屏蔽機柜溫度控制裝置的研制

衢州賦騰信息科技有限公司 施中郎 徐擁華

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屏蔽機柜溫度控制裝置的研制

衢州賦騰信息科技有限公司 施中郎 徐擁華

【摘要】隨著計算機技術、通信技術和網絡技術的發展，接入調度自動化系統的電力控制系統越來越多，這對電力控制系統和數據網絡的安全性、可靠性、實時性提出了新的嚴峻挑戰，《電力行業信息系統安全等級保護基本要求》中明確提出應對關鍵設備實施電磁屏蔽。電磁屏蔽機柜是能夠有效抑制計算機電磁信息泄漏并防止外部強電磁騷擾影響計算機正常工作的電磁屏蔽設備，目前已廣泛應用于電力系統。為實現屏蔽效能，電磁屏蔽機柜四周封閉性較好，但容易出現機柜內設備運行時散熱不充分導致機柜內溫度過高的現象。如何將電磁屏蔽機柜內溫度維持在一定范圍內以適應設備的正常運行已成為重要課題。

【關鍵詞】屏蔽；機柜；溫度控制裝置；研制

1.設定研究目標

1.1目標設定

我們綜合了各標準的規定，設立了本次課題的目標：在保證屏蔽機柜屏蔽效能的基礎上，將屏蔽機柜內的溫度控制在20-24℃范圍內，其改進前后溫度范圍效果圖如圖1.1所示。

圖1.1 改進前后屏蔽機柜內溫度范圍

1.2目標可行性分析

要研制出屏蔽機柜溫度控制裝置，在當前屏蔽機柜的基礎上，必須解決以下兩個個問題：一是需要對屏蔽機柜進行降溫散熱；二是需要對屏蔽機柜內的溫度進行控制。為此，小組經過分析和調研得出了以下的結論：

（1）雖然目前屏蔽機柜的散熱方式比較單一，但隨著科學技術的發展，目前市場上有多種新型的散熱方式，只要通過合理的應用，都可以用于屏蔽機柜的散熱。

（2）溫度控制已經是目前市場上非常成熟的方法，只需要在屏蔽機柜內接入溫度傳感器并轉化為電信號，通過對散熱裝置的開斷進行控制，就可以將屏蔽機柜內的溫度控制在一定的范圍內，因此溫度控制可以實現。

（3）本小組成員學歷及技術水平高，熟悉各種電子電路的工作原理及工器具的使用，擁有良好的現場工作經驗及創新意識，可以實現本次QC活動的目標。

2.進行對策實施

2.1裝置設計

圖2.1 裝置電路原理圖

從圖2.1可知，溫度探頭可以用于實現溫度的監視，只需通過線纜連接到值班機房就可以實現溫度的遠程監視；并且通過溫度探頭及芯片，可以實現溫度范圍的控制，利用溫度控制半導體系統接入的開關，從而可以實現將屏蔽機柜內溫度控制在一定范圍內；同時，將半導體散熱系統分成兩個模塊部分，實現半導體制冷片的串并聯連接同時便于溫度控制開關的開斷。

2.2委托廠家采購加工

表2-1 加工廠家選擇

2.3裝置制作

從最初的單個半導體制冷器開始試驗。然后逐步增加半導體制冷片的數量，并通過不斷的溫度測試、散熱功能測試，形成一個小的半導體降溫模塊，最后通過集成加工，形成一個完整的半導體降溫模塊，如圖2.3所示。

圖2.3 半導體制冷模塊

2.4裝置試驗

小組通過將半導體模塊放置一個密封的金屬箱體內，并將半導體通電并對分別冷面熱的溫度以及箱體內的溫度進行了測試及出廠測試報告，分別如表7-2和圖7.4所示。從表中可以看出，通過半導體制冷模塊可以高效率的實現封閉箱體的降溫，且半導體熱面的溫度較穩定，不會超出其限值。

表2-2 裝置試驗結果

3.總結

通過本次活動，研制了屏蔽機柜溫度控制裝置，該裝置的優點有：屏蔽機柜仍然保持原來的屏蔽效果，可以有效防止電磁輻射信息泄露；通過對屏蔽機柜內溫度的控制，可以滿足機柜內多個設備的同時運行，提高了屏蔽機柜內設備的容納能力；通過對屏蔽機柜的應用，可以明顯改善機房內的電磁環境，為員工提供良好的工作環境；本次活動成果適用于市場上所有類型的屏蔽機柜，因此適用范圍廣，為屏蔽機柜的降溫方式提供了一個新的方向。