一种充气柜冷却装置及充气柜的制作方法

本发明涉及充气柜的散热冷却，具体涉及一种充气柜冷却装置及充气柜。

背景技术：

1、环保气体绝缘金属封闭开关设备简称“环保充气柜”，是新一代环保型开关设备，电气主回路中所用的绝缘气体为干燥空气，不同于传统sf6气体填充的充气柜，环保型充气柜污染小、对环境友好，越来越受用户的欢迎。

2、现阶段市场上的环保充气柜包括柜体以及设置在柜体内的一次主回路，为保证充气柜的气体密封性，环保充气柜的柜体为密封式气柜，不与柜体外部进行气体交换，一次主回路密封安装在柜体内部，相比于普通开关柜，环保充气柜能够使主回路与外界气密隔离，使充气柜的导电和使用性能显著提升，然而由于柜体完全封闭，密封式的柜体阻隔了箱内气体与外界空气的有效流通及热量交换，在柜体内的导电元器件运行的过程中就会产生热量集中并无法排出的情况，若开关设备内的温度升高的过高过快，会使箱内元器件材料的物理、化学性能因高温产生变化，导致箱内元器件机械性能和电气性能下降甚至是损坏，例如连接导线的封皮因高温产生软化而导致导线串电发生短路，引发柜内元器件烧坏，甚至造成严重的事故，因此，在环保充气柜上设计和运行散热和冷却装置是现阶段开关柜使用时必须要考虑和解决的问题。

3、针对上述问题，申请公布号为cn112186609a、申请公布日为2021.01.05的中国发明专利申请公布了一种充气柜冷却装置及其冷却方法，该充气柜冷却装置在柜体上设置进气口和出气口，在进气口和出气口的外侧分别密封连通一个接管头，然后在两个接管头之间连接有冷却单元，冷却单元包括冷却室，冷却单元制冷器，制冷器包括由内向外串联叠加在一起的制冷片、制冷半导体，在进行制冷时，通过对制冷半导体通电制冷，使制冷片进行制冷作业，从而在冷却室和柜体之间产生温度差值，进而促使柜体内的高温干燥气体因为温度压差而形成气体自循环，对柜体内的气体进行直接冷却。

4、然而上述充气柜冷却装置的结构复杂且成本较高，需要在冷却室内设置制冷半导体、制冷片等需要接通电路的复杂结构，同时，自循环的工作过程是靠温度和压差实现的，无法控制，也无法保证散热冷却的进行，不利于充气柜的正常使用，因此需要针对上述缺陷开发一种全新的充气柜冷却装置，解决充气柜的温升问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种充气柜冷却装置，以解决现有技术中充气柜上连接的冷却装置结构复杂、成本较高且冷却降温不可控的技术问题；另外，本发明的目的还在于提供一种充气柜，以解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明所提供的一种充气柜冷却装置的技术方案是：

3、一种充气柜冷却装置，包括用于固定安装在充气柜的柜体上并与柜体的内腔连通的出气管道以及进气管道，还包括连接在出气管道和进气管道之间的冷却管道，出气管道、冷却管道、进气管道三者中至少一个内设置有抽气风机，抽气风机用于将柜体内的干燥空气抽出并依次通过出气管道、冷却管道、进气管道后再回流至柜体内；冷却管道配置有换热风机，换热风机用于使外界空气强制对流并经过冷却管道，以对冷却管道中的干燥空气进行降温。

4、有益效果：本发明基于现有技术中冷却装置存在的问题，提出了一种全新的充气柜冷却装置的技术方案，通过在柜体外部设置与柜体内进行连通的出气管道、进气管道以及冷却管道，从而在保证气体不外漏的前提下实现对柜体中高温的干燥空气进行降温冷却的目的，抽气风机能够柜体内的将干燥空气强制抽入冷却管道中，冷却管道上配置的换热风机能够对冷却管道进行强制对流换热，从而将通入冷却管道内的干燥空气进行降温，通过抽气风机、换热风机以及各管道通路的布置，实现箱内干燥空气与外界大气的换热，同时使干燥空气仅在柜体和管道之间密封循环，不与大气连通，保证柜体密封性，相较于现有技术中成本较高的半导体制冷、制冷片等制冷结构，本发明的充气柜冷却装置结构简单，易于连接布置和控制，成本较低，抽气风机能够强制使柜体内的干燥空气循环流动，实现有效换热，抽气风机和换热风机控制简便，结构简单，有效地地解决了现有技术中充气柜上连接的冷却装置结构复杂、成本较高且冷却降温不可控的技术问题。

5、优选地，冷却管道包括多个依次间隔布置的分支管道，相邻两个分支管道之间的间隙供强制对流的外界空气经过。分支管道将冷却管道分隔，从而增加了干燥空气在冷却管道中流动时与冷却管道的管道壁的接触面积，提高换热冷却效果。

6、优选地，各分支管道均由空心板形成，相邻两个空心板的相互平行的板面之间的空间构成所述的间隙。空心的板体面积较大，进一步保证换热效果的提升。

7、优选地，多个分支管道沿排布方向所形成的区域覆盖换热风机。分支管道将换热风机覆盖，保证换热风机进行的空气对流都能够作用在分支管道上，最大化地实现换热风机的换热效果。

8、优选地，出气管道和进气管道均沿上下方向延伸，冷却管道连接在出气管道和进气管道的顶部之间，换热风机通过固定架固定设置在冷却管道的上方。出气管道和进气管道沿上下方向延伸从而能够在安装冷却装置时将冷却装置装配在充气柜的柜体顶部，不占用横向空间，减小充气柜的占地面积。

9、优选地，所述固定架包括顶壁以及与顶壁四周相连且向下延伸的侧壁，顶壁与四周的侧壁之间围成了风腔。固定架能够将换热风机固定安装在冷却管道外的同时也能够上下延伸，减小横向占用空间，同时还围成了与换热风机连通的风腔，保证换热风机的换热效果。

10、优选地，出气管道和进气管道内分别设置有控制气流通断的控制阀，或者充气柜冷却装置还包括用于连接在出气管道和柜体之间以及进气管道和柜体之间以分别控制气流通断的控制阀。通过控制阀能够将出气管道和进气管道与柜体的连通截断，从而方便后续的管道检修和换热风机、抽吸风机等易损部件的更换。

11、优选地，所述控制阀具有用于控制阀开闭的操作手轮，操作手轮位于出气管道和进气管道之间的空间内。通过将操作手轮设在出气管道和进气管道之间的空间内，防止冷却装置外部对操作手轮产生干涉，也防止操作手轮外露时对充气柜上连接的其他部件产生干涉，使控制阀的启闭安全可控。

12、本发明所提供的一种充气柜的技术方案是：

13、一种充气柜，包括柜体，柜体上设置有出气口和进气口，柜体上还安装有充气柜冷却装置，充气柜冷却装置包括用于固定安装在充气柜的柜体上并与柜体的内腔连通的出气管道以及进气管道，还包括连接在出气管道和进气管道之间的冷却管道，出气管道、冷却管道、进气管道三者中至少一个内设置有抽气风机，抽气风机用于将柜体内的干燥空气抽出并依次通过出气管道、冷却管道、进气管道后再回流至柜体内；冷却管道配置有换热风机，换热风机用于使外界空气强制对流并经过冷却管道，以对冷却管道中的干燥空气进行降温；充气柜冷却装置的出气管道和柜体上的出气口连通，充气柜冷却装置的进气管道和柜体上的进气口连通。

14、有益效果：本发明中的充气柜通过在柜体外部设置与柜体内进行连通的出气管道、进气管道以及冷却管道，从而在保证气体不外漏的前提下实现对柜体中高温的干燥空气进行降温冷却的目的，抽气风机能够柜体内的将干燥空气强制抽入冷却管道中，冷却管道上配置的换热风机能够对冷却管道进行强制对流换热，从而将通入冷却管道内的干燥空气进行降温，通过抽气风机、换热风机以及各管道通路的布置，实现箱内干燥空气与外界大气的换热，同时使干燥空气仅在柜体和管道之间密封循环，不与大气连通，保证柜体密封性，相较于现有技术中成本较高的半导体制冷、制冷片等制冷结构，本发明的充气柜冷却装置结构简单，易于连接布置和控制，成本较低，抽气风机能够强制使柜体内的干燥空气循环流动，实现有效换热，抽气风机和换热风机控制简便，结构简单，有效地地解决了现有技术中充气柜上连接的冷却装置结构复杂、成本较高且冷却降温不可控的技术问题。

15、优选地，冷却管道包括多个依次间隔布置的分支管道，相邻两个分支管道之间的间隙供强制对流的外界空气经过。分支管道将冷却管道分隔，从而增加了干燥空气在冷却管道中流动时与冷却管道的管道壁的接触面积，提高换热冷却效果。

16、优选地，各分支管道均由空心板形成，相邻两个空心板的相互平行的板面之间的空间构成所述的间隙。空心的板体面积较大，进一步保证换热效果的提升。

17、优选地，多个分支管道沿排布方向所形成的区域覆盖换热风机。分支管道将换热风机覆盖，保证换热风机进行的空气对流都能够作用在分支管道上，最大化地实现换热风机的换热效果。

18、优选地，出气管道和进气管道均沿上下方向延伸，冷却管道连接在出气管道和进气管道的顶部之间，换热风机通过固定架固定设置在冷却管道的上方。出气管道和进气管道沿上下方向延伸从而能够在安装冷却装置时将冷却装置装配在充气柜的柜体顶部，不占用横向空间，减小充气柜的占地面积。

19、优选地，所述固定架包括顶壁以及与顶壁四周相连且向下延伸的侧壁，顶壁与四周的侧壁之间围成了风腔。固定架能够将换热风机固定安装在冷却管道外的同时也能够上下延伸，减小横向占用空间，同时还围成了与换热风机连通的风腔，保证换热风机的换热效果。

20、优选地，出气管道和进气管道内分别设置有控制气流通断的控制阀，或者充气柜冷却装置还包括用于连接在出气管道和柜体之间以及进气管道和柜体之间以分别控制气流通断的控制阀。通过控制阀能够将出气管道和进气管道与柜体的连通截断，从而方便后续的管道检修和换热风机、抽吸风机等易损部件的更换。

21、优选地，所述控制阀具有用于控制阀开闭的操作手轮，操作手轮位于出气管道和进气管道之间的空间内。通过将操作手轮设在出气管道和进气管道之间的空间内，防止冷却装置外部对操作手轮产生干涉，也防止操作手轮外露时对充气柜上连接的其他部件产生干涉，使控制阀的启闭安全可控。

22、优选地，所述出气口和进气口分别设置有至少两个。通过增加出气口和进气口的数量，从而减小出气口和进气口需要开设的面积，因此也能够减小通气管道和进气管道的管道体积，利于冷却装置的安装布置。