[发明专利]一种对箱内微环境调控的封闭式电气箱

说明书

技术领域

本发明涉及控制电气箱内空气环境的技术领域，具体是指一种控制封闭式电气箱内温度、湿度的系统。

背景技术

在输配电设施、通信设施中，有大量的设备需要被安装在相对密闭的箱、柜体内，以满足其绝缘、隔离和防护的运行需求。并且这些箱、柜有一大部分被安装于户外，运行条件相对恶劣。长期以来，人们通常把这类箱、柜体视作一个简单的容器或附属设备而很少给予足够的重视，其内部微环境控制更是一个被长期忽略的空白，以致这些箱柜体的设计和结构过于简单；防护能力和抵御内、外部环境影响的能力不足，控温除湿措施不合理，导致这些箱柜体内部的热环境、电环境不良，过热、结露、积污等情况突出，引发各种缺陷与异常。影响电气、通信设备性能和运行可靠性。

目前对于电气、通信设备箱的柜体内部环境的改善措施主要有以下几个方面：

基于防尘及防昆虫进入的考虑，对箱柜体采取有限的密封措施。这类箱柜体内部由于缺乏散热所需的对流条件，静止的空气会在设备或元件表面形成“滞流层”，而这个“滞流层”相当于热绝缘层，会对设备或元件的散热产生极为不利的影响。这也是一些户内布置的箱、柜、屏即使在空调将室温降得很低的情况下仍然或过热的重要原因。

其次由于箱柜体大多密封并不严格，内部空气的热胀冷缩会导致呼吸现象，特别是在没有呼吸孔的情况下灰污极易通过随机分布的细小间隙随未经过滤的空气无序地进入箱柜体并在箱体的各个部位沉淀，而箱体设计又无自我净化能力，故箱体内存在积灰、积污的不良条件；灰污中含有大量金属微颗粒、金属氧化物及各类酸性物质。有可能成为箱内电气部件锈蚀、绝缘破坏、甚至引发污闪故障的重要物质条件。

基于自然对流及强迫对流的通风散热措施。对于部分内部存在热源的箱柜体，现有的措施是在箱柜体的某一个面设置进出风孔或安装小、微型风机进行通风。但由于箱柜体内部设备、部件安装的随机性和气流通道与空间的不确定性，无法设计安装必要的导流措施，使这类通风散热方式因存在大量死角或无序紊流而难以达到预想效果。而且还会因灰尘与潮湿空气大量进入进入引发更严重的问题。

基于除湿需求运用电加热器。常投或间断投入（温控或湿控）电加热器，是目前电气设备箱柜普遍采用用的除湿、降潮措施。其工作机理是通过加热空气，提高空气的湿容量（即容纳和吸收水蒸汽的能力），从而降低相对湿度。但在现有的各类箱柜体中，加热器的应用十分随意而产生一些适得其反的效果。

首先是箱体处于封闭状态，内部没有空气对流，箱体内空气处相对于静止状态，加热器主要通过辐射来对空气加热，而静止的空气是一种热绝缘体，其作用会阻滞热量传递，因此在这种情况下，加热器对空气的加热是局部的、不均匀和不完全的。造成箱体内部形成较大的温度梯度和冷热交界面，反而加剧了凝露现象。

其次是箱柜体内部缺乏含湿空气的宣泄、逸出通道，下部又有电缆沟源源不断地补充水气。于是，加热的空气吸收了更多水气，并在箱体内滞留，加热的温度越高，吸收并滞留的水汽越多，一旦柜体内空气温度稍有降低便迅速饱和，形成凝露的重要条件之一。

第三，由于加热器的使用，使得箱柜体内部温度往往高于箱体外部，产生显著的温度差，并在箱体内壁形成冷表面，成为凝露的另一个重要条件，于是，大量的、持续的凝露过程便无可避免了。严重情况下，箱体体内甚至还会发生局部积水现象。一旦箱柜体内积灰、积污与持续的凝露两种效应相叠加，将使箱内发生污闪、绝缘故障的概率大大提升，将严重威胁电气设备的安全运行。

由此可见，加热器的不合理使用，其效果几乎是得不偿失的。

第四，对于在设备箱柜体内外安装小型空调器的措施。因其投入高、效率低、能耗大，费效比差而广受诟病。

从以上分析可知，电气设备箱柜体内散热不良的根本原因是缺乏对流或对流不均衡，结露的根本原因在于内外温差及内部温度梯度过大，在冷热交界面形成冷表面。因此必须探索、寻求一种新的通风方式与对流形态。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，来控制电气箱内部的微环境。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：