CN107990012A - 配电箱的压力平衡保护结构 - Google Patents

Abstract

一种配电箱的压力平衡保护结构,包括配电箱的箱体，箱体安装有泄压阀，所述圆形安装孔开设在箱体顶板上，所述泄压阀包括圆形阀座、圆形阀盖，圆形阀盖的中央区域开设有通气孔；在圆形阀座的边缘区域开设有多个透气孔，在圆形阀座的中心区域开设有一个竖向导孔；竖向导孔中能竖向移动地安装有一根竖向导杆，竖向导杆固定连接有磁性阀片和助力片，在阀腔的下部还固定安装有圆环形的固定磁块，固定磁块与磁性阀片两者互相靠近的磁极磁性相同而形成同性相斥，使磁性阀片的边沿部位压在圆形阀盖通气孔边沿部位下方；所述磁性阀片和固定磁块的居里点为70℃～105℃。本发明能够实现配电箱外部的其它设备发生***后，内外气压一直保持平衡。

Description

配电箱的压力平衡保护结构

技术领域

本发明属于电力***配电设备的技术领域，具体涉及一种配电箱的压力平衡保护结构。

背景技术

在电力***中，有一部分配电箱执行独特的控制功能，属于核心控制设备，因而对安全可靠性要求极高，必须考虑并解决以下两方面的问题：

一、配电箱安装的位置通常位于比较狭隘的空间，空间有防火喷淋设施，因而平时需要严格密封，严防灰尘或水汽进入，以避免出现电气短路、漏电、电弧火花等事故；

二、由于安装空间内其它电气设备存在各种电气短路或其他因素导致的***风险，假如一旦该配电箱周围其它电气设备发生***事故，配电箱周围气压急剧上升，而配电箱内部由于密封而仍然保持为常压，巨大的内外气压差就会对配电箱箱壁产生很大压力,进而对配电箱造成冲击损坏，造成配电箱箱壁损坏或者功能受损，从而对设备的安全运行造成很大的次生影响；

针对上述两方面的问题，申请人曾尝试在配电箱的箱体1设置弹簧式的泄压阀2，该弹簧式泄压阀2包括弹簧30和阀片28，如图1所示，阀片28压在泄压阀进气口24的内侧，平时弹簧30对阀片28施加向外的弹力，阀片28将泄压阀的进气口24堵住，实现严防灰尘进入的目的；另一方面，当配电箱周边发生***事故时，外界巨大的气体压力克服弹簧30弹力，将阀片28向内推开，使外界高压气体进入配电箱1的内腔，由此达到配电箱1内外气压的平衡,以期达到配电箱不受气压差破坏的目的。

然而，申请人在研制试验过程中发现上述压力平衡保护结构存在有待改善的问题，具体如下：在外界发生***后，根据泄压阀的动作反应可以分为以下阶段：第一阶段，***刚发生一瞬间，配电箱1***压力增大(高压用G表示)，泄压阀尚未打开，配电箱1内部压力较小(低压用D表示) 如图1所示；第二阶段，泄压阀2被外部气压打开，配电箱内部压力随之增大，如图2所示；第三阶段，配电箱内部和***压力基本达到平衡，都达到高压，正因为内外压力平衡，因此弹簧30弹力重新发挥主导作用，使阀片28将泄压阀的进气口重新堵住，如图3所示，泄压阀2在第三阶段重新关闭，关闭时配电箱内部和外部均处于高压状态；第四阶段，配电箱1外部的高压气体向四周消散，配电箱外部的气压随之快速下降而恢复为常压(变成低压D)，但配电箱内部的气压反而得不到宣泄(仍为高压G)，配电箱内部的气压反而大大高于外部气压，这种气压差反而将阀芯28更加压紧，进气口24更加锁闭。因此在第四阶段，配电箱内外的气压反而又变得不平衡起来，内部的气压大于外部气压，而且第四阶段持续时间相对很长（上述前面三个阶段只是在几秒钟内就会全部完成，而第四阶段却会持续几十分钟以上）。第四阶段这种长时间的较高气压差同样会使配电箱箱壁变形甚至损坏，另外配电箱里面长时间处于高温高压也容易影响各种电气元件的正常性能。

另外，申请人在研制试验过程中，还再发现上述弹簧式泄压阀的压力平衡保护结构存在以下不足：一、为了确保泄压阀的进气口密封，弹簧的弹力必须足够大，但如果弹簧弹力太大，则***发生时，泄压阀的打开动作略显缓慢迟滞，泄压阀从刚刚打开到在完全打开需要耗费一段较长时间，而这段时间正是保护配电箱的千钧一发的时刻；反之，如果为了使泄压阀的打开更开快速，则必须大幅度降低弹簧弹力，由此会影响密封性能；二、泄压阀打开后，周围***产生的碎屑或火花很容易通过泄压阀直接喷进配电箱里面，带来次生事故。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种配电箱的压力平衡保护结构，它能够实现配电箱外部的其它设备发生***后，配电箱内外气压一直保持平衡。

其目的可以按以下方案实现：一种配电箱的压力平衡保护结构,包括配电箱的箱体，箱体设有箱体侧壁、箱体底板、箱体顶板，箱体开设有圆形安装孔，圆形安装孔处安装有泄压阀，其主要特点在于，所述圆形安装孔开设在箱体顶板上，所述泄压阀包括圆形阀座、圆形阀盖，圆形阀座固定安装在箱体顶板的圆形安装孔中，圆形阀盖拧装在圆形阀座上方，圆形阀座和圆形阀盖两者之间形成为阀腔；

圆形阀盖的中央区域开设有通气孔；在圆形阀座的边缘区域开设有多个透气孔，在圆形阀座的中心区域开设有一个竖向导孔；竖向导孔中能竖向移动地安装有一根竖向导杆，竖向导杆的上端露出在圆形阀盖上方；

竖向导杆固定连接有磁性阀片和助力片，磁性阀片、助力片和竖向导杆三者同步竖向移动，其中磁性阀片位于阀腔里面，助力片位于圆形阀盖上方，助力片的水平投影面积相当于磁性阀片的4～6倍；

在阀腔的下部还固定安装有圆环形的固定磁块，固定磁块与磁性阀片两者互相靠近的磁极磁性相同而形成同性相斥；固定磁块对磁性阀片施加向上排斥力，使磁性阀片的边沿部位压在圆形阀盖通气孔边沿部位下方，磁性阀片将圆形阀盖的通气孔遮蔽；圆形阀盖与固定磁块之间的竖向距离小于助力片与圆形阀盖之间的竖向距离；所述磁性阀片和固定磁块的居里点为70℃～105℃。

圆形阀盖通气孔与固定磁块之间竖向净距相当于助力片与磁性阀片之间竖向净距的0.4～0.6倍。

所谓居里点，也称居里温度或磁性转变点，是指材料在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，也可以说是发生二级相变的转变温度。当磁性材料的温度接近居里点温度时，磁性物质的磁性逐渐消失；当磁性材料的温度高于居里点温度时，该磁性物质的磁性完全消失。

本发明具有以下优点和效果：

一、正常使用状态下，磁性阀片在固定磁块的磁性斥力作用下位于其行程的上端，将圆形阀盖的通气孔遮蔽，因此泄压阀处于完全封闭状态，防止外界的灰尘或水汽进入配电箱内部。

二、当配电箱外部的其它设备发生***时，外部的气压瞬间增大（第一阶段），外部的气压克服磁力将磁性阀片向下推，使泄压阀迅速打开（第二阶段），使配电箱的内外气压迅速达到平衡，避免配电箱箱壁由于密封而被长时间的内外部强大的气压差破坏。

三、当泄压阀打开后（第三阶段），泄压阀的磁性阀片和固定磁块接触到外部高温气体，在热辐射和热传导作用下，磁性阀片和固定磁块的温度迅速升高，接近或超过居里点温度，使磁性阀片和固定磁块的磁性基本消失或完全消失，固定磁块对磁性阀片的向上排斥力消失，此时箱体内外气压基本平衡，于是磁性阀片在重力作用下，保持在其竖向移动行程的下端，使泄压阀保持为打开状态，由此实现箱体内外气压一直保持平衡。另外，在后续的过程（第四阶段）中，随着箱体外部***产生的气压消散，由于此阶段泄压阀仍然处于打开状态，箱体内部的高温高压气体随之快速消散（与弹簧式泄压阀比较，箱体内部的高温高压气体的消散速度快得多）。当箱体内部的高温高压气体消散、温度下降后（第五阶段），磁性阀片和固定磁块的磁性恢复，磁性阀片在磁性斥力作用下重新移动到其行程的上端，重新将圆形阀盖的通气孔遮蔽。

四、在箱体外部***的第一、第二阶段，外部高压气体不但冲击到磁性阀片，同样也会冲击到助力片，助力片与磁性阀片连为一体，而且承受气体压强的面积相当于磁性阀片的4～6倍，因而助力片可以使***气流打开磁性阀片的力度增加了4～6倍，使磁性阀片打开的时机更早、速度更快、幅度更大，这有利于更快速地降低箱体内外压力差。

五、助力片可以大幅度降低碎屑或火花通过泄压阀直接喷进仪控设备箱里面的危险。

附图说明

图1是采用弹簧式泄压阀的配电箱在正常使用状态时的示意图。

图2是图1中的泄压阀在外界发生***后的第二阶段的状态示意图。

图3是图1中的泄压阀在外界发生***后的第三阶段的状态示意图。

图4是图1中的泄压阀在外界发生***后的第四阶段的状态示意图。

图5是本发明一种具体实施例在正常使用状态时的整体结构示意图。

图6是图5中的泄压阀的剖面结构示意图。

图7是图6中的泄压阀的分解结构示意图。

图8是图6中的泄压阀的立体结构示意图。

图9是图5所示结构的阀门打开状态示意图。

具体实施方式

图5、图6所示,该配电箱的压力平衡保护结构包括配电箱的箱体1，箱体1设有箱体侧壁10、箱体底板11、箱体顶板12，箱体顶板12开设有圆形安装孔，圆形安装孔处安装有泄压阀2，所述泄压阀2包括圆形阀座21、圆形阀盖22，圆形阀座21固定安装在箱体顶板12的圆形安装孔中，圆形阀盖22外面拧装有螺母31，螺母31将圆形阀座21固定拧装箱体顶板12上，而圆形阀盖22则拧装在圆形阀座21上方，圆形阀座21和圆形阀盖22两者之间形成为阀腔23；圆形阀盖22的中央区域开设有通气孔24；

图7、图6、图8所示,在圆形阀座21的边缘区域开设有多个透气孔25，在圆形阀座的中心区域开设有一个竖向导孔26；竖向导孔26中能竖向移动地安装有一根竖向导杆27，竖向导杆27的上端露出在圆形阀盖22上方；竖向导杆27固定连接有磁性阀片28和助力片29，磁性阀片28、助力片28和竖向导杆27三者同步竖向移动，其中磁性阀片28位于阀腔23里面，助力片29位于圆形阀盖22上方（当然位于阀腔23外面），助力片29的水平投影面积相当于磁性阀片的6倍；

图7、图6、图8所示,在阀腔23的下部还固定安装有圆环形的固定磁块20，固定磁块20与磁性阀片28两者互相靠近的磁极磁性相同而形成同性相斥；固定磁块20对磁性阀片28施加向上排斥力，使磁性阀片28的边沿部位压在圆形阀盖通气孔24边沿部位下方，磁性阀片28将圆形阀盖的通气孔24遮蔽；圆形阀盖通气孔24与固定磁块20之间的竖向净距相当于助力片29与磁性阀片28之间竖向净距的一半；所述磁性阀片和固定磁块的居里点为80℃。

上述实施例的使用原理如下：

一、正常使用状态下，磁性阀片28在固定磁块20的磁性斥力作用下位于其行程的上端，将圆形阀盖的通气孔24遮蔽，因此泄压阀2处于完全封闭状态，防止外界的灰尘或水汽进入配电箱内腔13，如图5、图6所示。

二、当配电箱外部的其它设备发生***时，外部的气压瞬间增大（第一阶段），外部的气压克服磁力将磁性阀片28向下推，使泄压阀2迅速打开（第二阶段），使配电箱的内腔13和外部气压迅速达到平衡，避免配电箱(包括箱壁)由于密封而被长时间的内外部强大的气压差破坏，如图9示。

三、当泄压阀2打开后（第三阶段），泄压阀的磁性阀片28和固定磁块20接触到外部高温气体，在热辐射和热传导作用下，磁性阀片28和固定磁块20的温度迅速升高，接近或超过居里点温度，使磁性阀片和固定磁块的磁性基本消失或完全消失，固定磁块20对磁性阀片28的向上排斥力消失，此时箱体内外气压基本平衡，于是磁性阀片28在重力作用下，保持在其竖向移动行程的下端，使泄压阀2保持为打开状态，即保持为图9所示状态，由此实现箱体内外气压一直保持平衡。另外，在后续的过程（第四阶段）中，随着箱体外部***产生的气压消散，箱体内腔13的高温高压气体随之快速泄压消散（与弹簧式泄压阀比较，箱体内部的高温高压气体的消散速度快得多）。当箱体内部的高温高压气体消散、温度下降后（第五阶段），磁性阀片28和固定磁块20的磁性恢复，磁性阀片28在磁性斥力作用下重新移动到其行程的上端，重新将圆形阀盖的通气孔24遮蔽，恢复到图5、图6所示状态。

上述实施例中，所述磁性阀片和固定磁块的居里点可以改为70℃，或者105℃。

圆形阀盖通气孔24与固定磁块20之间竖向净距可以改为相当于助力片29与磁性阀片28之间竖向净距的0.4倍，或者0.6倍。

助力片29的水平投影面积可以改为相当于磁性阀片的4倍，或者6倍。

Claims (2)

1.一种配电箱的压力平衡保护结构,包括配电箱的箱体，箱体设有箱体侧壁、箱体底板、箱体顶板，箱体开设有圆形安装孔，圆形安装孔处安装有泄压阀，其主要特点在于，所述圆形安装孔开设在箱体顶板上，所述泄压阀包括圆形阀座、圆形阀盖，圆形阀座固定安装在箱体顶板的圆形安装孔中，圆形阀盖拧装在圆形阀座上方，圆形阀座和圆形阀盖两者之间形成为阀腔；

圆形阀盖的中央区域开设有通气孔；在圆形阀座的边缘区域开设有多个透气孔，在圆形阀座的中心区域开设有一个竖向导孔；竖向导孔中能竖向移动地安装有一根竖向导杆，竖向导杆的上端露出在圆形阀盖上方；

竖向导杆固定连接有磁性阀片和助力片，磁性阀片、助力片和竖向导杆三者同步竖向移动，其中磁性阀片位于阀腔里面，助力片位于圆形阀盖上方，助力片的水平投影面积相当于磁性阀片的4～6倍；

在阀腔的下部还固定安装有圆环形的固定磁块，固定磁块与磁性阀片两者互相靠近的磁极磁性相同而形成同性相斥；固定磁块对磁性阀片施加向上排斥力，使磁性阀片的边沿部位压在圆形阀盖通气孔边沿部位下方，磁性阀片将圆形阀盖的通气孔遮蔽；圆形阀盖与固定磁块之间的竖向距离小于助力片与圆形阀盖之间的竖向距离；所述磁性阀片和固定磁块的居里点为70℃～105℃。

2.根据权利要求所述1的核电站配电箱的压力平衡保护结构,其特征在于：圆形阀盖通气孔与固定磁块之间竖向净距相当于助力片与磁性阀片之间竖向净距的0.4～0.6倍。