提高空气对流的降温效果。

稳压器11将微光太阳能光电板12产生的电能平稳地输入蓄电池10内，为蓄电池10提供过充、过流、短路的智能保护，当发生上述对蓄电池10的不利情况时，稳压器11将自动切断对蓄电池10的供电，起到保护蓄电池10的目的。蓄电池10为钴酸锂电池，自放电少，放电性能优越、寿命长、重金属污染少。

操控插接式锁门机构可快速打开或关闭箱门31，连接牢靠，操作方便。具体操作过程：关上箱门31，用力推箱门31，使橡胶密封条32与内箱体3及外箱体2前端面压接；然后旋转手柄64，转轴62带动齿轮63转动，由于齿轮63两侧分别与上齿条65和下齿条66啮合传动，从而上齿条65带动上插杆59沿上固定导套57向上运动，上插杆59的上端向上伸入到上固定块33上的上插孔35内，下齿条66带动下插杆60沿下固定导套58向下运动，下插杆60的下端伸入到下插孔36内，由于上插杆59和下插杆60分别插设在上插孔35和下插孔36内，从而把箱门31锁死，当需要打开箱门31时，只需反向旋转手柄64即可。另外，还需要对手柄64锁住的门锁，使手柄64在锁门后不能转动。

设置两个上固定导套57和两个下固定导套58可确保上插杆59和下插杆60沿垂直方向移动，并确保与齿轮63的良好啮合。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。