一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜

技术领域

本发明属于配供电设备技术领域，特别是涉及一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜。

背景技术

户外配电柜由于其工作环境的特殊性，往往需要克服各种恶劣天气的影响，其中就包括雷雨雷电天气；配电柜中的各种用电设备一旦遭到雷击，必然会发生相关用电安全事故；现有的配电柜所用防雷措施通常是在配电柜内继电保护器的电流输入端加装防雷器，但在实际工作中，防雷器通常存在使用寿命的限制，即经过多次雷击后便会损坏，需要工作人员及时地对该设备进行更换维护，导致工作效率较低；同时，防雷器应用在配电柜中时通常情况下需要接入配电电路中，当防雷器出现损毁而没有即使更换时，极容易对配电箱和内部各电气元件造成破坏；另外，由于在配电柜内引入另外的用电设备，一方面会增大用电负担，提高电能损耗，多余的热量无法及时散出增加了配电柜爆炸的可能性；另一方面也会占用配电柜内部空间，削弱配电柜的工作能力；因此，为了解决这些问题，我们设计了一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜，解决现有的配电柜中防雷器需要经常维护更换导致工作效率低和电能损耗、安全隐患大的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜，包括工作箱、隔离座和接转闪机构，所述接转闪机构包括接引模块、弱化模块和储能模块，其中接引模块设置于工作箱的顶部，储能模块设置于隔离座的内部，所述接引模块、弱化模块和储能模块三者依次电性连接；所述传动机构设置于工作箱的内部；所述工作箱的下表面与隔离座栓接固定；

本技术方案主要结合现有技术中在配电柜内部安装避雷器实现防雷的方案，利用传统的避雷针机构和原理对配电柜的整体构造进行改进，从而取消了在配电柜内安装多组避雷器的方案，从一定程度上扩大了配电柜内部的电气设备容量，也避免了频繁更换零配件的维护维修方式；其中本技术方案的主要用于户外防雷击，同时利用防雷击过程中收集和储存的能量实现对配电柜内部散热，从而达到防爆的效果；在上述结构中，接引模块用于接引雷电，经弱化模块降压降流后被储能模块收集储存，同时还保留了将雷电接入地线的方案，最大程度上保障配电柜内部的用电设备和防雷防爆机构的整体安全性和延长寿命。

进一步地，所述接引模块包括接引杆和隔雷座，隔雷座栓接固定于工作箱的上表面，且接引杆镶嵌于隔雷座的内部；所述弱化模块包括若干降流器、若干分流板和若干降压器，其中降流器、分流板和降压器之间电性连接有导流杆，所述导流杆一端延伸至隔雷座的内部并与接引杆电性连接，另一端延伸至隔离座的内部；结合上述结构，在实际工作中，接引雷电的顺序为：接引杆、降流器、分流板和降压器，其中导流杆用于传递电流，接引杆接引雷电后同时分流至若干降流器处，并经降流器分压后传递至若干分流板，其中分流板位于工作箱的上方，并经过若干导流杆继续传递至若干组降压器处进行降流操作，最终使接引的雷电电流达到一个相对可储存处理的范围，降低其感应电压和感应电流。

所述工作箱的壁板为中空结构，其内部设置有隔离腔，所述降压器镶嵌于隔离腔的内部；所述降流器为管状结构，其下表面焊接固定有两从动缸，并通过从动缸与工作箱栓接固定；所述降流器内部设置有驱动杆和两变阻圈，其中驱动杆与降流器滑动卡合，其中变阻圈为螺线圈结构，两所述变阻圈分别栓接固定于降流器的相对两端，且变阻圈与导流杆焊接固定；所述驱动杆的上端粘连固定有滑杆，滑杆的相对两端均焊接有滑套；所述滑套套接于变阻圈的外部，且两者滑动接触，其中变阻圈与滑套构成滑动变阻器结构；所述驱动杆的下端焊接有从动塞杆，其中从动塞杆设置于降流器的外部，且其相对两端分别延伸至两从动缸内部，并与从动缸构成活塞结构；所述降流器内部相对两端均栓接固定有铁芯棒，所述铁芯棒嵌套于变阻圈的内部，且两者构成电磁体结构；所述驱动杆为永磁体，且在电磁体结构通电时与驱动杆磁性相斥；在实际工作中，结合前述结构，两组电磁体结构和滑动变阻器结构分为输入端和输出端，当接引杆将雷电接引至输入端的降流器后，电流流经输入端的变阻圈使其通电带磁，并利用磁斥力将输入端的滑套向输出端滑动，使输入端变阻圈接入电路的电阻增大，减弱对应电磁体的磁性；同时输出端变阻圈接入电路的电阻减小，对应电磁体磁性增强，进而利用磁斥力对驱动杆施加反向的推力，并在电流持续输入的过程中重复上述过程，从而导致驱动杆带动从动塞杆在相对的两组从动缸内部往复滑动。

所述工作箱的内表面栓接固定有缓冲箱，所述从动缸的一端焊接有缓冲管，并通过缓冲管连通至缓冲箱的内部；所述缓冲管与缓冲箱的连接处安装有单向阀，且流通方向为缓冲管到缓冲箱；其中，当从动塞杆向一端滑动时，同向的缓冲管向缓冲箱内部充气，对向的缓冲管被单向阀密封，避免缓冲箱内部的气压外泄；所述工作箱的内表面栓接固定有若干安装架，安装架的相对两端均滑动卡合有从动压杆；所述缓冲箱的下表面开设有若干泄压孔，所述从动压杆的上端焊接有压板，且压板设置于泄压孔的正下方；所述压板与安装架之间安装有复位弹簧；结合上述结构，在驱动杆带动从动塞杆在相对的两组从动缸内部往复滑动过程中，从动缸持续向缓冲箱内部充气，缓冲箱内部气压不断增大，并通过泄压孔排出；排气过程中挤压从动压杆，并在复位弹簧的作用下反复上下滑动，同时排出缓冲箱内部的气体。

进一步地，所述工作箱的壁板上表面与分流板栓接固定；所述分流板下表面与若干导流杆镶嵌固定，且若干导流杆均延伸至隔离腔的内部，并与降压器电性连接；若干所述降压器之间存在空腔；所述工作箱的壁板表面开设有若干散热口，其中散热口设置于相邻两降压器之间的空腔处，且所述散热口内表面铰接有散热窗板；所述从动压杆表面焊接固定有从动推杆，从动推杆周侧面铰接有若干从动连杆，所述从动连杆的另一端与散热窗板铰接；结合前述结构，当从动压杆往复滑动时，利用从动推杆与从动连杆构成的杠杆结构，带动散热窗板重复打开与关闭的动作，能够将工作箱内部的空气排出至外部，进而使内部的热量及时排出，防止工作箱内部发生爆炸。

进一步地，所述储能模块包括汇流盘、地线柱、导流管和蓄电池，其中所述汇流盘栓接固定于隔离座的底表面，汇流盘下表面与地线柱栓接固定；若干所述导流杆汇流延伸至汇流盘的内部，并与地线柱电性连接；所述地线柱为中空结构，其内表面焊接固定有分流杆，所述分流杆周侧面焊接有若干阻流器，阻流器的一端延伸至地线柱的外部，并与导流管焊接固定；

所述导流管内部镶嵌有和整流桥和两电极板，两所述电极板之间为真空区域，并与导流管的管壁构成电容器结构，其中一所述电极板与阻流器电性连接；另一所述电极板与蓄电池之间通过整流桥电性连接；结合上述结构，当接引雷电经降流器降压和降压器降流后传递至汇流盘，其中汇流后的电流已经损耗掉部分能量，在地线柱处再次分流，方向包括直接接地和蓄电池储存；其中储存电流通过阻流器进一步削弱后传递至导流管内部，两块电极板与导流管构成的电容器结构进一步阻流并限定电流传递方向，而后经整流桥过滤杂波后输入至蓄电池内部储存。

进一步地，所述阻流器内部包括若干电阻器和二极管，且电阻器与二极管的数量相同，其中单支电阻器与单支二极管串联构成阻流单体，若干阻流单体相互并联电性连接于分流杆与电极板之间，且电流导通方向为分流杆向电极板；所述降压器与阻流器的结构相同，且降压器内部的阻流单体数量对于阻流器；其中单支电阻器的阻值范围为10～100kΩ。

进一步地，所述工作箱的壁板、从动塞杆、隔雷座、从动压杆、汇流盘和导流管的管壁均为绝缘材质制成。

本发明具有以下有益效果：

本技术方案主要结合现有技术中在配电柜内部安装避雷器实现防雷的方案，利用传统的避雷针机构和原理对配电柜的整体构造进行改进，从而取消了在配电柜内安装多组避雷器的方案，从一定程度上扩大了配电柜内部的电气设备容量，也避免了频繁更换零配件的维护维修方式；其中本技术方案的主要用于户外防雷击，同时利用防雷击过程中收集和储存的能量实现对配电柜内部散热，从而达到防爆的效果；在上述结构中，接引模块用于接引雷电，经弱化模块降压降流后被储能模块收集储存，同时还保留了将雷电接入地线的方案，最大程度上保障配电柜内部的用电设备和防雷防爆机构的整体安全性和延长寿命；

其中，通过设置接引模块和弱化模块，在实际工作中，接引雷电的顺序为：接引杆、降流器、分流板和降压器，其中导流杆用于传递电流，接引杆接引雷电后同时分流至若干降流器处，并经降流器分压后传递至若干分流板，其中分流板位于工作箱的上方，并经过若干导流杆继续传递至若干组降压器处进行降流操作，最终使接引的雷电电流达到一个相对可储存处理的范围，降低其感应电压和感应电流；

另外，通过设置降流器、缓冲箱和从动压杆，在实际工作中，当接引雷电时，两组电磁体结构和滑动变阻器结构分为输入端和输出端，当接引杆将雷电接引至输入端的降流器后，电流流经输入端的变阻圈使其通电带磁，并利用磁斥力将输入端的滑套向输出端滑动，使输入端变阻圈接入电路的电阻增大，减弱对应电磁体的磁性；同时输出端变阻圈接入电路的电阻减小，对应电磁体磁性增强，进而利用磁斥力对驱动杆施加反向的推力，并在电流持续输入的过程中重复上述过程，从而导致驱动杆带动从动塞杆在相对的两组从动缸内部往复滑动，在驱动杆带动从动塞杆在相对的两组从动缸内部往复滑动过程中，从动缸持续向缓冲箱内部充气，缓冲箱内部气压不断增大，并通过泄压孔排出；排气过程中挤压从动压杆，并在复位弹簧的作用下反复上下滑动，同时排出缓冲箱内部的气体；当从动压杆往复滑动时，利用从动推杆与从动连杆构成的杠杆结构，带动散热窗板重复打开与关闭的动作，能够将工作箱内部的空气排出至外部，进而使内部的热量及时排出，防止工作箱内部发生爆炸。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜的组装结构图；

图2为本发明的一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜的俯视图；

图3为图2中剖面A-A的结构示意图；

图4为图3中B部分的局部展示图；

图5为图3中C部分的局部展示图；

图6为图3中D部分的局部展示图；

图7为图3中剖面E-E的结构示意图；

图8为图7中剖面F-F的结构示意图；

图9为图8中G部分的局部展示图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、工作箱；2、隔离座；3、接引杆；4、隔雷座；5、降流器；6、分流板；7、降压器；8、导流杆；9、隔离腔；10、从动缸；11、驱动杆；12、变阻圈；13、滑杆；14、滑套；15、从动塞杆；16、缓冲箱；17、缓冲管；18、单向阀；19、安装架；20、从动压杆；21、泄压孔；22、压板；23、复位弹簧；24、铁芯棒；25、散热口；26、散热窗板；27、从动推杆；28、从动连杆；29、汇流盘；30、地线柱；31、导流管；32、蓄电池；33、分流杆；34、阻流器；35、整流桥；36、电极板。

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、完整的描述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“中”“外”“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“设置有”“连接”等，应作广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图9所示，本发明为一种用于户外配供电的防雷防爆配电柜，包括工作箱1、隔离座2和接转闪机构，接转闪机构包括接引模块、弱化模块和储能模块，其中接引模块设置于工作箱1的顶部，储能模块设置于隔离座2的内部，接引模块、弱化模块和储能模块三者依次电性连接；传动机构设置于工作箱1的内部；工作箱1的下表面与隔离座2栓接固定；

本技术方案主要结合现有技术中在配电柜内部安装避雷器实现防雷的方案，利用传统的避雷针机构和原理对配电柜的整体构造进行改进，从而取消了在配电柜内安装多组避雷器的方案，从一定程度上扩大了配电柜内部的电气设备容量，也避免了频繁更换零配件的维护维修方式；其中本技术方案的主要用于户外防雷击，同时利用防雷击过程中收集和储存的能量实现对配电柜内部散热，从而达到防爆的效果；在上述结构中，接引模块用于接引雷电，经弱化模块降压降流后被储能模块收集储存，同时还保留了将雷电接入地线的方案，最大程度上保障配电柜内部的用电设备和防雷防爆机构的整体安全性和延长寿命。

优选地，接引模块包括接引杆3和隔雷座4，隔雷座4栓接固定于工作箱1的上表面，且接引杆3镶嵌于隔雷座4的内部；弱化模块包括若干降流器5、若干分流板6和若干降压器7，其中降流器5、分流板6和降压器7之间电性连接有导流杆8，导流杆8一端延伸至隔雷座4的内部并与接引杆3电性连接，另一端延伸至隔离座2的内部；结合上述结构，在实际工作中，接引雷电的顺序为：接引杆3、降流器5、分流板6和降压器7，其中导流杆8用于传递电流，接引杆3接引雷电后同时分流至若干降流器5处，并经降流器5分压后传递至若干分流板6，其中分流板6位于工作箱1的上方，并经过若干导流杆8继续传递至若干组降压器7处进行降流操作，最终使接引的雷电电流达到一个相对可储存处理的范围，降低其感应电压和感应电流。

工作箱1的壁板为中空结构，其内部设置有隔离腔9，降压器7镶嵌于隔离腔9的内部；降流器5为管状结构，其下表面焊接固定有两从动缸10，并通过从动缸10与工作箱1栓接固定；降流器5内部设置有驱动杆11和两变阻圈12，其中驱动杆11与降流器5滑动卡合，其中变阻圈12为螺线圈结构，两变阻圈12分别栓接固定于降流器5的相对两端，且变阻圈12与导流杆8焊接固定；驱动杆11的上端粘连固定有滑杆13，滑杆13的相对两端均焊接有滑套14；滑套14套接于变阻圈12的外部，且两者滑动接触，其中变阻圈12与滑套14构成滑动变阻器结构；驱动杆11的下端焊接有从动塞杆15，其中从动塞杆15设置于降流器5的外部，且其相对两端分别延伸至两从动缸10内部，并与从动缸10构成活塞结构；降流器5内部相对两端均栓接固定有铁芯棒24，铁芯棒24嵌套于变阻圈12的内部，且两者构成电磁体结构；驱动杆11为永磁体，且在电磁体结构通电时与驱动杆11磁性相斥；在实际工作中，结合前述结构，两组电磁体结构和滑动变阻器结构分为输入端和输出端，当接引杆3将雷电接引至输入端的降流器5后，电流流经输入端的变阻圈12使其通电带磁，并利用磁斥力将输入端的滑套14向输出端滑动，使输入端变阻圈12接入电路的电阻增大，减弱对应电磁体的磁性；同时输出端变阻圈12接入电路的电阻减小，对应电磁体磁性增强，进而利用磁斥力对驱动杆11施加反向的推力，并在电流持续输入的过程中重复上述过程，从而导致驱动杆11带动从动塞杆15在相对的两组从动缸10内部往复滑动。

工作箱1的内表面栓接固定有缓冲箱16，从动缸10的一端焊接有缓冲管17，并通过缓冲管17连通至缓冲箱16的内部；缓冲管17与缓冲箱16的连接处安装有单向阀18，且流通方向为缓冲管17到缓冲箱16；其中，当从动塞杆15向一端滑动时，同向的缓冲管17向缓冲箱16内部充气，对向的缓冲管17被单向阀18密封，避免缓冲箱16内部的气压外泄；工作箱1的内表面栓接固定有若干安装架19，安装架19的相对两端均滑动卡合有从动压杆20；缓冲箱16的下表面开设有若干泄压孔21，从动压杆20的上端焊接有压板22，且压板22设置于泄压孔21的正下方；压板22与安装架19之间安装有复位弹簧23；结合上述结构，在驱动杆11带动从动塞杆15在相对的两组从动缸10内部往复滑动过程中，从动缸10持续向缓冲箱16内部充气，缓冲箱16内部气压不断增大，并通过泄压孔21排出；排气过程中挤压从动压杆20，并在复位弹簧23的作用下反复上下滑动，同时排出缓冲箱16内部的气体。

优选地，工作箱1的壁板上表面与分流板6栓接固定；分流板6下表面与若干导流杆8镶嵌固定，且若干导流杆8均延伸至隔离腔9的内部，并与降压器7电性连接；若干降压器7之间存在空腔；工作箱1的壁板表面开设有若干散热口25，其中散热口25设置于相邻两降压器7之间的空腔处，且散热口25内表面铰接有散热窗板26；从动压杆20表面焊接固定有从动推杆27，从动推杆27周侧面铰接有若干从动连杆28，从动连杆28的另一端与散热窗板26铰接；结合前述结构，当从动压杆20往复滑动时，利用从动推杆27与从动连杆28构成的杠杆结构，带动散热窗板26重复打开与关闭的动作，能够将工作箱1内部的空气排出至外部，进而使内部的热量及时排出，防止工作箱1内部发生爆炸。

优选地，储能模块包括汇流盘29、地线柱30、导流管31和蓄电池32，其中汇流盘29栓接固定于隔离座2的底表面，汇流盘29下表面与地线柱30栓接固定；若干导流杆8汇流延伸至汇流盘29的内部，并与地线柱30电性连接；地线柱30为中空结构，其内表面焊接固定有分流杆33，分流杆33周侧面焊接有若干阻流器34，阻流器34的一端延伸至地线柱30的外部，并与导流管31焊接固定；

导流管31内部镶嵌有和整流桥35和两电极板36，两电极板36之间为真空区域，并与导流管31的管壁构成电容器结构，其中一电极板36与阻流器34电性连接；另一电极板36与蓄电池32之间通过整流桥35电性连接；结合上述结构，当接引雷电经降流器5降压和降压器7降流后传递至汇流盘29，其中汇流后的电流已经损耗掉部分能量，在地线柱30处再次分流，方向包括直接接地和蓄电池32储存；其中储存电流通过阻流器34进一步削弱后传递至导流管31内部，两块电极板36与导流管31构成的电容器结构进一步阻流并限定电流传递方向，而后经整流桥35过滤杂波后输入至蓄电池32内部储存。

优选地，阻流器34内部包括若干电阻器和二极管，且电阻器与二极管的数量相同，其中单支电阻器与单支二极管串联构成阻流单体，若干阻流单体相互并联电性连接于分流杆33与电极板36之间，且电流导通方向为分流杆33向电极板36；降压器7与阻流器34的结构相同，且降压器7内部的阻流单体数量对于阻流器34；其中单支电阻器的阻值范围为10～100kΩ。

优选地，工作箱1的壁板、从动塞杆15、隔雷座4、从动压杆20、汇流盘29和导流管31的管壁均为绝缘材质制成。

需要补充说明的是，本技术方案中的相关电子元器件均为在现有技术的基础上进行的结构和连接方式的改进，在实际接引雷电的过程中，将雷电导入大地作为雷电放电电路，而诸如接引模块、弱化模块和储能模块均为雷电放电电路的部分涉电组件，其中接引杆3先将雷电接引至电路中，在电路中，若干降流器5为电性并联，雷电流经若干降流器5时，由于并联分流而对雷电电流进行第一次分流弱化，而在降流器5的内部，即利用其内部的双向滑动变阻器结构将分流后的雷电电流作为工作箱1内部散热的驱动能量，分流的同时消耗雷电能量；而后分流后的电流经导流杆8引向降压器7，而在每一支分流电路中，若干降压器7为电性串联，再利用降压器7与阻流器34相同的结构组成和串联分压的原理，将分流后的雷电进一步降压；经降流降压双重弱化后，初始雷电的能量也已经被消耗掉一部分，再经过储能模块继续分流储存，剩余的雷电才能接入大地，从而在整个接引的过程中，实现对雷电在电流、电压和电能三方面的多重弱化和消耗，使接入大地的电流、电压和电能达到一个安全范围，并在此过程中利用雷电的部分能量对工作箱1内部进行散热，防止爆炸。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”“示例”“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。