充气柜及其柜体的制作方法

本实用新型涉及一种充气柜及其柜体。

背景技术：

气体绝缘金属封闭开关设备简称为充气柜，采用sf6气体或其他气体作为绝缘介质，将断路器、隔离开关和母线等一次元器件集中密封在低等级的不锈钢气箱中，具有体积小，不受外界环境影响等特点。由于充气柜一次主回路密封在充气箱体内，相比较于普通开关柜，运行时能量过于集中、需要通过高度密封来保证绝缘性，这些直接导致了充气柜散热能力较差。充气柜内长时间温升过高，会加速元器件的老化，降低产品的绝缘性能，从而影响设备的安全稳定运行，对于大电流充气柜，温升问题更为突出。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种充气柜的柜体，能够解决现有技术中充气柜散热能力差的问题；本实用新型另外的目的在于提供一种充气柜，散热能力好，能够对温升进行稳定的控制。

为实现上述目的，本实用新型中的充气柜的柜体采用如下技术方案：

充气柜的柜体，包括：

吸热装置，设置在柜体侧壁的内部以与柜体内部环境进行热交换，其中设置有供冷媒流动的、沿上下方向延伸的上升通道；

散热装置，设置在柜体侧壁的外部以与柜体外部环境进行热交换，其中设置有供冷媒流动的、沿上下方向延伸的下降通道；

所述上升通道与下降通道连通以形成供冷媒在吸热装置、散热装置中循环流动的循环通道；

两装置靠上的连接部位为供冷媒由吸热装置流入到散热装置中的流入口，两装置靠下的连接部位为供冷媒由散热装置流入到吸热装置中的回流口。

其有益效果在于：在柜体侧壁的内外侧布置吸热装置和散热装置，吸热装置与散热装置连通，供冷媒在两装置中循环流动。冷媒在柜体内吸收热量后，体积变大而密度变小，从而会沿着吸热装置中的上升通道向上运动，并通过吸热装置与散热装置之间的流入口进入到散热装置中，到达散热装置中以后与柜体外界环境热交换，降低温度后顺着下降通道向下运动，并通过回流口进入到吸热装置中，顶替了原来在该位置处的温度较高的冷媒，本实用新型中的柜体利用冷媒在不同位置处的温度差来自然驱动冷媒循环流动，通过冷媒的吸放热来降低柜体内的温度，且没有对充气柜的密封性产生影响，有效地解决了现有技术中充气柜的散热问题。

进一步的，吸热装置中上升通道沿水平方向间隔设置有多个，各上升通道之间并联。

其有益效果在于：设置多个并联的上升通道，能够增加冷媒流动的路径，使冷媒在流动过程中仍能够吸收柜体内的热量，从而提高热交换的效率。

进一步的，所述上升通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸。

其有益效果在于：上升通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸，增加了上升通道与外界环境进行热交换的面积，提高了热交换的速度。

进一步的，散热装置中下降通道沿水平方向间隔设置有多个，各下降通道之间并联。

其有益效果在于：设置多个并联的下降通道，能够增加冷媒同时与外界进行热交换的支路数量，能够提高散热的效率。

进一步的，所述下降通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸。

其有益效果在于：下降通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸，增加了下降通道与外界环境进行热交换的面积，提高了热交换的速度。

进一步的，吸热装置与散热装置之间连接有转接管，转接管与吸热装置之间、转接管与散热装置之间设置有实现密封的密封圈。

其有益效果在于：增加密封圈，能够保证连接处的密封性，避免冷媒泄漏影响充气柜工作，提高了充气柜的安全性。

进一步的，转接管与吸热装置、散热装置之间还设置有对长度进行补偿的导管，导管的两端均设有与转接管、吸热装置/散热装置连接的螺纹，且两端的螺纹旋向相反。

其有益效果在于：使用具有旋向相反的螺纹来连接转接管与吸热装置/散热装置，能够保证连接的密封性，并且旋转导管时能够同时旋紧转接管与吸热装置/散热装置，操作简单。

进一步的，吸热装置及散热装置上设置有供焊接在柜体侧壁上的螺柱穿过的安装孔，所述安装孔为长圆孔，长圆孔的延伸方向平行于吸热装置或散热装置与转接管的对接方向。

其有益效果在于：设置长圆孔，能够改变吸热装置/散热装置相对于侧壁的安装位置，旋转导管时长圆孔能够避让螺柱，使吸热装置/散热装置适应与转接管的安装位置，通过螺母与螺柱配合来将吸热装置及散热装置固定在侧壁上，结构简单，便于实现。

为实现上述目的，本实用新型中的充气柜采用如下技术方案：

充气柜，包括柜体和设置在柜体内的电气元件；充气柜的柜体包括：

吸热装置，设置在柜体侧壁的内部以与柜体内部环境进行热交换，其中设置有供冷媒流动的、沿上下方向延伸的上升通道；

散热装置，设置在柜体侧壁的外部以与柜体外部环境进行热交换，其中设置有供冷媒流动的、沿上下方向延伸的下降通道；

所述上升通道与下降通道连通以形成供冷媒在吸热装置、散热装置中循环流动的循环通道；

两装置靠上的连接部位为供冷媒由吸热装置流入到散热装置中的流入口，两装置靠下的连接部位为供冷媒由散热装置流入到吸热装置中的回流口。

其有益效果在于：在柜体侧壁的内外侧布置吸热装置和散热装置，吸热装置与散热装置连通，供冷媒在两装置中循环流动。冷媒在柜体内吸收热量后，体积变大而密度变小，从而会沿着吸热装置中的上升通道向上运动，并通过吸热装置与散热装置之间的流入口进入到散热装置中，到达散热装置中以后与柜体外界环境热交换，降低温度后顺着下降通道向下运动，并通过回流口进入到吸热装置中，顶替了原来在该位置处的温度较高的冷媒，本实用新型中的柜体利用冷媒在不同位置处的温度差来自然驱动冷媒循环流动，通过冷媒的吸放热来降低柜体内的温度，且没有对充气柜的密封性产生影响，有效地解决了现有技术中充气柜的散热问题。

进一步的，吸热装置中上升通道沿水平方向间隔设置有多个，各上升通道之间并联。

其有益效果在于：设置多个并联的上升通道，能够增加冷媒流动的路径，使冷媒在流动过程中仍能够吸收柜体内的热量，从而提高热交换的效率。

进一步的，所述上升通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸。

其有益效果在于：上升通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸，增加了上升通道与外界环境进行热交换的面积，提高了热交换的速度。

进一步的，散热装置中下降通道沿水平方向间隔设置有多个，各下降通道之间并联。

其有益效果在于：设置多个并联的下降通道，能够增加冷媒同时与外界进行热交换的支路数量，能够提高散热的效率。

进一步的，所述下降通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸。

其有益效果在于：下降通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸大于平行于侧壁方向上的尺寸，增加了下降通道与外界环境进行热交换的面积，提高了热交换的速度。

进一步的，吸热装置与散热装置之间连接有转接管，转接管与吸热装置之间、转接管与散热装置之间设置有实现密封的密封圈。

其有益效果在于：增加密封圈，能够保证连接处的密封性，避免冷媒泄漏影响充气柜工作，提高了充气柜的安全性。

进一步的，转接管与吸热装置、散热装置之间还设置有对长度进行补偿的导管，导管的两端均设有与转接管、吸热装置/散热装置连接的螺纹，且两端的螺纹旋向相反。

其有益效果在于：使用具有旋向相反的螺纹来连接转接管与吸热装置/散热装置，能够保证连接的密封性，并且旋转导管时能够同时旋紧转接管与吸热装置/散热装置，操作简单。

进一步的，吸热装置及散热装置上设置有供焊接在柜体侧壁上的螺柱穿过的安装孔，所述安装孔为长圆孔，长圆孔的延伸方向平行于吸热装置或散热装置与转接管的对接方向。

其有益效果在于：设置长圆孔，能够改变吸热装置/散热装置相对于侧壁的安装位置，旋转导管时长圆孔能够避让螺柱，使吸热装置/散热装置适应与转接管的安装位置，通过螺母与螺柱配合来将吸热装置及散热装置固定在侧壁上，结构简单，便于实现。

附图说明

图1为本实用新型中充气柜一种实施例中的结构示意图；

图2为a处的局部放大图；

图3为图1中充气柜的俯向视图；

图4为本实用新型中充气柜的吸热装置、散热装置与侧壁的配合结构示意图；

图5为b处局部放大图；

图6为本实用新型中散热装置的剖视图；

图7为本实用新型中转接管的结构示意图；

图8为本实用新型中导管的结构示意图；

图中：10-充气柜；11-柜体；12-侧壁；121-穿孔；122-螺柱；13-电气元件；14-散热装置；141-注油口；142-长圆孔；143-环槽；144-底板；145-罩板；146-下降通道；147-凸起；148-间隔；15-吸热装置；16-转接管；161-接口；162-环槽；17-导管；171-连接端a；172-连接端b。

具体实施方式

现结合附图来对本实用新型中充气柜及其柜体的具体实施方式进行说明。

本实用新型中充气柜的一种实施例：充气柜包括柜体，在柜体中充气sf6等绝缘气体来保证柜体内的绝缘性，如图1、图2及图3所示，充气柜10的柜体11中布置有电气元件13，柜体11的侧壁12上布置有能够对柜体11进行散热，控制温升的冷却系统，冷却系统包括布置在侧壁12内侧面上的吸热装置15和布置在侧壁12外侧面上的散热装置14。

如图4、图5及图6所示，散热装置14整体呈板体结构，由底板144和罩设在底板144上的罩板145围成。罩板145由导热材料制成，其上设置有沿上下方向延伸的、背向底板144凸出的直线型凸起147，在罩板145与底板144围合时，凸起147的内壁面与底板144的板面围成了散热装置14中供作为冷媒的变压器油流动的下降通道146。

罩板145上的凸起147截面为u形，且下降通道146的水平投影在侧壁12法线方向上的尺寸大于平行于侧壁12方向上的尺寸，沿侧壁12法线方向的凸起147外表面能够增加下降通道146与外界进行热交换的面积。

罩板145上的凸起147沿水平方向间隔布置有多个，对应形成了多个下降通道146。罩板145与底板144连接时，在垂直于底板144板面的方向上，罩板145与底板144之间具有间隔148，间隔148连通各下降通道146，实现了下降通道146并联。

散热装置14的顶部设置有供操作人员向下降通道146中注入变压器油的注油口141，散热装置14的侧边设置有接口以与位于柜体11内吸热装置15连通。

本实施例中，设置在柜体11内的吸热装置15结构与散热装置14结构大体相同，区别仅在于吸热装置15上未设置注油口141，吸热装置15与散热装置14连通，加注变压器油能够通过位于柜体11外的散热装置14进入到位于柜体11内的吸热装置15中。吸热装置15通过变压器油与柜体11内的环境进行热交换，来降低柜体11内环境的温度，吸热后的变压器油进入到散热装置14中后，与柜体11外的环境进行热交换，使散热装置14中的变压器油温度降低。

吸热装置15中，供变压器油流动的通道为上升通道，变压器油沿着由下到上的方向运动，两装置靠上的连接部位为供变压器油由吸热装置15流入到散热装置14中的流入口，两装置靠下的连接部位为供变压器油由散热装置14流入到吸热装置15中的回流口，上升通道与下降通道146两端均连通，形成了整个冷却系统中供变压器油循环流动的循环通道。

如图7所示，位于侧壁12内外两侧的吸热装置15和散热装置14之间通过转接管16连通，侧壁12上设置有供转接管16通过的穿孔121。转接管16为分体式的u形连接管，转接管16穿过穿孔121后通过焊接的方式与穿孔121固定连接，同时将穿孔121封死，保证柜体11的密封性。

转接管16的端部与吸热装置15上的接口、散热装置14上的接口之前设置有补偿距离的导管17，如图8所示，导管17两端的连接端a171、连接端b172设置有分别与转接管16、吸热装置15或散热装置14连接的螺纹，本实施例中，导管17两端的连接端a171、连接端b172处的螺纹可以采用旋向相反的螺纹，旋转时能够同时与导管17两端的转接管16、吸热装置15或散热装置14上接口对应螺纹旋紧。

为保证密封性，转接管16与导管17之间、导管17与吸热装置15之间以及导管17与散热装置14之间的连接位置设置有密封圈。具体来讲，在散热装置14及吸热装置15的接口口沿处，设置有环槽143，用于安装密封圈；转接管16上用于与导管17连接的接口161处，设置有外凸缘，外凸缘上同样设置有用于安装密封圈的环槽162；当转接管16与导管17连接时，能够通过夹紧密封圈保证两者连接处的密封性，当导管17与吸热装置15、散热装置14连接时，同样通过夹紧密封圈来保证导管17分别与吸热装置15、散热装置14的密封性。

侧壁12的内外两侧均焊接有螺柱122，而散热装置14及吸热装置15上设置有与螺柱122对应的安装孔，螺柱122穿过安装孔，并与螺母螺接，依靠螺母将散热装置14及吸热装置15固定在侧壁12上。

本实施例中采用的安装孔为长圆孔142，长圆孔142的延伸方向平行于转接管16与导管17、导管17分别与吸热装置15、散热装置14的对接方向，即水平方向。在旋转导管17连接转接管16与吸热装置15、散热装置14时，长圆孔142能够避开螺栓，使散热装置14或吸热装置15靠向转接管16。同时，操作人员可以利用长圆孔142，通过挪动散热装置14及吸热装置15整体来使散热装置14及吸热装置15挤向转接管16，进一步地压紧密封圈。

操作人员使用本实用新型中的充气柜10时，通过散热装置14上的注油口141向内注入变压器油，但散热装置14及吸热装置15的连通空间中仍需留有一定空间来供变压器油膨胀。注油完成后，吸热装置15的上升通道中，散热装置14的下降通道146中均充有变压器油。

充气柜10内的温度随着运行时长的增加而上升时，吸热装置15中的变压器油与柜内空间进行热交换，变压器油吸收热量，体积增加，密度变小，就会顺着上升通道向上移动，在上升的过程中会继续吸收热量。与吸热装置15连通的散热装置14中，变压器油的温度较低，在热油上升时散热装置14中的冷油自然运动至热油原来的位置，对吸热装置15进行补充。

热油运动至柜体11外的散热装置14中时，通过罩板145与外界进行热交换，将热量放出，温度降低后运动至散热装置14的底部，变成了新的冷油，能够参加下一次的循环，通过油温的差别，实现了变压器油的自然循环流动，有效地对密封性要求高的充气柜10进行散热。

在其他实施例中，上升通道及下降通道在对应的吸热装置、散热装置中可以仅设置有一个，此时为保证散热效果，可以将上升、下降通道的截面增大，以增加冷媒在对应管道中的流量，从而在流动过程中带走更多的热量，而不局限于采用多个并联的上升、下降通道的方案。

在其他实施例中，上升通道或下降通道的水平投影在侧壁法线方向上的尺寸可以小于或等于平行于侧壁方向上的尺寸，从而减小了上升通道或下降通道中与外界环境进行热交换的换热面积。

在其他实施例中，吸热装置与散热装置可以直接做成一体结构，直接连通其中的上升通道与下降通道，上升通道与下降通道的区别在于：安装时，上升通道位于柜体内，下降通道位于柜体外，此时在柜体上应加工出用于避让上升、下降通道的避让结构，在安装完成时应对避让结构进行密封以保证柜体的密封性。

在其他实施例中，吸热装置、散热装置可以直接与转接管相连。

在其他实施例中，设置在吸热装置、散热装置上的安装孔可以为圆孔，此时吸热装置、散热装置可以通过软管相连，软管通过自身能够弯曲的特点来适应吸热装置与散热装置之前的间距，从而可以使吸热装置与散热装置直接固定在侧壁上。

在上述实施例中，采用的冷媒为变压器油，在其他实施例中，可以采用其他比热容较大的液体来作为冷媒，例如水等。

本实用新型中充气柜的柜体的结构与上述充气柜实施例中柜体的结构相同，所能达到的技术效果也相同，因此关于充气柜的柜体的实施例不再重复说明。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的实用新型目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡是在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。