一種帶有除濕和散熱功能的新型開關柜

［摘 要］高壓開關柜是配網中的重要電氣設備，因受潮引起絕緣性能下降是開關柜常見的安全故障之一。傳統的加熱除濕方法由于開關柜內部空氣流通性差，其熱量無法快速擴散，導致加熱效率低，除濕效果差。為此，提出一種帶有除濕和散熱功能的新型開關柜，在傳統加熱除濕原理的基礎上，引入吸風機構，通過控制開關使加熱器和吸風機構互相配合，可有效解決開關柜內由于加熱裝置產生的熱濕空氣淤積問題，并通過模擬試驗論證了該方法可以提高除濕效率，提升裝置的使用壽命。

［關鍵詞］開關柜；除濕裝置；加熱器；結構設計

［中圖分類號］TM507 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）09–0040–03

1 技術背景

開關柜又稱成套配電裝置，是電氣設備中至關重要的裝置，承擔著電能匯集、電氣線路分配、計量和保護等多項功能。大多數開關柜采用金屬封閉式結構，在潮濕環境下，開關柜內的電氣設備容易因受潮而發生局部放電，導致絕緣損壞，甚至引發火災等電網安全事故。因此，除濕在開關柜中顯得尤為重要。

目前，國內外常見的高壓開關柜除濕手段中，加熱除濕是一種經濟實用且穩定的方法，備受推崇。然而，在實際應用中加熱除濕存在一定弊端，其僅通過加熱柜體內潮濕空氣進行除濕，無法實現柜內外空氣的有效交換，導致柜內熱濕空氣無法及時排出，仍存在受潮放電的風險。

為提升除濕效率，增強電網運行穩定性，文章提出了一種帶有除濕和散熱功能的新型開關柜。在傳統加熱除濕原理基礎上，引入了吸風機構，通過控制開關實現加熱與吸風的協同作用，打造出具有除濕和散熱功能的新型開關柜。這一設計將有效改善開關柜內部濕度問題，并通過增加帶有過濾網的多個進氣孔阻止開關柜內外空氣交換時灰塵的進入，提高設備運行安全性，為電網運行提供可靠保障。

2 技術方案

2.1 帶有除濕和散熱功能的新型開關柜結構介紹

具有除濕和散熱功能的新型開關柜結構如圖1 所示，其設計巧妙，從功能上劃分為6 大部分，包括柜體、承托機構、加熱機構、吸風機構、箱板及控制開關。

2.1.1 柜體

開關柜的主體部分是由堅固金屬構成的柜體，承載并保護內部各功能組件。柜體的選材和結構設計需滿足高度耐腐蝕、高強度、導熱性能良好等要求，以確保設備的長期穩定運行。

2.1.2 承托機構

承托機構由3 個固定座、每個固定座內部插接的固定柱、每根固定柱的圓周表面由上至下可拆卸安裝的兩個承托板，以及每根固定柱圓周表面活動安裝的緊固件組成。其作用在于對柜內其他機構進行穩固支持，提供堅實基礎，確保內部結構的平衡和可靠性。

2.1.3 加熱機構

加熱機構包括加熱框、沿其高度方向均勻設置的5 組進氣孔及加熱框內部的3 塊加熱板。這一部分的設計旨在通過加熱板對柜體內的濕氣進行蒸發，以達到除濕效果。進氣孔的設置使得外部空氣能夠流入加熱框，形成良好的對流環境，提高除濕效率。

2.1.4 吸風機構

吸風機構由風罩、風罩下面的兩個固定板、連接管、抽氣管、抽風機及排風管組成。這一設計旨在通過吸風機制加速柜體內外空氣的交換，進而加速除濕過程。固定板和連接管的合理設置有效控制了進氣方向，確保了空氣交換的有序進行。

2.1.5 箱板

箱板作為柜體的外殼，不僅提供美觀的外觀，同時對柜體內部進行進一步的隔離和保護，防范外部灰塵和濕氣的侵入。

2.1.6 控制開關

控制開關位于柜體左側的上方，通過電線連接并控制加熱板的開關狀態。其設計考慮到對加熱機構的智能化控制，以實現對除濕過程的精準操控。

2.2 帶有除濕和散熱功能新型開關柜的工作原理

新型開關柜通過加熱機構和吸風機構的協同作用，實現除濕與散熱功能。

2.2.1 加熱機構與吸風機構

加熱機構和吸風機構是該開關柜裝置的核心組成部分。加熱機構通過加熱板的工作原理，對進入柜體內的潮濕空氣進行加熱，從而實現了除濕的效果。同時，吸風機構通過抽風機的作用，將柜體內的濕熱空氣抽出至柜體外，形成一進一出的雙重除濕保障。同時加熱板停止工作，而吸風機構繼續工作，則能夠實現散熱的目的，使得開關柜具備除濕和散熱的功能，可以有效解決開關柜內由于加熱裝置產生的熱濕空氣淤積問題，這種設計架構有效降低了潮濕環境對電氣設備絕緣性能的損害風險。

2.2.2 承托機構

裝置的承托機構采用了固定座、固定柱、承托板及緊固件等多元件組合，確保了設備內部結構的牢固穩定。固定座的作用在于保證固定柱的穩定性，而固定柱和緊固件的協同作用則實現了對承托板的安全固定。通過調整緊固件在固定柱圓周表面的高度位置，可實現對承托板內部高度的變化，提高了裝置對不同元件的承托適應性，從而增強了實用性。

2.2.3 智能化控制

當控制開關開啟時，加熱機構啟動，通過進氣孔引入外部氣體，經由加熱板升溫后對柜體內部環境進行加熱，實現除濕。同時，設置多個進氣孔，通過過濾網有效過濾進入的空氣，防止外界灰塵的進入。

3 試驗結果

將文章提出的新型開關柜與傳統的加熱器除濕方案通過試驗模擬進行除濕效果對比，在保證其他環境因素一致前提下，在不同溫濕度條件下，對比結果見表1。

由表1 可知，在同一環境溫度和環境濕度下，帶有除濕和散熱功能的新型開關柜柜內溫度和濕度與環境溫濕度相比有明顯降低，與傳統的加熱器相比在除濕和散熱方面有一定的優化。在實現目標濕度的同時，兼具了散熱的有效性。在濕度控制達到預定目標的前提下，該裝置能夠順利實現散熱效果，為在潮濕環境中的電氣設備提供了更為可靠和高效的保護手段。

4 結束語

新型開關柜的設計充分考慮了除濕和散熱的需要，通過智能化控制提高了開關柜裝置的可靠性、安全性和使用壽命，具有重要的實用性和可行性。

參考文獻

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