一种基于物联的高压配电柜泄压装置及泄压方法

技术领域

本发明涉及配电柜本体泄压技术领域，具体为一种基于物联的高压配电柜泄压装置及泄压方法。

背景技术

配电柜本体在运行过程中，因短路、绝缘老化、人为不当操作造成一次回路短路故障时，在高短路电流下，会瞬间产生高温高压气体，为防止高压气体爆炸伤人，配电柜本体柜体上一般都设置有泄压口，泄压口上设置泄压装置，配电柜本体泄压装置其主要包括配电柜本体柜体，其中柜体的顶部设置有压力释放板，在压力释放板的四角设置有连接杆，而连接杆的其中一端垂直连接在压力释放板的下表面，连接杆的另一端设置有缓冲锤，而缓冲锤形状为纺锤形，缓冲锤的长轴与连接杆的中轴线平行，配电柜本体柜体上设置有与连接杆配合的缓冲环，连接杆套设在缓冲环内，缓冲环内环的直径与缓冲锤短轴的长度相配合(参考CN209544876U号专利)。

由于开关柜内的电压较高、电流较大，故障会产生较多的热量，使得空气迅速膨胀，而传统的配电柜本体的柜门通过栓锁固定在配电柜上形成密封空间，此时泄压会使得整个泄压板在剧烈膨胀的空气下向外快速推动，整个泄压板会被由内向外剧烈轰击，高压空气下泄压板可能存在从柜体被击飞的情况，对附近可能出现的检修人员的人身安全存在巨大的安全隐患；由于内部产生的大量热量使得空气迅速膨胀，并且泄压板长期与密封的高热气压接触，使得泄压板的内层遭遇长久地侵蚀导致变形严重、损坏、缺失，无法自动复原，密封性能下降，需要经常性的更换，使得运营成本上升；当柜体内部电气设备发生故障后，泄压通道敞开，此时柜体内的各零部件无遮护的暴露在外，柜体内部电气设备存在很大的安全隐患。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联的高压配电柜泄压装置，具备缓解泄压时的冲击、提高人身安全、降低运营成本和提高安全性能等优点，解决了可能出现的检修人员的人身安全存在巨大的安全隐患、运营成本上升和柜体内部电气设备存在很大的安全隐患的问题。

(二)技术方案

为解决上述可能出现的检修人员的人身安全存在巨大的安全隐患、运营成本上升和柜体内部电气设备存在很大的安全隐患的技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基于物联的高压配电柜泄压装置，包括配电柜本体，所述配电柜本体包括嵌合槽和装配孔，所述装配孔内设置有缓冲组件，所述缓冲组件包括冲压弹簧，所述冲压弹簧的底端固定连接在装配孔的底部，所述配电柜本体的正面设置有泄压装配件，所述泄压装配件包括装配框、螺栓孔和嵌合板，所述嵌合槽内设置有嵌合板，所述螺栓孔内设置有十字孔螺栓，所述十字孔螺栓底部转动连接缓冲组件，所述装配框的框内设置有泄压板，所述泄压板包括磁片槽和垫槽，所述磁片槽内设置有弱磁片，所述垫槽内设置有海绵垫，配电柜本体的正面设置有防尘网；

所述泄压装配件还包括杆孔、散热孔和金属贴片板，所述泄压装配件的最外层设置有与配电柜本体等尺寸大小的装配框，所述装配框的四角位置处设置有螺栓孔，所述装配框的框内两侧设置有多组杆孔，所述装配框的背面设置有嵌合板，所述嵌合板配合嵌入嵌合槽内，所述嵌合板上设置有多个散热孔，所述装配框的框内设置有多个金属贴片板；

所述泄压板还包括转杆，所述泄压板的两侧设置有转杆，远离所述转杆的一端的侧面设置有磁片槽，所述磁片槽内设置有弱磁片，靠近所述转杆的一端的另一面设置有垫槽，所述垫槽内设置有海绵垫。

优选地，所述配电柜本体还包括防护壳体、隔热板和电气设备，所述配电柜本体的外层设置有防护壳体，所述防护壳体之间设置有嵌合槽，靠近所述嵌合槽直角位置处设置有装配孔，所述装配孔的底部固定连接有缓冲组件，所述防护壳体的内壁设置有隔热板，所述隔热板之间设置有电气设备。

优选地，所述缓冲组件还包括装配轴和螺纹孔，所述缓冲组件的底部设置有冲压弹簧，所述冲压弹簧的一端固定连接装配孔，所述冲压弹簧的另一端固定连接装配轴的一端，所述装配轴的另一端的端面设置有螺纹孔，所述螺纹孔连接有十字孔螺栓。

优选地，所述防尘网包括纱框、纱孔和纱网，所述防尘网的外层设置有纱框，所述纱框的四角位置处设置有纱孔，所述纱孔配合对应装配孔，所述纱框的中间设置有纱网。

优选地，所述隔热板采用了耐高温高压树脂，玻纤无碱布及复合强化材料经模层压而成，易加工、可任意裁切，使用寿命长久，不易变形，节省能源、隔热效果好，所述隔热板固定安装在防护壳体的内壁上。当然，本发明的隔热板也可以是其他现有技术。

优选地，所述十字孔螺栓包括十字螺帽和螺纹栓，所述十字孔螺栓的顶部设置有十字螺帽，所述十字螺帽的底部固定连接有螺纹栓，所述螺纹栓与缓冲组件旋转连接。

优选地，所述配电柜本体开始运作内部产生高温高压气体时，所述泄压装配件在高温高压气体的推动下向外缓慢移动，所述冲压弹簧21将配电柜本体与泄压装配件连接，所述泄压板被顶开，气体被传递出来。

优选地，所述泄压装配件上的装配框和嵌合板跟配电柜本体装配连接，所述泄压板与装配框配合形成的位置是主要的散热口，其中所述防尘网并非固定在配电柜和泄压装配件内。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联的高压配电柜泄压装置，具备以下有益效果：

1、该基于物联的配电柜本体泄压装置，通过配电柜本体外层装配了泄压装配件，因此膨胀的空气开始向泄压装配件挤推，此前由于缓冲组件将配电柜本体和泄压装配件连接，所以冲压弹簧会在这股挤推力的作用下开始拉伸，与装配孔滑动连接的装配轴也会随之向外移动，同步的，此前嵌入嵌合槽内的嵌合板也会开始向外移动，当这个挤推力足够大时，嵌合板移动到一定距离时就会暴露出设置在上面的散热孔，此时膨胀的空气会通过散热孔排出，而当热量产生的速度大于散热孔的排放速度时，过多的膨胀空气会冲击泄压板，但由于泄压板的底端设置的弱磁片与金属贴片板贴合在一起时会产生较小的吸附力，因此过多的膨胀空气迅速冲开泄压板，泄压板被顶开，通过双重泄压的方法排放短时间内膨胀的空气，有效的解决了高压空气下泄压板可能存在从柜体被击飞从而提高了检修人员的人身安全。

2、该基于物联的配电柜本体泄压装置，通过设置两道散热方法,降低了对泄压板侵蚀，同时泄压板接触内部的一面设置有耐高温侵蚀的涂装，用于隔离膨胀空气与泄压板，防止他们直接接触，同时防止泄压板在被膨胀空气冲开使得其正面与装配框磕碰造成损害，在泄压板的正面安装的海绵垫将有效吸收减轻磕碰带来的震动，降低损伤，减少更换需求，降低成本。

3、该基于物联的配电柜本体泄压装置，通过在配电柜本体和泄压装配件之间安装有一块防尘网，在泄压通道打开后，电气设备直接与外界空气接触，防尘网将大多数灰尘阻挡在外面，极大的提高了对柜体内部电气设备的保护。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明的爆炸结构示意图；

图4为本发明的爆炸结构示意图；

图5为本发明的爆炸结构示意图；

图6为本发明的爆炸结构示意图；

图7为本发明的爆炸结构示意图；

图8为本发明的未泄压时的部分剖面结构示意图；

图9为本发明的高压下泄压时的部分剖面结构示意图；

图10为本发明的低压下泄压时的部分剖面结构示意图。

图中：1、配电柜本体；11、防护壳体；12、嵌合槽；13、装配孔；14、隔热板；15、电气设备；2、缓冲组件；21、冲压弹簧；22、装配轴；23、螺纹孔；3、泄压装配件；31、装配框；32、螺栓孔；33、杆孔；34、嵌合板；35、散热孔；36、金属贴片板；4、防尘网；41、纱框；42、纱孔；43、纱网；5、泄压板；51、转杆；52、磁片槽；53、垫槽；6、十字孔螺栓；61、十字螺帽；62、螺纹栓；7、海绵垫；8、弱磁片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，一种基于物联的高压配电柜泄压装置，配电柜本体1包括嵌合槽12和装配孔13，装配孔13内设置有缓冲组件2，缓冲组件2包括冲压弹簧21，冲压弹簧21的底端固定连接在装配孔13的底部，配电柜本体1的正面设置有泄压装配件3，泄压装配件3包括装配框31、螺栓孔32和嵌合板34，嵌合槽12内设置有嵌合板34，螺栓孔32内设置有十字孔螺栓6，十字孔螺栓6底部转动连接缓冲组件2，装配框31的框内设置有泄压板5，泄压板5包括磁片槽52和垫槽53，磁片槽52内设置有弱磁片8，垫槽53内设置有海绵垫7，配电柜本体1的正面设置有防尘网4。

膨胀空气开始向外挤推时，与配电柜本体1装配连接的泄压装配件3开始向外移动，与嵌合槽12滑动连接的嵌合板34向外移动，同时由于十字孔螺栓6钉入螺栓孔32内，十字孔螺栓6底部与缓冲组件2的一端转动连接，而冲压弹簧的底部固定连接在装配孔13的底部，缓冲组件2和十字孔螺栓6将配电柜本体1和泄压装配件3固定连接，因此冲压弹簧21同步延展，以此带动装配孔13内的其他部件，防尘网4用于阻隔外来因素影响内部电气设备的运行，装配框31的框内连接的泄压板5用于密封装置整体，其中泄压板5上的磁片槽用于安装弱磁片8来更好的贴合泄压装配件3进行密封，垫槽53则适用于安装海绵垫7，泄压板5被冲开后与装配框31相撞，海绵垫7将受到的震动降低减缓。

进一步地，配电柜本体1还包括防护壳体11、隔热板14和电气设备15，配电柜本体1的外层设置有防护壳体11，防护壳体11之间设置有嵌合槽12，靠近嵌合槽12直角位置处设置有装配孔13，装配孔13的底部固定连接有缓冲组件2，防护壳体11的内壁设置有隔热板14，隔热板14之间设置有电气设备15。

如图2中防护壳体11作用于保护内部的电气设备15，其中嵌合槽12用于配合泄压装配件3中的零部件进行装配对接，同时也用于与之匹配的零部件在非泄压情况时有容纳匹配的空间，装配孔13则是用于配合容纳缓冲组件2设计的空间，隔热板14设置安装在防护壳体的内部，在高温空气产生时最先接触的就是隔热板14，作用于将内部高温与外层的连接部件间隔开来，防止长时间的接触导致部分较为细小的部件出现侵蚀损坏，电气设备15用于高压配电柜1的连通发电作用。

进一步地，缓冲组件2还包括装配轴22和螺纹孔23，缓冲组件2的底部设置有冲压弹簧21，冲压弹簧21的一端固定连接装配孔13，冲压弹簧21的另一端固定连接装配轴22的一端，装配轴22的另一端的端面设置有螺纹孔23，螺纹孔23连接有十字孔螺栓6。

如图3中冲压弹簧21的一端与装配孔13的底部固定连接，作用于在泄压时能够随着内部气压的增大同步拉伸，缓解高温气压在狭小的空间对周边的保护层的损伤，同时装配轴22连接着冲压弹簧21的另一端，作用于同步拉伸，连接泄压装配件3，在泄压开始时，高压配电柜1内部气压开始膨胀时，将泄压装配件3向外挤推时，泄压装配件3会在移动时带动装配轴22同步移动，由此同步拉动冲压弹簧21，螺纹孔23用于配合连接十字孔螺栓6将泄压装配件3与缓冲组件2连接。

进一步地，泄压装配件3还包括杆孔33、散热孔35和金属贴片板36，泄压装配件3的最外层设置有与配电柜本体1等尺寸大小的装配框31，装配框31的四角位置处设置有螺栓孔31，装配框31的框内两侧设置有多组杆孔33，装配框31的背面设置有嵌合板34，嵌合板34配合嵌入嵌合槽12内，嵌合板34上设置有多个散热孔35，装配框31的框内设置有多个金属贴片板36。

如图4中装配框31用于承载其余部件的，其中螺栓孔32便开设在装配框31的四角位置，作用于为十字孔螺栓6提供连接缓冲组件2的空间，杆孔33则是开设在装配框31框内侧，设置有多个作用于配合连接泄压板5，嵌合板34则是设置在装配框31的背面并设置有多块呈首尾连接，用于增强装置的密封性，同时也在一定程度上稳定泄压时外部装配件，散热孔35设置在嵌合板34上，用于气体膨胀到一定程度时泄压前的准备，将内部气压稳定在一个安全范围，金属贴片板36用于配合弱磁片8使用，两者之间的吸附力堵住内部气压向外的冲击。

进一步地，防尘网4包括纱框41、纱孔42和纱网43，防尘网4的外层设置有纱框41，纱框41的四角位置处设置有纱孔42，纱孔42配合对应装配孔13，纱框41的中间设置有纱网43。

如图5中纱框41和纱孔42用于装配到高压配电柜1的正面，其中纱孔42与装配轴22的一端配接，纱网43作用于在泄压开始时外来的尘埃或是其余细小的污渍被阻拦在外保护内部的电子设备。

进一步地，泄压板5还包括转杆51，泄压板5的两侧设置有转杆51，远离转杆51的一端的侧面设置有磁片槽52，磁片槽52内设置有弱磁片8，靠近转杆51的一端的另一面设置有垫槽53，垫槽53内设置有海绵垫7。

如图6中转杆51用于在泄压时泄压板5打开后带动整个泄压板5转动，磁片槽52用于安置弱磁片8，稳定在非泄压时泄压板的密封性，垫槽53用于安置海绵垫7，防止在被气压冲开时冲击过大，泄压板5与装配框31碰撞造成损伤从而影响密封性。

进一步地，隔热板14采用了耐高温高压树脂，玻纤无碱布及复合强化材料经模层压而成，易加工、可任意裁切，使用寿命长久，不易变形，节省能源、隔热效果好，隔热板14固定安装在防护壳体11的内壁上。

如图2中的隔热板14的位置配合泄压装配件3进行隔热。

进一步地，十字孔螺栓6包括十字螺帽61和螺纹栓62，十字孔螺栓6的顶部设置有十字螺帽61，十字螺帽61的底部固定连接有螺纹栓62，螺纹栓62与缓冲组件2旋转连接。

如图7中十字螺帽61用于方便使用人员对其进行安装，螺纹栓62用于配合连接缓冲组件2上的螺纹孔23，由此十字孔螺栓6将高压配电柜1、缓冲组件2和泄压装配件3进行整体连接，使得装置形成达成自动泄压的能力。

进一步地，配电柜本体1开始运作内部产生高温高压气体时，泄压装配件3在高温高压气体的推动下向外缓慢移动，冲压弹簧21将配电柜本体1与泄压装配件3连接，泄压板5被顶开，气体被传递出来。

如图9中高压配电柜1开始运作内部产生高温高压气体时，所述泄压装配件3在高温高压气体的推动下向外缓慢移动，所述冲压弹簧21和十字孔螺栓6将高压配电柜1与泄压装配件3连接联动，高温高压气体推动力大于所述弱磁片8与泄压装配件3上零部件之间的吸附力时，所述泄压板5被顶开并同步向上弹起与装配框31接触，高温高压气体通过多个排放口快速冲出柜内完成泄压。

进一步地，泄压装配件3上的装配框31和嵌合板34跟配电柜本体1装配连接，泄压板5与装配框31配合形成的位置是主要的散热口，其中防尘网4并非固定在配电柜1和泄压装配件3内。

工作原理：

当配电柜本体1运行过程中出现故障时，由于柜内的电压较高、电流较大，故障会产生较多的热量，使得内部空气迅速膨胀，由于内部是密封性结构，因此膨胀的空气开始向外挤压推动，由于配电柜本体1外层装配了泄压装配件3，因此膨胀的空气开始向泄压装配件3挤推，此前由于缓冲组件2将配电柜本体1和泄压装配件3连接，所以冲压弹簧21会在这股挤推力的作用下开始拉伸，与装配孔13滑动连接的装配轴22也会随之向外移动，同步的，此前嵌入嵌合槽12内的嵌合板34也会开始向外移动，当这个挤推力足够大时，嵌合板34移动到一定距离时就会暴露出设置在上面的散热孔23，此时膨胀的空气会通过散热孔23排出，而当热量产生的速度大于散热孔23的排放速度时，过多的膨胀空气会冲击泄压板5，但由于泄压板5的底端设置的弱磁片8与金属贴片板36贴合在一起时会产生较小的吸附力，因此过多的膨胀空气迅速冲开泄压板5，泄压板5被顶开，通过双重泄压的方法排放短时间内膨胀的空气，有效的解决了高压空气下泄压板可能存在从柜体被击飞从而提高了检修人员的人身安全；由于存在第一道散热方法的散热孔23，将部分热量提前排放，降低了对泄压板5侵蚀，同时泄压板5接触内部的一面设置有耐高温侵蚀的涂装，用于隔离膨胀空气与泄压板5，防止他们直接接触，同时防止泄压板5在被膨胀空气冲开使得其正面与装配框磕碰造成损害，在泄压板5的正面安装的海绵垫7将有效吸收减轻磕碰带来的震动，降低损伤，减少更换需求，降低成本；由于在配电柜本体1和泄压装配件3之间安装有一块防尘网4，在泄压通道打开后，电气设备15直接与外界空气接触，防尘网4将大多数灰尘阻挡在外面，极大的提高了对柜体内部电气设备的保护。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。