一种透明三相多表位非金属电能计量箱及其组装线的制作方法

本发明属于电器设备，具体涉及一种透明三相多表位非金属电能计量箱及其组装线。

背景技术：

1、电能计量箱是电力系统中用于集中安装电能表的专用箱体，广泛应用于居民楼宇、商业综合体及工业厂区的低压配电系统中。随着电力用户数量的增加和用电精细化管理的推进，三相多表位计量箱的需求日益增长。传统计量箱多采用金属材质，存在绝缘性能受限、箱体笨重、巡检时需开箱观察等不便。近年来，透明非金属材质计量箱因具备良好的电气绝缘性、可透视巡检、重量轻、耐腐蚀等优势，逐步成为行业主流方向。

2、透明非金属计量箱通常采用聚碳酸酯（pc）或pc/abs合金等工程塑料注塑成型，其透明箱门和透明壳体便于运维人员在不开启箱门的情况下直接观察电能表读数及内部设备状态，显著提高了巡检效率和安全性。然而，透明材质在带来便利的同时也引入了新的问题——阳光中的近红外线和可见光可穿透透明壳体直接照射至箱体内部的电能表、母排、导线等器件上，使这些器件表面产生显著的光照加热效应，导致器件温度在阳光照射下额外升高。尤其是在夏季户外高温环境下，透明壳体内部的器件受到环境高温与光照加热的双重作用，温升问题较非透明材质箱体更为突出，对电能表的计量精度、电子元器件的使用寿命以及母排载流能力均产生不利影响。此外，随着箱体内部集成的功能单元日益增多——包括进线总开关、母排、多个电能表、采集器、接线端子及分户开关等——箱体内部的空间布局、散热管理及环境防护等问题随之凸显，对计量箱的整体结构设计提出了更高的要求。

3、针对上述需求，已有现有技术进行了相应改进。例如，中国专利cn221240014u公开了一种散热型非金属电能计量箱，通过在箱体背面开设安装孔并塞入带透气孔的安装壳实现散热。中国专利cn210465518u公开了一种便于散热的透明电表箱，采用外箱体内设内箱体的双层结构，内外箱体之间形成散热通道，内箱体两侧与顶部开设散热孔。中国专利cn213122070u公开了一种电能计量箱，箱体内部通过隔板分隔成进线室、互感器室和出线室，实现了功能区域的物理划分。

4、然而，上述现有技术仍存在以下不足：

5、第一，电能计量箱的进线室装设总开关、母排等强电设备，发热量最大；计量室安装电能表，发热量适中；出线室和分线空间发热量较小。现有技术中不同区域的通风结构基本相同，未根据各区域的实际发热情况进行差异化配置，导致发热量大的区域散热不足、温升过高，而发热量小的区域则过度通风、造成不必要的灰尘侵入。

6、第二，现有技术主要关注箱体内部设备自身发热的散热问题，而未考虑透明壳体在户外使用时阳光穿透壳体对内部器件产生的额外光照加热效应。光照加热与器件自身发热叠加，使透明计量箱内部的实际温升高于非透明箱体，现有通风结构对此缺乏针对性的改进措施。

7、第三，现有技术的通风孔多为水平开设或斜向开设，在楼层电气竖井等相对封闭的环境中，空气中悬浮的灰尘颗粒易在通风口处沉积、堵塞；在户外表箱应用中，雨水在风力作用下可能从通风口溅入或沿壁面流入箱体内部，造成电气安全隐患。

技术实现思路

1、本发明提供一种透明三相多表位非金属电能计量箱及其组装线，箱体后壁向外凸出形成中空凸起部，凸起部底面开设通风孔。通风孔处设有内凹边。各功能区域对应的通风孔数量依发热量差异而不同，实现差异化散热。计量室的箱门为双层透明结构，外层板涂覆选择性光截止涂层以反射近红外线，且夹层通过底部风口和顶部风口与箱内空间连通形成冷却气流，缓解光照加热效应，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种透明三相多表位非金属电能计量箱，包括箱体，所述箱体内部通过隔板分隔为多个独立的功能区域，各所述功能区域包括主腔室、副腔室、计量室和出线室，各所述功能区域分别独立设置有箱门；所述箱体的后壁向外凸出形成有凸起部，所述凸起部内部中空形成通风腔，所述凸起部的底面开设有连通所述通风腔的通风孔，外部空气经所述通风孔进入所述通风腔后进入所述箱体内部。

4、作为更进一步的选择，所述凸起部自所述箱体后壁的外表面向所述箱体的后方延伸，所述凸起部的横截面呈梯形，所述凸起部与所述箱体后壁的连接处通过圆弧过渡连接，所述通风腔位于所述凸起部与所述箱体后壁外表面之间，且所述通风腔与各所述功能区域被所述箱体后壁物理隔开，所述通风孔开设于所述凸起部远离所述箱体后壁一端的底面上且开口斜朝下。

5、作为更进一步的选择，所述通风孔处设有内凹边，所述内凹边自所述通风孔的边缘向所述箱体内部方向斜向上延伸并凸出于所述箱体后壁的内表面，所述内凹边的末端与所述箱体后壁内表面之间留有供空气通过的间隙，外部空气经所述通风孔进入后沿所述内凹边的延伸方向绕过所述末端进入所述箱体内部，构成曲折进气路径。

6、作为更进一步的选择，所述内凹边的顶部边缘水平向内弯折后再朝向所述箱体外侧翻折，形成翻折挡边结构，所述翻折挡边结构用于阻挡液体越过所述内凹边的末端进入所述箱体内部；所述通风孔处还安装有过滤网，所述过滤网用于拦截进入所述通风腔的空气中的灰尘颗粒。

7、作为更进一步的选择，各所述功能区域分别对应设置有所述凸起部，且各所述功能区域对应的所述凸起部底面的所述通风孔的数量不同，各所述功能区域的进气流量形成梯度分布，所述梯度分布与各所述功能区域内部的实际发热量相匹配。

8、作为更进一步的选择，所述主腔室用于安装总开关、采集器、接线端子和防窃电装置，所述主腔室对应的所述凸起部底面的所述通风孔的数量最多；所述计量室用于安装电能表，所述计量室对应的所述凸起部底面的所述通风孔的数量居中；所述副腔室和所述出线室对应的所述凸起部底面的所述通风孔的数量最少。

9、作为更进一步的选择，所述箱门为双层透明箱门，包括外层板、内层板以及连接于所述外层板与所述内层板之间的连接柱，所述外层板与所述内层板之间相互间隔形成夹层，所述外层板的外表面涂覆有选择性光截止涂层，所述选择性光截止涂层对可见光高透且对近红外线高反射，所述外层板的底部边缘留有底部风口，所述内层板的顶部边缘与所述箱体顶部之间留有顶部风口，所述底部风口和所述顶部风口使所述夹层与所述箱体内部空间相连通。

10、作为更进一步的选择，所述夹层的厚度为8～15mm，所述外层板和所述内层板均为高透明pc材料注塑成型，所述连接柱为导热改性pc材质，所述连接柱沿所述箱门的平面呈阵列分布，所述连接柱的两端分别与所述内层板和所述外层板固定连接，所述连接柱用于维持所述夹层的厚度均匀一致并将所述外层板的热量传导至所述内层板侧。

11、一种用于组装上述任一项所述的透明三相多表位非金属电能计量箱的组装线，其特征在于，沿输送方向依次设置有箱体上料工位、内部元器件安装工位、隔板安装工位、布线工位、双层箱门组装工位和锁定机构安装工位，各所述工位之间通过输送线连接；所述箱体上料工位设有气动定位夹具和离子风枪，所述气动定位夹具用于从所述箱体的两侧和底部对所述箱体进行夹持固定，所述离子风枪用于向所述箱体的内表面吹出离子化气流；所述隔板安装工位设有压力传感器，所述压力传感器用于实时监测隔板插入过程中的阻力变化，并在阻力超过预设阈值时报警；所述双层箱门组装工位包括连接柱安装装置、压合装置、牵引轮组和嵌入压轮，所述连接柱安装装置用于将连接柱压入内层板的插接孔中，所述压合装置用于将外层板与内层板压合至设定间距，所述牵引轮组用于夹持并牵引密封条穿过密封槽，所述嵌入压轮用于将密封条压入密封槽底部；所述锁定机构安装工位用于在各功能区域的箱门与箱体的对应位置安装铅封耳和挂锁室组件。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、根据各功能区域的实际发热量配置不同数量的通风孔，使进气流量形成与发热量相匹配的梯度分布，主腔室通风量最大、计量室次之、副腔室和出线室最小，既保证了发热量大的区域充分散热，又避免了发热量小的区域过度通风导致灰尘侵入，实现了整体均衡散热。

14、2、通过在后壁外侧设置凸起部形成独立通风腔，使外部空气先进入通风腔后再送入箱内，避免进气在进入箱体前受箱内高温预热；通风孔处内凹边构成的曲折进气路径，使灰尘在气流转折时沉降、水雾在表面凝聚，同时可阻挡外部液体倒灌，提高了箱体的环境适应性。

15、3、采用双层透明箱门并配合选择性光截止涂层和夹层气流冷却，将阳光中主要的近红外热辐射阻挡在箱门外部，同时通过夹层内持续上升的气流对外层板进行对流冷却，有效缓解了透明壳体因光照加热导致内部器件额外温升的问题，有利于保障电能表计量精度和电子元器件使用寿命。

16、4、本发明的组装线通过多个工位实现了箱体上料、元器件安装、隔板安装、布线、双层箱门组装及锁定机构安装的连续化作业，各工位设备配置合理，保证了产品的一致性和生产效率。