屏蔽机柜温度控制装置的研制

衢州赋腾信息科技有限公司 施中郎 徐拥华



屏蔽机柜温度控制装置的研制

衢州赋腾信息科技有限公司 施中郎 徐拥华

【摘要】随着计算机技术、通信技术和网络技术的发展，接入调度自动化系统的电力控制系统越来越多，这对电力控制系统和数据网络的安全性、可靠性、实时性提出了新的严峻挑战，《电力行业信息系统安全等级保护基本要求》中明确提出应对关键设备实施电磁屏蔽。电磁屏蔽机柜是能够有效抑制计算机电磁信息泄漏并防止外部强电磁骚扰影响计算机正常工作的电磁屏蔽设备，目前已广泛应用于电力系统。为实现屏蔽效能，电磁屏蔽机柜四周封闭性较好，但容易出现机柜内设备运行时散热不充分导致机柜内温度过高的现象。如何将电磁屏蔽机柜内温度维持在一定范围内以适应设备的正常运行已成为重要课题。

【关键词】屏蔽；机柜；温度控制装置；研制

1.设定研究目标

1.1目标设定

我们综合了各标准的规定，设立了本次课题的目标：在保证屏蔽机柜屏蔽效能的基础上，将屏蔽机柜内的温度控制在20-24℃范围内，其改进前后温度范围效果图如图1.1所示。

图1.1 改进前后屏蔽机柜内温度范围

1.2目标可行性分析

要研制出屏蔽机柜温度控制装置，在当前屏蔽机柜的基础上，必须解决以下两个个问题：一是需要对屏蔽机柜进行降温散热；二是需要对屏蔽机柜内的温度进行控制。为此，小组经过分析和调研得出了以下的结论：

（1）虽然目前屏蔽机柜的散热方式比较单一，但随着科学技术的发展，目前市场上有多种新型的散热方式，只要通过合理的应用，都可以用于屏蔽机柜的散热。

（2）温度控制已经是目前市场上非常成熟的方法，只需要在屏蔽机柜内接入温度传感器并转化为电信号，通过对散热装置的开断进行控制，就可以将屏蔽机柜内的温度控制在一定的范围内，因此温度控制可以实现。

（3）本小组成员学历及技术水平高，熟悉各种电子电路的工作原理及工器具的使用，拥有良好的现场工作经验及创新意识，可以实现本次QC活动的目标。

2.进行对策实施

2.1装置设计

图2.1 装置电路原理图

从图2.1可知，温度探头可以用于实现温度的监视，只需通过线缆连接到值班机房就可以实现温度的远程监视；并且通过温度探头及芯片，可以实现温度范围的控制，利用温度控制半导体系统接入的开关，从而可以实现将屏蔽机柜内温度控制在一定范围内；同时，将半导体散热系统分成两个模块部分，实现半导体制冷片的串并联连接同时便于温度控制开关的开断。

2.2委托厂家采购加工

表2-1 加工厂家选择

2.3装置制作

从最初的单个半导体制冷器开始试验。然后逐步增加半导体制冷片的数量，并通过不断的温度测试、散热功能测试，形成一个小的半导体降温模块，最后通过集成加工，形成一个完整的半导体降温模块，如图2.3所示。

图2.3 半导体制冷模块

2.4装置试验

小组通过将半导体模块放置一个密封的金属箱体内，并将半导体通电并对分别冷面热的温度以及箱体内的温度进行了测试及出厂测试报告，分别如表7-2和图7.4所示。从表中可以看出，通过半导体制冷模块可以高效率的实现封闭箱体的降温，且半导体热面的温度较稳定，不会超出其限值。

表2-2 装置试验结果

3.总结

通过本次活动，研制了屏蔽机柜温度控制装置，该装置的优点有：屏蔽机柜仍然保持原来的屏蔽效果，可以有效防止电磁辐射信息泄露；通过对屏蔽机柜内温度的控制，可以满足机柜内多个设备的同时运行，提高了屏蔽机柜内设备的容纳能力；通过对屏蔽机柜的应用，可以明显改善机房内的电磁环境，为员工提供良好的工作环境；本次活动成果适用于市场上所有类型的屏蔽机柜，因此适用范围广，为屏蔽机柜的降温方式提供了一个新的方向。