[发明专利]基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统

说明书

本发明属于开关柜散热技术领域，尤其涉及基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统。是在开关柜本体内设有母线室、断路器室、电缆室及仪表室，还设有多组温度传感器、多组湿度传感器和多组烟雾传感器；在母线室、断路器室和电缆室内分别设有吸热组件，在母线室和电缆室内分别连接有触头盒；一组触头盒一端与断路器室内部的真空断路器连接，另一端与分支母排连接，分支母排另一端与母线室上的主母排连接；另一组触头盒与电流互感器输入端连接，电流互感器输出端通过母排分别与接地开关、电压互感器、避雷器、电缆接头端连接；开关柜本体顶部设有散热器。本发明能够实现开关柜自然冷却和对开关柜温升的在线检测，提高散热系统的智能化水平。

技术领域

本发明属于开关柜散热技术领域，尤其涉及一种基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统。

背景技术

随着城市空间的不断拓展，电力负荷快速发展，负荷密度越来越大，变电站单台主变容量逐步增大，B类及以上供电区主变110kV规划容量以50MVA为主，10kV进线柜的额定电流高达2887A。而我国12kV开关柜基本采用KYN系列金属移开式封闭开关设备，这种设备最大瓶颈就是额定电流，在夏高峰时段，开关柜发热问题十分严重。在变电站开关柜发生的事故中，其中有55%发生在大电流进线柜和联络柜上，其原因就是柜内温升过高，引发开关柜事故。以KYN28—12开关柜为例，冷却系统采用强制风冷来保证开关柜的温升要求。强制风冷多了一个事故源，即一旦风机出现故障，则开关柜内温度急剧上升，首当其冲是触头盒内的动插头弹簧高温下变软，触头压力下降，温度上升，打火，最终造成触头盒烧毁，相间短路,开关柜爆炸。更有甚者，一次爆炸迅速波及周边其他开关柜及其他设备，引发连锁爆炸。另外，开关柜长期高温运行，加速绝缘件老化速度，降低开关柜使用寿命，最终导致突发事故发生。据估算，每次发生这样事故造成的直接经济损失超过60万元，带来的社会负面影响难以估量。2012年发生在广州市的开关柜爆炸伤人事件造成极大经济损失和严重的社会影响。开关柜过热已成为输变电行业迫切需要解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统。其目的是为了实现解决开关柜无风机强迫风冷条件下长期低温运行以及减少动触头弹簧的负载热量的问题的发明目的。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

基于热管技术的大电流开关柜自然散热系统，包括开关柜本体，在开关柜本体内设有母线室、断路器室、电缆室及仪表室，开关柜本体内还设有多组温度传感器、多组湿度传感器和多组烟雾传感器；在母线室、断路器室和电缆室的后侧板上分别设置有吸热组件，在母线室和电缆室的前侧板上分别连接有触头盒；一组触头盒的一端与断路器室内部的真空断路器相连接，触头盒的另一端与分支母排相连接，分支母排的另一端与母线室上的主母排连接；另一组触头盒与电流互感器的输入端相连接，电流互感器的输出端通过母排分别与接地开关、电压互感器、避雷器、电缆接头端连接；开关柜本体的顶部一侧设置有第二散热器，第二散热器的底部连接有第二热管，第二热管的吸热端贯穿开关柜本体的顶部伸入至仪表室的内部。

进一步的，所述吸热组件包括基板以及排布在基板上的第一热管。

进一步的，所述触头盒的入口端与断路器室内部的真空断路器的导电杆一端连接的动触头位置对应；触头盒外壁内嵌有两组第三热管，且两组第三热管的一端均伸入至触头盒的内部，两组第三热管的另一端缠绕在触头盒的外壁上；触头盒的外壁开设有弧形槽，弧形槽的上方紧密贴合第三热管的外表面装设有散热架，散热架的两端固定连接在弧形槽的两侧，且散热架的顶部设置有散热片；

所述触头盒内部切合内侧壁纵向设置有固定板，固定板中心处横向贯穿有静触头，静触头通过固定板固定在触头盒内部；静触头的一端与对应的分支母排固定连接，静触头的另一端与真空断路器上的动触头卡接；分支母排的另一端通过触头盒上的出线口伸出与母线室内部对应的主母排连接。

所述触头盒的外壳体可选用环氧树脂制成，所述散热架选用导热性能强的绝缘导热片制成。