一种电气控制屏柜的智能控制系统

1.本发明涉及控制柜技术领域，具体涉及一种电气控制屏柜的智能控制系统。


背景技术：

2.电气控制柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，其布置应满足电力系统正常运行的要求，便于检修，不危及人身及周围设备的安全，正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路，故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。
3.传统的电气控制柜只是一个简单的柜体，用于承载容纳多种电气件，形成外部保护的屏障，同时还起到散热防尘的目的，但是随着控制柜由于内部高温而导致线路故障的事故频发，传统自然通风散热已经无法满足使用需求，目前的控制柜多数为大功率的散热风扇或者小功率散热风扇配合水冷散热结构完成散热操作，其中水冷散热主要是通过制冷后的水不断的循环流通，然后吸收柜体内部的热量，以达到降温的目的，上述的现有两种散热方式在应用时还是存在一定缺陷，大功率的散热风扇运行时所产生的噪音是巨大的，且需要加速柜体内外部之间的空气流通，这样容易造成大量的灰尘被吸附在柜体的滤网或滤孔上，且大量的气流在柜体内部流通，对线路的连接易造成影响，同时会造成柜体内部灰尘四处飞散，均会干扰控制柜的使用；而现有的风冷配合水冷的方式，水冷循环管位于柜体内部且吸收柜体内部的热量，但是易造成柜体内部潮湿，且散热风扇和水冷结构的配置并不合理，无法最大程度化的利用，同时智能化程度低，无法针对控制柜内部的实际运行或负载情况进行调整，无法完成灰尘的自动清理，易出现散热机构高功率运行，降低了使用寿命，还增加了能耗，鉴于此，本发明提出一种电气控制屏柜的智能控制系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种电气控制屏柜的智能控制系统。
5.本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
6.一种电气控制屏柜的智能控制系统，包括风冷单元、水冷单元、灰尘拦截单元、自动清理单元、监测单元以及控制单元；
7.所述风冷单元至少包括一个抽风机，安装控制柜避开柜门的一侧或顶部，其用于产生吸力，使得外界空气由进风孔进入至控制柜内部，以实现控制柜内部空气流通；
8.所述水冷单元安装在控制柜的进风孔处，其用于对通过进风孔进入至控制柜内的空气进行水冷降温处理；
9.所述灰尘拦截单元包括第一拦截件和第二拦截件，所述第一拦截件安装在控制柜上，且位于进风孔与所述水冷单元之间，其用于拦截通过进风孔进入至控制柜内部空气中的杂质，所述第二拦截件配置在风冷单元上；
10.所述自动清理单元安装在控制柜上，其作用于第一拦截件，当其接收所述控制单
元指令后，对第一拦截件完成自动清理；
11.所述监测单元至少包括空气温度传感器、水体温度传感器以及空气流速传感器，分别用于监测控制柜内部温度、水冷单元水温，以及通过水冷单元后的空气流速；
12.所述控制单元与风冷单元、水冷单元、灰尘拦截单元、自动清理单元、监测单元均电性连接，其用于对监测的数据进行比对判断，并产生相应的指令以启动控制各单元运行工作。
13.进一步地，所述抽风机螺栓安装在控制柜的顶部，所述抽风机避开控制柜的一面螺栓安装排气管，所述第二拦截件螺栓安装在所述排气管的出风端。
14.进一步地，所述水冷单元包括：
15.蛇形循环管，安装在控制柜内部，呈水平方向分布；
16.储水箱，安装在控制柜的背侧，蛇形循环管的一端通过管路一与储水箱连通；
17.循环泵，其出水端与储水箱连通，进水端通过管路二与蛇形循环管的另一端连通；
18.半导体制冷片，安装在所述储水箱上。
19.进一步地，所述水冷单元还包括：两个轨道，分别安装在控制柜内壁的两侧；安装板，与两个轨道滑动配合，蛇形循环管安装在所述安装板上，所述安装板上阵列构造有通孔。
20.进一步地，所述水冷单元还包括安装在控制柜后侧的两个接头，所述管路一和管路二分别与两个接头连接，所述蛇形循环管的两端通过软管与两个接头连通。
21.进一步地，所述第一拦截件包括：安装管，一端安装在控制柜上，且覆盖控制柜的进风孔；进风管，固定穿插在所述安装管的另一端，所述进风管位于安装管外部部分上构造有连通孔，所述进风管位于安装管内部部分上构造有滤孔，所述进风管的底端为开口。
22.进一步地，所述自动清理单元包括：驱动电机，安装在所述安装管内；转动轴，同轴转动安装在所述进风管上；固定板，固定套设在所述转动轴上；清洁辊，安装在所述固定板上，其与所述进风管外部滤孔处相接触；遮挡框，与所述转动轴螺纹配合，其与进风管滑动配合，用于遮挡所述连通孔。
23.进一步地，所述自动清理单元还包括：吸尘风机，安装在控制柜上；吸尘管路，一端与吸尘风机的进风口连通，另一端与遮挡框连通
24.进一步地，所述排气管呈弯管状。
25.进一步地，所述驱动电机和所述转动轴非同轴设置，所述驱动电机和所述转动轴通过皮带组件传动连接。
26.本发明的有益效果如下：本发明的智能化程度高，各单元协同工作，结构的布局合理，可保证柜体内部处于电气件合适的工作温度环境，且由控制单元统筹各单元，在空气不断的循环流通下，将热量有效的带出柜体，还可以维持柜体内部温度处于合适值，且整个技术方案克服了现有技术中存在的技术缺陷，采用中小功率的抽风机配合设计合理的水冷单元，顺利完成了散热降温操作，且自动清理单元的设计，避免了整个装置在运行过程中出现无法有效散热降温的情况发生。
附图说明
27.图1是本发明立体结构示意图；
28.图2是本发明又一立体结构示意图；
29.图3是本发明图1的正视图；
30.图4是本发明图3中a-a方向的剖视图；
31.图5是本发明另一立体结构示意图；
32.附图标记：1、风冷单元；101、抽风机；102、排气管；2、水冷单元；201、蛇形循环管；202、接头；203、储水箱；204、循环泵；205、管路一；206、管路二；207、半导体制冷片；208、管盖；209、安装板；2010、轨道；2011、通孔；3、灰尘拦截单元；301、第一拦截件；3011、安装管；3012、进风管；3013、连通孔；3014、滤孔；302、第二拦截件；4、自动清理单元；401、驱动电机；402、转动轴；403、固定板；404、清洁辊；405、遮挡框；406、皮带组件；407、吸尘风机；408、吸尘管路；5、监测单元；501、空气温度传感器；502、水体温度传感器；503、空气流速传感器；6、控制单元。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
34.如图1-图5所示，本发明一个实施例提出的一种电气控制屏柜的智能控制系统，包括风冷单元1、水冷单元2、灰尘拦截单元3、自动清理单元4、监测单元5以及控制单元6，其中上述单元均直接或间接安装在控制柜(下文以柜体简称)上，柜体已在图中示出但未标号；
35.所述风冷单元1至少包括一个抽风机101，安装控制柜避开柜门的一侧或顶部，本技术方案中，抽风机101安装在柜体的顶部，这样考虑到热气是自下而上流通的，这样有助于将柜体内部的热空气抽出带入至外界环节中，其中抽风机101用于产生吸力，使得外界空气由进风孔进入至控制柜内部，以实现控制柜内部空气流通，不断循环流通的空气可以将柜体内部热量及时带走，以起到降低柜体内部温度的目的；
36.与现有技术不同点在于，本技术方案中，所述水冷单元2安装在控制柜的进风孔处，其中进风孔构造在柜体的底部，与抽风机101配合形成一个自下而上流通的气流，这样可以有效的将柜体内部的热量带出，且水冷单元2的目的是用于对通过进风孔进入至控制柜内的空气进行水冷降温处理，与现有的水冷单元2作用不同，本发明中的水冷单元2核心点是对进入到柜体内部的空气进行降温处理，这样当空气进入到柜体内部后，本身经过降温后的空气在抽风机101的作用下自下而上流通，与柜体内部空气混合降温，且随着空气的不断流通形成一个良性循环，可以降低柜体内部温度，且柜体内部电气件工作时产生的热量直接与经过降温后的空气接触中和，且随着空气的不断流通，可保持柜体内部长期处于一个平稳的温度，因此技术手段优于现有技术，具有显著性的进步；
37.且考虑到空气的循环流通，必然造成外界灰尘靠近柜体并进入到柜体内部，因此所述灰尘拦截单元3包括第一拦截件301和第二拦截件302，所述第一拦截件301安装在控制柜上，且位于进风孔与所述水冷单元2之间，其用于拦截通过进风孔进入至控制柜内部空气中的杂质，所述第二拦截件302配置在风冷单元1上，在第一拦截件301和第二拦截件302的相互配合下，降低了进入到柜体内部的灰尘杂质的数量；
38.所述自动清理单元4安装在控制柜上，其作用于第一拦截件301，当其接收所述控制单元6指令后，对第一拦截件301完成自动清理，自动清理单元4用于对第一拦截件301完
成自动清理操作，这一点是根据实际情况考虑设计的，因为空气流通是由进风孔进入，由抽风机101的排风口排出，因此积累在第一拦截件301上的灰尘杂质更多，增加了自动清理单元4可以对第一拦截件301上的杂质自动清理，这样设计的好处是避免由于堵塞造成进入到柜体内部的空气流通量降低，降低了对柜体内部的散热降温处理，然后必然会增大抽风机101和水冷单元2的功率，通过自动清理单元4具有降低能耗，保证散热降温效果的好处，具有实质性进步特点；
39.所述监测单元5至少包括空气温度传感器501、水体温度传感器502以及空气流速传感器503，分别用于监测控制柜内部温度、水冷单元2水温，以及通过水冷单元2后的空气流速，监测单元的配置，有助于本系统各单元之间的协同配合工作；
40.所述控制单元6与风冷单元1、水冷单元2、灰尘拦截单元3、自动清理单元4、监测单元5均电性连接，其用于对监测的数据进行比对判断，并产生相应的指令以启动控制各单元运行工作，整个系统中，由控制单元协调各单元工作，以保证对柜体顺利进行散热降温处理，保证柜体内部电气件处于适宜的温度下工作，避免出现温度过高造成短路、断路等情况；
41.其中对于本发明的细节点和工作原理，在此公开：其中抽风机101和水冷单元2的功率均可调整，由控制单元控制，抽风机101选用变频风机，柜体在正常运行过程中，由空气温度传感器501、水体温度传感器502以及空气流速传感器503分别对各个参数进行获取，控制单元上设定有与温度、水温和空气流速有关的阈值、区间数据等参数，当检测的温度数据高于设定的温度阈值时，保持抽风机101和水冷单元2的正常运作，实现柜体内部降温后的空气的循环流通，以起到散热降温处理，若是检测的温度数据在设定时间内未降低至温度阈值，则有控制单元提高抽风机101和水冷单元2的功率，以提高散热降温效果，其中设定时间可以设定调整，水体温度传感器的存在可以监测水冷循环的水体温度，因为水体在循环流通过程中，与空气接触以及自然损耗升温，由控制单元调整水冷单元2保证水体温度维持在设定温度，也可以进行加大功率，降低水体温度，以提高散热效果，而空气流速传感器是检测进入到空气的流速，若是流速明显降低，超过设定的流速阈值或监测的流速降低差值处于设定的区间数据内，由控制单元根据抽风机101的功率情况进行判断，结合抽风机101的功率，判断流速是否处于正常数据，若非正常数据，则控制单元控制自动清理单元4对第一拦截件301进行清理操作，确保外界空气正常进入到柜体内部；
42.综上所述，本发明的智能化程度高，各单元协同工作，结构的布局合理，可保证柜体内部处于电气件合适的工作温度环境，且由控制单元统筹各单元，在空气不断的循环流通下，将热量有效的带出柜体，还可以维持柜体内部温度处于合适值，且整个技术方案克服了现有技术中存在的技术缺陷，采用中小功率的抽风机101配合设计合理的水冷单元2，顺利完成了散热降温操作，且自动清理单元4的设计，避免了整个装置在运行过程中出现无法有效散热降温的情况发生。
43.如图1所示，在一些实施例中，所述抽风机101螺栓安装在控制柜的顶部，所述抽风机101避开控制柜的一面螺栓安装排气管102，所述第二拦截件302螺栓安装在所述排气管102的出风端，抽风机101、排气管102和第二拦截件302的安装方式均为螺栓安装，这样设计的好处是可以进行拆装检修和更换，其中第二拦截件302为单一的滤网结构，因为其为出风端，杂质在空气中自然漂浮，不会大量的粘附在其上，其中排气管102呈弯管状，这样设计好
处是形成一个弯曲构造，避免因重力因素导致杂质堆落在排气管102上的滤网结构上。
44.如图1-图4所示，在一些实施例中，所述水冷单元2包括：
45.蛇形循环管201，安装在控制柜内部，呈水平方向分布；
46.储水箱203，安装在控制柜的背侧，蛇形循环管201的一端通过管路一205与储水箱203连通，储水箱203上配置有补水管，其中补水管上配置有管盖208；
47.循环泵204，其出水端与储水箱203连通，进水端通过管路二206与蛇形循环管201的另一端连通；
48.半导体制冷片207，安装在所述储水箱203上；
49.半导体制冷片207的制冷端位于储水箱203内，发热端位于储水箱203外，由半导体制冷片207对储水箱203内部水源进行降温处理，循环泵204用于实现水体在蛇形循环管201和储水箱203之间的流通，这样可以顺利完成水体的流通，进入到柜体内部的空气与蛇形循环管201表面充分接触，其中蛇形循环管201选用铜管，导热性能好，有利于空气降温处理。
50.如图1-图4所示，在一些实施例中，所述水冷单元2还包括：两个轨道2010，分别安装在控制柜内壁的两侧；安装板209，与两个轨道2010滑动配合，蛇形循环管201安装在所述安装板209上，所述安装板209上阵列构造有通孔2011；所述水冷单元2还包括安装在控制柜后侧的两个接头202，所述管路一205和管路二206分别与两个接头202连接，所述蛇形循环管201的两端通过软管与两个接头202连通，为方便对水冷单元2中的蛇形循环管201进行检修，蛇形循环管201与通过软管配合接头202与管路一205和管路二206连通，其中管路一205和管路二206上均配置有阀门，在轨道2010的配合下，移动安装板209带动蛇形循环管201移动至柜体外，软管与接头202采用螺纹配合连接，因此是可拆卸的结构设计，而蛇形循环管201与安装板209为放置关系，这样方便完成蛇形循环管201的处理工作，通孔2011的设计是为了空气的正常循环流通。
51.如图3-图5所示，在一些实施例中，所述第一拦截件301包括：安装管3011，一端安装在控制柜上，且覆盖控制柜的进风孔；进风管3012，固定穿插在所述安装管3011的另一端，所述进风管3012位于安装管3011外部部分上构造有连通孔3013，所述进风管3012位于安装管3011内部部分上构造有滤孔3014，所述进风管3012的底端为开口；所述自动清理单元4包括：驱动电机401，安装在所述安装管3011内；转动轴402，同轴转动安装在所述进风管3012上；固定板403，固定套设在所述转动轴402上；清洁辊404，安装在所述固定板403上，其与所述进风管3012外部滤孔3014处相接触；遮挡框405，与所述转动轴402螺纹配合，其与进风管3012滑动配合，用于遮挡所述连通孔3013；外界空气受抽风机101的吸力影响，由连通孔3013进入到进风管3012内部，然后通过滤孔3014过滤后进入到安装管3011内部，再由进风孔进入到柜体内，完成了空气的流通工作，在此过程中，空气的灰尘杂质被截留在进风管3012内部，当需要对进风管3012进行清理时，控制单元6控制抽风机101关闭，控制驱动电机401工作，驱动电机401带动转动轴402转动，以实现清洁辊404的转动，从而对滤孔3014进行清理，而此时遮挡框405上移对连通孔3013遮挡，避免清理过程中的灰尘由连通孔3013排入至外界，且通过遮挡框405完成对清理后杂质的承载，需要说明的是，每次清理时间维持在5-10s，因此遮挡框405的上移距离有限，且驱动电机401正反转的过程中，均可以通过清洁辊404对滤孔3014清洁，但是反转带动遮挡框405复位过程中，由于正转时已经对滤孔3014完成清洁，因此反转时清洁的灰尘量少，根据上述技术方案，可以顺利的完成自清洁操作，
有助于降温散热工资的有序进行，且当自清洁工作完成后，控制单元启动抽风机101工作。
52.如图3和图5所示，在一些实施例中，所述自动清理单元4还包括：吸尘风机407，安装在控制柜上；吸尘管路408，一端与吸尘风机407的进风口连通，另一端与遮挡框405连通，在上个实施例中，当进行自清洁操作时，需要吸尘风机407的配合，由于抽风机101处于关闭状态，由吸尘风机407工作将进风管3012内部清洁的灰尘及时抽出，其中吸尘风机407的出风端会配置有灰尘袋，用于储存灰尘，这样可以及时将灰尘从进风管3012内部转移走，保证结构设计的合理性。
53.如图4所示，在一些实施例中，为避免驱动电机401与转动轴402同轴设计降低空气的流通，所述驱动电机401和所述转动轴402非同轴设置，所述驱动电机401和所述转动轴402通过皮带组件406传动连接，依靠皮带组件406即保证了转动轴402顺利转动，也避免驱动电机401占据空气流通空间而影响空气的流通。
54.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。