一种带有除湿和散热功能的新型开关柜

［摘 要］高压开关柜是配网中的重要电气设备，因受潮引起绝缘性能下降是开关柜常见的安全故障之一。传统的加热除湿方法由于开关柜内部空气流通性差，其热量无法快速扩散，导致加热效率低，除湿效果差。为此，提出一种带有除湿和散热功能的新型开关柜，在传统加热除湿原理的基础上，引入吸风机构，通过控制开关使加热器和吸风机构互相配合，可有效解决开关柜内由于加热装置产生的热湿空气淤积问题，并通过模拟试验论证了该方法可以提高除湿效率，提升装置的使用寿命。

［关键词］开关柜；除湿装置；加热器；结构设计

［中图分类号］TM507 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）09–0040–03

1 技术背景

开关柜又称成套配电装置，是电气设备中至关重要的装置，承担着电能汇集、电气线路分配、计量和保护等多项功能。大多数开关柜采用金属封闭式结构，在潮湿环境下，开关柜内的电气设备容易因受潮而发生局部放电，导致绝缘损坏，甚至引发火灾等电网安全事故。因此，除湿在开关柜中显得尤为重要。

目前，国内外常见的高压开关柜除湿手段中，加热除湿是一种经济实用且稳定的方法，备受推崇。然而，在实际应用中加热除湿存在一定弊端，其仅通过加热柜体内潮湿空气进行除湿，无法实现柜内外空气的有效交换，导致柜内热湿空气无法及时排出，仍存在受潮放电的风险。

为提升除湿效率，增强电网运行稳定性，文章提出了一种带有除湿和散热功能的新型开关柜。在传统加热除湿原理基础上，引入了吸风机构，通过控制开关实现加热与吸风的协同作用，打造出具有除湿和散热功能的新型开关柜。这一设计将有效改善开关柜内部湿度问题，并通过增加带有过滤网的多个进气孔阻止开关柜内外空气交换时灰尘的进入，提高设备运行安全性，为电网运行提供可靠保障。

2 技术方案

2.1 带有除湿和散热功能的新型开关柜结构介绍

具有除湿和散热功能的新型开关柜结构如图1 所示，其设计巧妙，从功能上划分为6 大部分，包括柜体、承托机构、加热机构、吸风机构、箱板及控制开关。

2.1.1 柜体

开关柜的主体部分是由坚固金属构成的柜体，承载并保护内部各功能组件。柜体的选材和结构设计需满足高度耐腐蚀、高强度、导热性能良好等要求，以确保设备的长期稳定运行。

2.1.2 承托机构

承托机构由3 个固定座、每个固定座内部插接的固定柱、每根固定柱的圆周表面由上至下可拆卸安装的两个承托板，以及每根固定柱圆周表面活动安装的紧固件组成。其作用在于对柜内其他机构进行稳固支持，提供坚实基础，确保内部结构的平衡和可靠性。

2.1.3 加热机构

加热机构包括加热框、沿其高度方向均匀设置的5 组进气孔及加热框内部的3 块加热板。这一部分的设计旨在通过加热板对柜体内的湿气进行蒸发，以达到除湿效果。进气孔的设置使得外部空气能够流入加热框，形成良好的对流环境，提高除湿效率。

2.1.4 吸风机构

吸风机构由风罩、风罩下面的两个固定板、连接管、抽气管、抽风机及排风管组成。这一设计旨在通过吸风机制加速柜体内外空气的交换，进而加速除湿过程。固定板和连接管的合理设置有效控制了进气方向，确保了空气交换的有序进行。

2.1.5 箱板

箱板作为柜体的外壳，不仅提供美观的外观，同时对柜体内部进行进一步的隔离和保护，防范外部灰尘和湿气的侵入。

2.1.6 控制开关

控制开关位于柜体左侧的上方，通过电线连接并控制加热板的开关状态。其设计考虑到对加热机构的智能化控制，以实现对除湿过程的精准操控。

2.2 带有除湿和散热功能新型开关柜的工作原理

新型开关柜通过加热机构和吸风机构的协同作用，实现除湿与散热功能。

2.2.1 加热机构与吸风机构

加热机构和吸风机构是该开关柜装置的核心组成部分。加热机构通过加热板的工作原理，对进入柜体内的潮湿空气进行加热，从而实现了除湿的效果。同时，吸风机构通过抽风机的作用，将柜体内的湿热空气抽出至柜体外，形成一进一出的双重除湿保障。同时加热板停止工作，而吸风机构继续工作，则能够实现散热的目的，使得开关柜具备除湿和散热的功能，可以有效解决开关柜内由于加热装置产生的热湿空气淤积问题，这种设计架构有效降低了潮湿环境对电气设备绝缘性能的损害风险。

2.2.2 承托机构

装置的承托机构采用了固定座、固定柱、承托板及紧固件等多元件组合，确保了设备内部结构的牢固稳定。固定座的作用在于保证固定柱的稳定性，而固定柱和紧固件的协同作用则实现了对承托板的安全固定。通过调整紧固件在固定柱圆周表面的高度位置，可实现对承托板内部高度的变化，提高了装置对不同元件的承托适应性，从而增强了实用性。

2.2.3 智能化控制

当控制开关开启时，加热机构启动，通过进气孔引入外部气体，经由加热板升温后对柜体内部环境进行加热，实现除湿。同时，设置多个进气孔，通过过滤网有效过滤进入的空气，防止外界灰尘的进入。

3 试验结果

将文章提出的新型开关柜与传统的加热器除湿方案通过试验模拟进行除湿效果对比，在保证其他环境因素一致前提下，在不同温湿度条件下，对比结果见表1。

由表1 可知，在同一环境温度和环境湿度下，带有除湿和散热功能的新型开关柜柜内温度和湿度与环境温湿度相比有明显降低，与传统的加热器相比在除湿和散热方面有一定的优化。在实现目标湿度的同时，兼具了散热的有效性。在湿度控制达到预定目标的前提下，该装置能够顺利实现散热效果，为在潮湿环境中的电气设备提供了更为可靠和高效的保护手段。

4 结束语

新型开关柜的设计充分考虑了除湿和散热的需要，通过智能化控制提高了开关柜装置的可靠性、安全性和使用寿命，具有重要的实用性和可行性。

参考文献

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