一种箱式变电站的冷却系统的制作方法

本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及一种箱式变电站的冷却系统。

背景技术：

对于开关柜、配电柜、机柜等设备而言，如何调节其温度、特别是如何散热，一直是学者们关心的问题。目前，常见的电力柜通风散热的方式，包括：风扇-通风散热、半导体散热、油冷却等方式。

油冷却作为一种相对新颖的方式，近年来得到了快速的发展。如201610369820.7公开了一种散热良好的固体绝缘环网柜，包括柜体和柜门，所述柜门装嵌有散热风扇，所述柜体的内壁设有内部流通冷却油的蛇形冷却管，所述蛇形冷却管的两端开有冷却油输入口和冷却油输出口；还包括有油箱以及油泵，所述蛇形冷却管的冷却油输入口和冷却油输出口均通过连接管与油箱连接，并在两者之间的连接管上设置油泵以使冷却油在两者之间循环流动。

201610584444.3公开了一种用于电气柜及数控机床的油冷系统，其特征在于：包括电气柜柜体、冷气机、机床主轴齿轮箱、油冷机、储油箱，所述冷气机为油冷式冷气机，所述储油箱出油口通过管道连接所述油冷机进油口，所述油冷机第一出油口通过管道连接所述冷气机进油口，所述冷气机出油口通过管道连接所述机床主轴齿轮箱进油口，所述机床主轴齿轮箱出油口通过管道连接油冷机回油口，所述油冷机第二出油口通过管道连接储油箱回油口，所述冷气机安装固定于所述电气柜柜体表面，所述电气柜柜体表面设有一通孔，所述冷气机安装于所述通孔处。本实用新型相比现有技术，能有效降低控制电气柜柜体内灰尘，结构简单，不易堵塞，冷却效果好，成本低，作业效率高。

201610288102.7公开了一种配电柜冷却系统，冷却系统包括布设于柜体内表面的复合钛合金管材和在管材内部循环流动的绝缘冷却油，冷却系统中复合钛合金管材延伸至配电柜外与循环泵连接形成环路，在配电柜外设置有用于对配电柜的复合钛合金管材散热的散热部件，复合钛合金管材包括钛合金管材和钛合金管材外的热传导陶瓷层，冷却管中的绝缘冷却油具有很好的热传导性使得热量传导更加快；热传导陶瓷层具有更好的热传导性防火性能和绝缘性，又能降低产品成本，提高使用寿命；使用高温轧制和低温轧制结合使冷却管制造工艺简单。

然而，上述文献记载的油冷却方式，其效果仍然欠佳，如何进一步提高油冷却的效果，成为一个亟待解决的方式。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种箱式变电站的冷却系统，进一步提高变电站油冷却的散热效果。

一种箱式变电站的冷却系统，包括箱体；箱体包括：竖杆与顶横杆、底横杆、中间横杆构成的框架,以及水平隔板(1-3)；所述水平隔板安装固定在所述框架上的中间横杆；所述水平隔板(1-3)的内部设置有用于流通冷却液的蛇形管（1-3-1）、以及进液口与出液口。

进一步，还包括：通液竖杆（1-1），通液竖杆（1-1）为位于角部区域的竖杆；

所述通液竖杆（1-1）的顶端和底端分别连接有进液管路（2）、出液管路（3）；所述进液管路（2）与出液管路（3）的外侧连接有冷却液循环系统。

进一步，还包括：通液横杆（1-2），在所述通液横杆（1-2）包括：第一主体（1-2-1）、第一主体（1-2-1）的侧面外伸的第二主体（1-2-2）、以及第一通液管（1-2-3）、第二通液管（1-2-4）；所述通液管（1-2-3、1-2-4）均在第二主体（1-2-2）的上方；

所述水平隔板(1-3)的进液口、出液口分别与通液横杆的第一通液管、第二通液管相对应。

在第一主体（1-2-1）设置有与第一通液管（1-2-3）相匹配的第一通道、与第二通液管（1-2-4）相匹配的第二通道；

所述通液竖杆（1-1）与通液横杆（1-2）的连接通过连接构件（6）连接，连接方式为：所述通液竖杆分为：上通液竖杆与下通液竖杆两部分，其为空心杆体；

所述连接构件（6）包括：竖杆间连接体（6-1）、横杆间连接体（6-2），所述竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）连接成一整体；

所述竖杆间连接体（6-1）为五面体盒子，在竖杆间连接体（6-1）的顶面与底面均设置有开孔，用于冷却液通过；

所述横杆间连接体（6-2）为一四面体盒子；

竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）连通，在竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）之间有一水平挡板（6-3），将竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的空间分为上、下两部分；

上通液竖杆的底端向四周水平外伸有第一外伸板（1-1-2），下通液竖杆的顶端四周水平外伸有第二外伸板；

竖杆间连接体（6-1）的顶面、底面也设置有水平向的第三外伸板（6-1-2）；

第一外伸板（1-1-2）与竖杆间连接体（6-1）的顶面的第三外伸板通过螺栓螺母连接；第二外伸板与竖杆间连接体（6-1）的底面的第三外伸板通过螺栓螺母连接。

进一步，第一外伸板（1-1-2）、第二外伸板为波形锯齿纹，所述第三外伸板（6-1-2）以及横杆间连接体（6-2）的顶板与底板也设置为与第一外伸板（1-1-2）、第二外伸板的波形锯齿纹相配合的波形锯齿纹。

进一步，横杆间连接体（6-2）与第一主体（1-2-1）的方式如下：第一主体（1-2-1）的顶端设置有第一主体上连接板（1-2-1-1）、第一主体（1-2-1）的底端设置有第一主体下连接板（1-2-1-2）；所述第一主体上连接板（1-2-1-1）设置有与横杆间连接体（6-2）的顶板相匹配的波形锯齿纹；第一主体下连接板（1-2-1-2）为一Z字形板；Z字形板跨越横杆间连接体（6-2）的底板的波形锯齿纹部分。

进一步，第一通液管（1-2-3）较第二通液管（1-2-4）的高度高；进液口的高度较出液口的高度高，蛇形管（1-3-1）自进液口向出液口保持倾斜状态。

一种箱式变电站的安装方法，将通液横杆的第一主体（1-2-1）、连接构件（6）、上通液竖杆、下通液竖杆连接起来，其包括以下安装步骤：

首先，将连接构件（6）通过横杆间连接体（6-2）的底板与下通液竖杆的第二外伸板的波形锯齿纹扣合在一起；

然后，将第一主体（1-2-1）朝向横杆间连接体（6-2）移动，第一主体上连接板（1-2-1-1）压在横杆间连接体（6-2）的顶板的上侧、第一主体下连接板（1-2-1-2）压在横杆间连接体（6-2）的底板的波形锯齿纹波峰面的上侧；

然后，上通液竖杆的第一外伸板（1-1-2）、压在第一主体上连接板（1-2-1-1）上；

其中，上通液竖杆的第一外伸板（1-1-2）、第一主体上连接板（1-2-1-1）以及横杆间连接体（6-2）的顶板的波形锯齿纹相互匹配。

一种箱式变电站的冷却方式，冷却液从冷却液存储散热器P中通过泵M，然后经过进液管路（2），再然后从通液竖杆（1-1）的顶端进入上通液竖杆中，然后通过竖杆间连接体（6-1）的顶面板的孔，进入竖杆间连接体（6-1）中，从竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的上部分进入水平隔板(1-3)的第一主体（1-2-1）的第一通道中，然后经过第一通液管（1-2-3）进入到水平隔板（1-3）中的蛇形盘管中（1-3-1）；然后流出水平隔板（1-3），经过第二通液管回流到第一主体（1-2-1）的第二通道，然后经过竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的下部分，从竖杆间连接体（6-1）的底面板的孔中，流入到下通液竖杆；再然后经过出液管路（3）回流到冷却存储器P。

本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型的技术构思主要包括以下五点：

（2）第一，本申请最基本的构思在于：采用“冷却液经过柜体内部的水平隔板”，来提到现有技术中的“冷却液经过柜体的边部壁板”，水平隔板，一方面，双面受热（水平隔板的上、下均存在电力元器件）；另一方面，其更加接近于开关柜、变电站等电力箱柜中的热源（水平隔板作为电力元器件的固定板）；所以，冷却液设置在水平隔板中，其热交换的效率显然要较现有技术中的“冷却液经过柜体的边部壁板（如侧壁板、顶板、底板）”的效果要更佳。

（3）第二，电力箱柜，如变电站这样的结构物，其一般均采用竖杆-横杆-板这样的预制组合结构，为了在水平隔板中流通冷却液，可以选择在侧壁板/横杆上钻孔，然后外部的冷却液循环系统与水平隔板中的管连接，然而，这一设计需要进行钻孔，安装及施工不易。对于如变电站这样的结构物而言，其竖杆-横杆一般采用型材制作，其本身是中空的，利用型材本身的特性来流通冷却液，其面临的难题在于：如何实现竖杆-横杆的节点构造，即节点构造不仅仅要考虑横杆、竖杆的连接，还需要考虑冷却液如何分流。

（4）第三，实施例一主要适用于小型的变电站：通过角部的竖向杆作为通液竖杆。实施例二则主要适用于中型、大型的变电站，采用中间的竖杆作为通液竖杆，能够较高的提高散热效率。

（5）第四，针对连接本体与通液横杆之间的密封性进行了进一步改进。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是实施例一的箱式变电站的总体构图。

图2是实施例一中的通液横杆以及水平隔板的示意图。

图3是实施例一中的通液横杆的截面图。

图4是实施例一中的水平隔板的冷却液管路的平面示意图。

图5是实施例一中的第一主体的第一通道与第二通道的示意图（箭头表示冷却液流动示意图）。

图6是实施例一中的连接构件的示意图（箭头表示冷却液流动示意图）。

图7是实施例一中的通液竖杆、连接构件、通液横杆的节点连接示意图。

图8是实施例一中的通液竖杆、连接构件、通液横杆的节点连接施工安装示意图。

图9是实施例二中的箱式变电站的总体构图。

图10是实施例二的通液竖杆、通液横杆及水平隔板的连接示意图。

图11是实施例二的通液竖杆、通液横杆、及连接构件的节点示意图。

图12是图11中的A处的放大示意图。

图13是实施例二中的连接构件、通液横杆、水平隔板的平面连接示意图。

图14是实施例二中的通液横杆的设计示意图。

图15是实施例三中的上部竖向板（6-4）、下部竖向板（6-5）开设孔的设计示意图。

图16是实施例三中的上部竖向板（6-4）、下部竖向板（6-5）开设孔的另外一种设计示意图。

图17是实施例三中的端板外接第一通道突出管的设计示意图。

图18是实施例三中的第一主体的设计示意图。

图19是实施例三中的上部竖向板外设突出竖向板的示意图。

图20是实施例四的连接构件、上通液竖杆、下通液竖杆与通液横杆的连接示意图。

图21是实施例四的连接构件、上通液竖杆、下通液竖杆与通液横杆的安装示意图

图1-21中的附图标记为：

1-1通液竖杆，1-1-2第一外伸板，1-2-1-1第一主体上连接板，1-2-1-2第一主体下连接板，1-1-3第一外伸板的边部设的向上的竖板，1-2-1-3在第一主体上连接板上方设置的竖板；

1-2通液横杆，1-2-1第一主体，1-2-2第二主体，1-2-3第一通液管，1-2-4第二通液管，1-2-5端板，1-2-6第一通道突出管；

1-3水平隔板，1-3-1蛇形管；

2进液管路，3出液管路；

6连接构件，6-1竖杆间连接体，6-2横杆间连接体，6-3水平挡板，6-1-2第三外伸板，6-4竖杆间连接体的上部竖向板，6-5竖杆间连接体的下部竖向板。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，一种箱式变电站，包括箱门、箱体；

箱体包括：竖杆与顶横杆、底横杆构成的框架，以及底板、顶板、墙板、水平隔板(1-3)；所述底板、顶板、墙板、水平隔板安装固定在所述框架上的中间横杆；

所述角部区域的其中之一的竖杆为通液竖杆（1-1）；

所述通液竖杆的顶端和底端分别连接有进液管路（2）、出液管路（3）；所述进液管路（2）与出液管路（3）的外侧连接有冷却液循环系统；

还包括：通液横杆（1-2），在所述通液横杆（1-2）包括：第一主体（1-2-1）、第一主体（1-2-1）的侧面外伸的第二主体（1-2-2）、以及第一通液管（1-2-3）、第二通液管；所述通液管（1-2-3）均在第二主体（1-2-2）的上方；

所述通液横杆（1-2）固定在竖杆之间；

所述第一主体（1-2-1）为一矩形截面的梁；第二主体（1-2-2）为一板状；

所述水平隔板(1-3)的内部设置有蛇形管（1-3-1）、以及进液口与出液口；其中，进液口的高度较出液口的高度高，蛇形管（1-3-1）自进液口向出液口保持倾斜/微倾斜状态；

所述水平隔板(1-3)的进液口、出液口分别与通液横杆的2个通液管（1-2-3，1-2-4）相对应；优选的，第一通液管（1-2-3）较第二通液管（1-2-4）的高度高。

如图3所示，在第一主体（1-2-1）设置有与第一通液管（1-2-3）相匹配的第一通道、与第二通液管（1-2-4）相匹配的第二通道；

所述通液竖杆与通液横杆（1-2）的连接通过连接构件（6）连接，连接方式为：所述通液竖杆分为：上通液竖杆与下通液竖杆两部分，其为空心杆体；

所述连接构件（6）包括：竖杆间连接体（6-1）、横杆间连接体（6-2），所述竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）连接成一整体；

所述竖杆间连接体（6-1）为五面体盒子，在竖杆间连接体（6-1）的顶面与底面均设置有开孔，以便于冷却液的流动；

所述横杆间连接体（6-2）为一四面体盒子；

竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）连通，在竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）之间有一水平挡板（6-3），将竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的空间分为上、下两部分；

上通液竖杆的底端向四周水平外伸有4块第一外伸板（1-1-2），下通液竖杆的顶端四周水平外伸有4块第二外伸板；

竖杆间连接体（6-1）的顶面、底面也设置有水平向的第三外伸板（6-1-2）；

第一外伸板（1-1-2）与竖杆间连接体（6-1）的顶面的第三外伸板通过螺栓螺母连接；第二外伸板与竖杆间连接体（6-1）的底面的第三外伸板通过螺栓螺母连接。

如7图所示，为了提高上通液竖杆、下通液竖杆与连接构件（6）的连接强度，第一外伸板（1-1-2）、第二外伸板为波形锯齿纹，所述第三外伸板（6-1-2）以及横杆间连接体（6-2）的顶面、底面，也设置有与第一外伸板（1-1-2）、第二外伸板的波形锯齿纹相配合的波形锯齿纹。

同时，在第一外伸板与上通液竖杆之间还连接有三角形支撑板，第二外伸板与下通液竖杆之间连接有三角形支撑板。

横杆间连接体（6-2）与第一主体（1-2-1）的方式如下：第一主体（1-2-1）的顶端设置有第一主体上连接板（1-2-1-1）、第一主体（1-2-1）的底端设置有第一主体下连接板（1-2-1-2）；所述第一主体上连接板（1-2-1-1）设置有与横杆间连接体（6-2）的顶板相匹配的波形锯齿纹；第一主体下连接板（1-2-1-2）为一Z字形板；

Z字形板跨越横杆间连接体（6-2）的底板的波形锯齿纹部分，若第一主体下连接板（1-2-1-2）也采用波形锯齿纹，波形锯齿纹对于冷却液形成较大的阻力。

如图8所示，第一主体（1-2-1）、连接构件（6）、上通液竖杆、下通液竖杆的连接方式为：首先将连接构件（6）通过横杆间连接体（6-2）的底板与下通液竖杆的第二外伸板的波形锯齿纹扣合在一起；然后，将第一主体（1-2-1）朝向横杆间连接体（6-2）移动，第一主体上连接板（1-2-1-1）压在横杆间连接体（6-2）的顶板的上侧、第一主体下连接板（1-2-1-2）压在横杆间连接体（6-2）的底板的波形锯齿纹波峰面的上侧；然后，上通液竖杆的第一外伸板（1-1-2）、压在第一主体上连接板（1-2-1-1）上，其中，上通液竖杆的第一外伸板（1-1-2）、第一主体上连接板（1-2-1-1）以及横杆间连接体（6-2）的顶板的波形锯齿纹相互匹配。

需要说明的是，上述连接方式的施工顺序，不能随意颠倒。

实施例一的冷却液的流动方式为：冷却液从冷却液存储散热器P中通过泵M，然后经过进液管路（2），再然后从通液竖杆（1-1）的顶端进入上通液竖杆中，然后通过竖杆间连接体（6-1）的顶面板的孔，进入竖杆间连接体（6-1）中，从竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的上部分进入水平隔板(1-3)的第一主体（1-2-1）的第一通道中，然后经过第一通液管（1-2-3）进入到水平隔板（1-3）中的蛇形盘管中（1-3-1）；然后流出水平隔板（1-3），经过第二通液管回流到第一主体（1-2-1）的第二通道，然后经过竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的下部分，从竖杆间连接体（6-1）的底面板的孔中，流入到下通液竖杆；再然后经过出液管路（3）回流到冷却存储器P。

实施例二：实施例一的方案也存在不足，其原因是：通液竖杆（1-1）为柜体的角柱，水平隔板（1-3）的冷却液的流通速度较慢。

实施例二的方案如下：

如图9所示，通液竖杆设置在框架的中部。

设置4块水平隔板（1-3），通液竖杆（1-1）设置在变电站的框架中间位置，而非角部的竖杆；在角部的竖杆之间设置有

通液横杆（1-2）设置在通液竖杆（1-1）与中间横杆之间；

水平隔板通过在中间横杆以及通液横杆（1-2）来固定，通液横杆（1-2）的设计与实施例一的相同。

实施例二中的连接构件（6）包括：竖杆间连接体（6-1）、4个横杆间连接体（6-2）；4个横杆间连接体（6-2）分布在竖杆间连接体（6-1）的四周；

上通液竖杆的底端向四周水平外伸有4块第一外伸板（1-1-2），下通液竖杆的顶端四周水平外伸有4块第二外伸板；

竖杆间连接体（6-1）的顶面、底面不再需要设置有第三外伸板（这点与实施例一的方案不同）；

此外，所述竖杆间连接体（6-1）为六面体盒子（形状为长方体），在竖杆间连接体（6-1）的面的板体均设置有开孔，以便于冷却液的流动、同时保证节点处的强度；

所述横杆间连接体（6-2）为一四面体盒子（形状与矩形管相同，上、下板为波形锯齿纹）；

竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）连通，在竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）上还设置有一水平挡板（6-3），将竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的空间分为上、下两部分；水平挡板（6-3）与竖杆间连接体（6-1）与横杆间连接体（6-2）的竖向侧板固定连接。

实施例二，相对于实施例一而言，实际上是将实施例一中的水平隔板分成分为四部分，在每一部分设置独立流入-流出系统，进而提高了冷却液的循环效率，提高了散热效果。

同时，实施例二的另外一个意义在于，其方案适用于体型较大的变电站，其框架结构往往更加复杂，此时利用内部的中柱来充当冷却液的竖向排放系统，比角柱充当这一角色，效果更优。

实施例三，实施例一、二中，横杆间连接体（6-2）与第一主体（1-2-1）的连接起来，主要是为了使得冷却液从横杆间连接体（6-2）的上部空间流入第一主体（1-2-1）的第一通道，从第一主体（1-2-1）的第二通道流入横杆间连接体（6-2）的下部空间。

但是，上述设计中：横杆间连接体（6-2）与第一主体（1-2-1）之间的密封性不佳。

为此，做出以下改进：

1）是：第一主体下连接板（1-2-1-2）的两侧可设置有竖向板，形成U型截面，冷却液在U型槽中。

2）是：竖杆间连接体（6-1）的上部竖向板（6-4）、下部竖向板（6-5）均与水平挡板（6-3）固定，在下部竖向板（6-5）的底部（即与竖杆间连接体（6-1）的底板的接触部位）设置有若干开孔，供冷却液流回下通液竖杆；在上部竖向板（6-4）上设置有开孔（圆弧状或者矩形状）；

如图16-17所示，在第一主体（1-2-1）的上部第一通道与横杆间连接体（6-2）的连接处设置端板（1-2-5），在端板（1-2-5）的前端设置有第一通道突出管（1-2-6）；

在横杆间连接体与通液横杆连接时，第一通道突出管（1-2-6）插入到横杆间连接体的上通道内，待第一主体上连接板（1-2-1-1）与横杆间连接体的顶板的波形锯齿纹配合后，第一通道突出管（1-2-6）与上部竖向板（6-4）的开孔相对应。

优选的，上部竖向板（6-4）的开孔为矩形孔，在该矩形孔的两侧边缘外侧向通液横杆方向突出有竖向板，其目的有2：一是横杆间连接体与通液横杆安装时，第一通道突出管（1-2-6）也采用矩形截面，第一通道突出管（1-2-6）的两侧边卡在所述上部竖向板（6-4）的矩形孔的两侧边缘，起到一定的定位作用；二是加强密封作用，在第一通道突出管（1-2-6）的管口位置还设置有薄层的弹性密封构件，通过第一通道突出管（1-2-6）与竖向板的挤压，进一步提高弹性密封件的密封效果。

对于实施例三而言，上部竖向板（6-4）、下部竖向板（6-5）的设置，其目的除了提升连接构件的刚度之外，在实施例三还起到了通过在其上设置孔，与第一通道突出管（1-2-6）相配合，提高密封的作用。

实施例三的冷却液：从竖杆间连接体的上部通道流向第一通道突出管（1-2-6），进而进入到通液横杆的第一通道内。这一方式与实施例一、二有所不同。

实施例例四：如图20-21所示，为了便于竖杆间连接体与上通液竖杆、下通液竖杆之间连接，在竖杆间连接体的顶板上侧突出设置有空心凸台，空心凸台插入到上通液竖杆中；在竖杆间连接体的底板上的下侧突出设置有空心凸台，空心凸台插入到下通液竖杆中。

为了提高通液横杆的连接稳定性，在第一外伸板的边部设有向上的竖板（1-1-3），在第一主体上连接板（1-2-1-1）上方也设置有竖板（1-2-1-3）；所述第一外伸板的边部设有向上的竖板（1-1-3）与第一主体上连接板（1-2-1-1）上方设置的竖板（1-2-1-3）设置有螺栓孔、通过螺栓-螺母连接；

在第二外伸板的边部设有向下的竖板，在第一主体下连接板（1-2-1-2）的下方也设置有竖板, 所述第二外伸板的边部设有向上的竖板与第一主体下连接板（1-2-1-2）下方设置的竖板（1-2-1-3）设置有螺栓孔、通过螺栓-螺母连接。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。