一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，包括鋁合金壓鑄箱體，鋁合金壓鑄箱體的上方蓋接有鋁合金蓋板，鋁合金壓鑄箱體內(nèi)的底層安裝有電源模塊、交流采樣模塊，電源模塊的上方通過螺母柱架空安裝IO模塊，IO模塊的上方安裝屏蔽板，通過屏蔽板將電力二次設(shè)備的強電信號進行隔離，交流采樣模塊的上方安裝有恒溫板，恒溫板的上方安裝有通信模塊，鋁合金蓋板的下表面安裝有CPU模塊。本發(fā)明通過內(nèi)部各模塊的合理布局，利用恒溫板、PCB埋銅等熱量傳導(dǎo)技術(shù)，將發(fā)熱元件工作時產(chǎn)生的熱量傳遞至鋁合金壓鑄箱體體外壁，再散發(fā)至周圍空氣中，并安裝透氣閥，實現(xiàn)內(nèi)外空氣交換，帶走部分熱量，具有良好的用于前景。
【專利說明】
一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及變電站二次設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的變電站二次設(shè)備組屏安裝后放置在變電站的控制室，控制室內(nèi)有空調(diào)、風(fēng)扇、加熱器等溫控設(shè)備，以保障二次設(shè)備的運行環(huán)境良好。但是，二次設(shè)備就地化，即二次設(shè)備直接安裝于一次設(shè)備或通過鋼架安裝于一次設(shè)備旁，工作環(huán)境多變，二次設(shè)備就地安裝可以減小繼電保護裝置對數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的依賴，保持了繼電保護裝置的獨立性，是目前國內(nèi)智能變電站的發(fā)展趨勢。但是，由于我國幅員遼闊，南方夏天的室外地面溫度可高達+ 50°C，北方冬天氣溫可低至零下的_40°C，二次設(shè)備就地化安裝，需要二次設(shè)備經(jīng)受嚴酷的氣候條件。
[0003]目前，電力二次設(shè)備就地化安裝后，二次設(shè)備直接安裝于戶外，設(shè)備的防護等級需大于IP67，但是如何解決高防護戶外設(shè)備內(nèi)部電子元件發(fā)熱問題，防止箱體內(nèi)大功率器件發(fā)熱，引起箱體內(nèi)部溫度升高，造成元件器件失效，是決定就地化電力二次設(shè)備能否長期可靠運行的關(guān)鍵，是當(dāng)前需要考慮解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的電力二次設(shè)備就地化安裝后，如何解決戶外二次設(shè)備內(nèi)部的電子元件發(fā)熱的問題。本發(fā)明提供的便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，通過內(nèi)部各模塊的合理布局，利用恒溫板、PCB埋銅等熱量傳導(dǎo)技術(shù)，將電力二次設(shè)備內(nèi)部的發(fā)熱元件工作時產(chǎn)生的熱量傳遞至鋁合金壓鑄箱體體外壁，再散發(fā)至周圍空氣中，并安裝透氣閥，保證IP67防護等級同時實現(xiàn)內(nèi)外空氣交換，通過空氣交換帶走設(shè)備部分熱量，具有良好的用于前景。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:包括鋁合金壓鑄箱體，所述鋁合金壓鑄箱體的上方蓋接有鋁合金蓋板，所述鋁合金壓鑄箱體內(nèi)的底層安裝有電源模塊、交流采樣模塊，所述電源模塊的上方通過螺母柱架空安裝1模塊，所述1模塊的上方安裝屏蔽板，通過屏蔽板將電力二次設(shè)備的強電信號進行隔離，所述交流采樣模塊的上方安裝有恒溫板，所述恒溫板的上方安裝有通信模塊，所述鋁合金蓋板的下表面安裝有CPU模塊。
[0006]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體、鋁合金蓋板的壓合處設(shè)置有一圈密封膠條。
[0007]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體左、右兩側(cè)外壁上設(shè)置有等間隔分布的散熱翅片。
[0008]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述電源模塊包括功率管、功率變壓器、電源PCB板、第一導(dǎo)熱絕緣墊、導(dǎo)熱銅塊和第二導(dǎo)熱絕緣墊，所述功率管的發(fā)熱面焊接在電源PCB板內(nèi)埋銅的上表面，所述電源PCB板內(nèi)埋銅的下表面設(shè)置有第一導(dǎo)熱絕緣墊，所述功率變壓器下方的電源PCB板上開設(shè)有矩形通氣孔，所述第二導(dǎo)熱絕緣墊設(shè)置在矩形通氣孔內(nèi)，所述第一導(dǎo)熱絕緣墊、第二導(dǎo)熱絕緣墊的底部設(shè)置有導(dǎo)熱銅塊，所述導(dǎo)熱銅塊涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體內(nèi)的底層。
[0009]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述通信模塊包括發(fā)熱元件光模塊、第三導(dǎo)熱絕緣墊和通信PCB板，所述發(fā)熱元件光模塊安裝在通信PCB板的下表面，并通過第三導(dǎo)熱絕緣墊安裝在恒溫板上方，所述恒溫板的安裝面涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體內(nèi)。
[0010]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述恒溫板的底部焊接若干根等間隔分布的導(dǎo)熱管。
[0011]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述恒溫板采用鋁板鈑金加工而成，且表面經(jīng)過鍍鎳處理。
[0012]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述CPU模塊與鋁合金蓋板的接觸處還設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣膜，所述導(dǎo)熱絕緣膜緊貼(PU模塊上的高功耗芯片。
[0013]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體的后側(cè)壁上還設(shè)置有透氣閥、等間隔分布的出線端子。
[0014]前述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述出線端子為航空插頭，滿足IP67防護等級。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，具有以下優(yōu)點:
(1)鋁合金壓鑄箱體上方蓋接有鋁合金蓋板，實現(xiàn)全密封，無需開散熱孔，減少灰塵對內(nèi)部元件污染，增加設(shè)備壽命，提高可靠性；
(2)無需采用風(fēng)扇、制冷器等主動散熱方式，提高二次設(shè)備的可靠性；
(3)連接外部電纜或通信光纖的模塊(電源模塊、1模塊、交流采樣模塊、通信模塊)采用堆疊方式，安裝于鋁合金壓鑄箱體，方便外部電纜、通信光纖與各模塊間的安裝操作；
(4)各模塊產(chǎn)生的熱量能夠快速傳導(dǎo)至鋁合金壓鑄箱體外壁，有效降低鋁合金壓鑄箱體內(nèi)部空氣溫度，防止內(nèi)部元件因溫度過高而失效；
(5)鋁合金壓鑄箱體上安裝透氣閥，通過內(nèi)外氣體交換，有效降低箱體內(nèi)部空氣溫度，保持設(shè)備內(nèi)外壓力平衡，防止凝露；
(6)CPU模塊布置于鋁合金蓋板上，有利軟件調(diào)試及維護；
(7)CPU模塊和其它模塊間設(shè)置屏蔽板，提高設(shè)備抗電磁干擾能力。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備的側(cè)視圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的鋁合金壓鑄箱體的電力二次設(shè)備的俯視圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的電源模塊安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的通信模塊安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的通恒溫板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖6是本發(fā)明的CPU模塊安裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖中標記的含義如下:
I:鋁合金壓鑄箱體;2:鋁合金蓋板;3:電源模塊;301:功率管;302:功率變壓器;303:第二導(dǎo)熱絕緣墊;304:電源PCB板;305:第一導(dǎo)熱絕緣墊;306:導(dǎo)熱銅塊;4:交流采樣模塊;5:1模塊;6:屏蔽板;7:恒溫板;701:導(dǎo)熱管；8:通信模塊;801:熱元件光模塊;802:第三導(dǎo)熱絕緣墊;803:通信PCB板;9: CPU模塊;901:導(dǎo)熱絕緣膜;902:高功耗芯片；10:密封膠條；11:散熱翅片；12:透氣閥；13:出線端子。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]如圖1及圖2所示，本發(fā)明的便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，包括鋁合金壓鑄箱體I，所述鋁合金壓鑄箱體I的上方蓋接有鋁合金蓋板2，所述鋁合金壓鑄箱體I內(nèi)的底層安裝有電源模塊3、交流采樣模塊4，所述電源模塊3的上方通過螺母柱架空安裝1模塊5，所述1模塊5的上方安裝屏蔽板6，通過屏蔽板6將電力二次設(shè)備的強電信號進行隔離，所述交流采樣模塊4的上方安裝有恒溫板7，所述恒溫板7的上方安裝有通信模塊8，所述鋁合金蓋板2的下表面安裝有CPU模塊9。
[0025]所述鋁合金壓鑄箱體1、鋁合金蓋板2的壓合處設(shè)置有一圈密封膠條10，實現(xiàn)全密封，無需開散熱孔，減少灰塵對內(nèi)部元件污染，增加設(shè)備壽命，提高可靠性。
[0026]所述鋁合金壓鑄箱體I左、右兩側(cè)外壁上設(shè)置有等間隔分布的散熱翅片11，增加表面散熱效率。
[0027]如圖3所示，所述電源模塊3包括功率管301、功率變壓器302、電源PCB板304、第一導(dǎo)熱絕緣墊305、導(dǎo)熱銅塊306和第二導(dǎo)熱絕緣墊303，所述功率管301的發(fā)熱面焊接在電源PCB板304內(nèi)埋銅的上表面，所述電源PCB板304內(nèi)埋銅的下表面設(shè)置有第一導(dǎo)熱絕緣墊305，所述功率變壓器302下方的電源PCB板304上開設(shè)有矩形通氣孔，所述第二導(dǎo)熱絕緣墊303設(shè)置在矩形通氣孔內(nèi)，所述第一導(dǎo)熱絕緣墊305、第二導(dǎo)熱絕緣墊303的底部設(shè)置有導(dǎo)熱銅塊306，所述導(dǎo)熱銅塊306涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體I內(nèi)的底層。
[0028]電源模塊3實現(xiàn)如下熱量傳輸路徑:功率管—PCB板埋銅—第一導(dǎo)熱絕緣墊—導(dǎo)熱銅塊—鋁合金壓鑄箱體—外部空氣;功率變壓器—二導(dǎo)熱絕緣墊—導(dǎo)熱銅塊—鋁合金壓鑄箱體—外部空氣，以便實現(xiàn)電源模塊3的快速散熱。
[0029]如圖4所示，所述通信模塊8包括發(fā)熱元件光模塊801、第三導(dǎo)熱絕緣墊802和通信PCB板803，所述發(fā)熱元件光模塊801安裝在通信PCB板803的下表面，并通過第三導(dǎo)熱絕緣墊802安裝在恒溫板7上方，所述恒溫板7的安裝面涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體I內(nèi)，如圖5所示，所述恒溫板7的底部焊接若干根等間隔分布的導(dǎo)熱管701，恒溫板7采用鋁板鈑金加工而成，且表面經(jīng)過鍍鎳處理，保證恒溫板7的散熱效果，能夠?qū)崿F(xiàn)通信模塊8中發(fā)熱元件光模塊801產(chǎn)生熱量高效的傳輸至鋁合金壓鑄箱體I。
[0030]如圖6所示，所述CPU模塊9與鋁合金蓋板2的接觸處還設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣膜901，所述導(dǎo)熱絕緣膜901緊貼CPU模塊9上的高功耗芯片902，將高功耗芯片902發(fā)熱傳導(dǎo)至鋁合金蓋板2，通過鋁合金蓋板2散發(fā)到周圍空氣，實現(xiàn)CPU模塊9的快速散熱，且CPU模塊單獨布置于鋁合金蓋板上，有利軟件調(diào)試及維護。
[0031]所述鋁合金壓鑄箱體I的后側(cè)壁上還設(shè)置有透氣閥12、等間隔分布的出線端子13，各出線端子13為航空插頭，滿足IP67防護等級，通過透氣閥12實現(xiàn)鋁合金壓鑄箱體I內(nèi)、夕卜空氣交換，帶部分熱量，所述透氣閥12具有防水功能，是用膨化的聚四氟乙烯做透氣膜體，其微觀下是微孔狀結(jié)構(gòu)，利用氣體分子與液體及灰塵顆粒的體積大小數(shù)量級差，讓氣體分子通過，而液體、灰塵無法通過，從而實現(xiàn)防水透氣的目的。
[0032]綜上所述，本發(fā)明的便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，具有以下優(yōu)點:
(1)鋁合金壓鑄箱體上方蓋接有鋁合金蓋板，實現(xiàn)全密封，無需開散熱孔，減少灰塵對內(nèi)部元件污染，增加設(shè)備壽命，提高可靠性；
(2)無需采用風(fēng)扇、制冷器等主動散熱方式，提高二次設(shè)備的可靠性；
(3)連接外部電纜或通信光纖的模塊(電源模塊、1模塊、交流采樣模塊、通信模塊)采用堆疊方式，安裝于鋁合金壓鑄箱體，方便外部電纜、通信光纖與各模塊間的安裝操作；
(4)各模塊產(chǎn)生的熱量能夠快速傳導(dǎo)至鋁合金壓鑄箱體外壁，有效降低鋁合金壓鑄箱體內(nèi)部空氣溫度，防止內(nèi)部元件因溫度過高而失效；
(5)鋁合金壓鑄箱體上安裝透氣閥，通過內(nèi)外氣體交換，有效降低箱體內(nèi)部空氣溫度，保持設(shè)備內(nèi)外壓力平衡，防止凝露；
(6)CPU模塊布置于鋁合金蓋板上，有利軟件調(diào)試及維護；
(7)CPU模塊和其它模塊間設(shè)置屏蔽板，提高設(shè)備抗電磁干擾能力。
[0033]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:包括鋁合金壓鑄箱體(1)，所述鋁合金壓鑄箱體(I)的上方蓋接有鋁合金蓋板(2)，所述鋁合金壓鑄箱體(I)內(nèi)的底層安裝有電源模塊(3)、交流采樣模塊(4)，所述電源模塊(3)的上方通過螺母柱架空安裝1模塊(5)，所述1模塊(5)的上方安裝屏蔽板(6)，通過屏蔽板(6)將電力二次設(shè)備的強電信號進行隔離，所述交流采樣模塊(4)的上方安裝有恒溫板(7)，所述恒溫板(7)的上方安裝有通信模塊(8)，所述鋁合金蓋板(2)的下表面安裝有CPU模塊(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體(I )、鋁合金蓋板(2)的壓合處設(shè)置有一圈密封膠條(10)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體(I)左、右兩側(cè)外壁上設(shè)置有等間隔分布的散熱翅片(11)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述電源模塊(3)包括功率管(301)、功率變壓器(302)、電源PCB板(304)、第一導(dǎo)熱絕緣墊(305)、導(dǎo)熱銅塊(306)和第二導(dǎo)熱絕緣墊(303)，所述功率管(301)的發(fā)熱面焊接在電源PCB板(304)內(nèi)埋銅的上表面，所述電源PCB板(304)內(nèi)埋銅的下表面設(shè)置有第一導(dǎo)熱絕緣墊(305)，所述功率變壓器(302)下方的電源PCB板(304)上開設(shè)有矩形通氣孔，所述第二導(dǎo)熱絕緣墊(303)設(shè)置在矩形通氣孔內(nèi)，所述第一導(dǎo)熱絕緣墊(305)、第二導(dǎo)熱絕緣墊(303)的底部設(shè)置有導(dǎo)熱銅塊(306)，所述導(dǎo)熱銅塊(306)涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體(I)內(nèi)的底層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述通信模塊(8)包括發(fā)熱元件光模塊(801)、第三導(dǎo)熱絕緣墊(802)和通信PCB板(803)，所述發(fā)熱元件光模塊(801)安裝在通信PCB板(803)的下表面，并通過第三導(dǎo)熱絕緣墊(802)安裝在恒溫板(7)上方，所述恒溫板(7)的安裝面涂覆導(dǎo)熱硅脂后安裝在鋁合金壓鑄箱體(I)內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述恒溫板(7)的底部焊接若干根等間隔分布的導(dǎo)熱管(701)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述恒溫板(7)采用鋁板鈑金加工而成，且表面經(jīng)過鍍鎳處理。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述CPU模塊(9)與鋁合金蓋板(2)的接觸處還設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣膜(901)，所述導(dǎo)熱絕緣膜(901)緊貼CPU模塊(9)上的高功耗芯片(902)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述鋁合金壓鑄箱體(I)的后側(cè)壁上還設(shè)置有透氣閥(12)、等間隔分布的出線端子(13)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種便于散熱的就地化安裝的電力二次設(shè)備，其特征在于:所述出線端子(13)為航空插頭，滿足IP67防護等級。
【文檔編號】H02B1/56GK106025869SQ201610587496
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月25日
【發(fā)明人】周華良, 鄭立亮, 鄭玉平, 夏雨, 汪世平, 吳通華
【申請人】國電南瑞科技股份有限公司, 國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司