一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，包括以下步驟：為智能組件中各個模塊設計密封的金屬外殼，并優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度；選擇各個模塊獨立接地接線方式，并縮短接地距離；根據各個模塊分發(fā)熱量，實現優(yōu)化散熱。本發(fā)明提出的提高智能組件的抗高低溫、電磁兼容性等環(huán)境適應能力的方法，對智能組件的結構設計進行了分析，以智能組件的獨立模塊作為研究對象，提出了通過獨立的封閉金屬外殼實現改善環(huán)境的適應能力，實現了智能組件不需要通過外力改善環(huán)境而直接安裝在一次設備的環(huán)境適應性，改善和提高了產品的環(huán)境適應性能力，進一步提高產品的可靠性和壽命。
【專利說明】一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于變電站自動化【技術領域】，具體涉及一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法。

【背景技術】
[0002]隨著智能變電站的發(fā)展，對變電站的智能電子裝置的環(huán)境適應能力要求也越來越高，智能組件是集成智能變電站過程層的主要智能電子裝置，其集成了智能終端、合并單元及保護測控等設備的功能。提高智能組件的高低溫、濕度、電磁兼容的承受能力有重大意義。以微電子技術與計算機技術為基礎的二次弱電設備，如繼電保護、自動裝置、遠動和通信裝置等在變電站自動化系統(tǒng)中廣泛使用，它們的靈敏度高、信息量大、分布面廣，很容易受到干擾。在我國電力系統(tǒng)中，由于開關操作、雷電、輻射電磁場、工頻磁場等原因所引起的干擾事件都屢有發(fā)生，其結果造成保護裝置誤動自動化設備不能正常工作，甚至造成原件或設備的損壞。從電力系統(tǒng)圖的發(fā)展趨勢來看，電網的擴大，電壓等級的提高，結構緊湊的氣體絕緣開關電器的采用，智能電網的實施，不但是干擾源更為強烈，智能組件還需要放置到變電站的高壓開關場內和更靠近高壓電力設備的地方，電磁兼容、溫濕度問題將更突出，提高智能組件的環(huán)境適應能力更為迫切。由于智能組件是變電站就地智能化的關鍵設備，其安全可靠運行至關重要，因此，如果不妥善解決智能組件的環(huán)境適應能力，勢必對智能組件的安全可靠運行構成嚴重威脅。
[0003]一次設備的安裝環(huán)境對智能組件的使用壽命和性能穩(wěn)定性影響極大，環(huán)境因素是智能組件在儲存，運輸和運行中無法回避且時刻受其影響的重要因素，設備的性能穩(wěn)定性、可靠性與環(huán)境條件密切相關。本專利從提高智能組件的抗高低溫、電磁兼容性等方面進行設計，以改善和提聞廣品的環(huán)境適應性能力，進一步提聞廣品的可罪性和壽命。


【發(fā)明內容】

[0004]為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，通過優(yōu)化設計提高智能組件的高低溫、濕度、電磁兼容性等方面來提高環(huán)境適應能力。
[0005]為了實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術方案:
[0006]本發(fā)明提供一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]步驟1:為智能組件中各個模塊設計密封的金屬外殼，并優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度；
[0008]步驟2:選擇各個模塊獨立接地接線方式，并縮短接地距離；
[0009]步驟3:根據各個模塊分發(fā)熱量，實現優(yōu)化散熱。
[0010]所述智能組件包括采集調理塊、主控模塊、監(jiān)測管理模塊和電源模塊，所述主控模塊包括合并單元和智能終端；所述采集調理塊采用FT3-4格式發(fā)送數據給合并單元，所述合并單元通過以太網或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數據進行采集和控制，并采用地址數據總線與智能終端模塊進行數據交互和控制，所述電源模塊通過電源總線為其他各個模塊供電。
[0011]所述智能組件中各個模塊均位于獨立密閉的金屬外殼內部，實現各個模塊的獨立接地、獨立散熱和獨立在線拔插。
[0012]所述步驟I包括以下步驟:
[0013]步驟1-1:根據智能組件中各個模塊的尺寸外形，選用薄鋼板作為金屬外殼；
[0014]步驟1-2:根據安裝強度和抗電磁干擾的要求，優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度。
[0015]所述步驟1-2中，優(yōu)化設計各個模塊的1端子，以盡量減小金屬外殼的孔隙、小孔面積和最大線度尺寸；并優(yōu)化各個模塊間的距離和安裝方式，以減少各個模塊間相互的電磁干擾。
[0016]所述步驟2中，根據智能組件的接地要求，選擇各個模塊獨立接地接線方式，即智能組件多點接地方式，以提高電磁兼容性，從而提高環(huán)境適應能力；縮短接地距離，使得接地電阻的減小，減小輻射雜訊；使用接地銅排使接地面具有高傳導性。
[0017]所述步驟3中，根據各個模塊的發(fā)熱量，采用導熱硅膠密封實現與空氣絕緣，使得智能組件不受環(huán)境濕度影響且能實現高導熱性，各個模塊內部熱量通過接觸面?zhèn)鞯綑C箱外輻射散熱；增加機箱散熱片面積，并使機箱與開關柜金屬后壁接觸面積大，金屬后壁同時變?yōu)橹悄芙M件的散熱片，各個模塊和散熱片之間涂抹導熱脂，降低接觸熱阻。
[0018]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明提出的提高智能組件的抗高低溫、電磁兼容性等環(huán)境適應能力的方法，對智能組件的結構設計進行了分析，以智能組件的獨立模塊作為研究對象，提出了通過獨立的封閉金屬外殼實現改善環(huán)境的適應能力，實現了智能組件不需要通過外力改善環(huán)境而直接安裝在一次設備的環(huán)境適應性，改善和提高了產品的環(huán)境適應性能力，進一步提高產品的可靠性和壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例中智能組件中各個模塊獨立封裝設計示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實施例中智能組件與外界連接的端口示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實施例中智能組件中各個模塊獨立接地模式示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0024]本發(fā)明提供一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，所述方法包括以下步驟:
[0025]步驟1:為智能組件中各個模塊設計密封的金屬外殼，并優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度；
[0026]步驟2:選擇各個模塊獨立接地接線方式，并縮短接地距離；
[0027]步驟3:根據各個模塊分發(fā)熱量，實現優(yōu)化散熱。
[0028]如圖1，所述智能組件包括采集調理塊、主控模塊、監(jiān)測管理模塊和電源模塊，所述主控模塊包括合并單元和智能終端；所述采集調理塊采用FT3-4格式發(fā)送數據給合并單元，所述合并單元通過以太網或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數據進行采集和控制，并采用地址數據總線與智能終端模塊進行數據交互和控制，所述電源模塊通過電源總線為其他各個模塊供電。
[0029]所述智能組件中各個模塊均位于獨立密閉的金屬外殼內部，實現各個模塊的獨立接地、獨立散熱和獨立在線拔插。
[0030]所述步驟I包括以下步驟:
[0031]步驟1-1:根據智能組件中各個模塊的尺寸外形，選用薄鋼板作為金屬外殼，其具有頻率高、頻帶寬，屏蔽效能高的特點；
[0032]步驟1-2:根據安裝強度和抗電磁干擾的要求，優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度。
[0033]所述步驟1-2中，(如圖2)優(yōu)化設計各個模塊的1端子，以盡量減小金屬外殼的孔隙、小孔面積和最大線度尺寸；并優(yōu)化各個模塊間的距離和安裝方式，以減少各個模塊間相互的電磁干擾。
[0034]所述步驟2中，根據智能組件的接地要求，(如圖3)選擇各個模塊獨立接地接線方式，即智能組件多點接地方式，以提高電磁兼容性，從而提高環(huán)境適應能力；縮短接地距離，使得接地電阻的減小，減小輻射雜訊；使用接地銅排使接地面具有高傳導性。
[0035]所述步驟3中，根據各個模塊的發(fā)熱量，采用導熱硅膠密封實現與空氣絕緣，使得智能組件不受環(huán)境濕度影響且能實現高導熱性，各個模塊內部熱量通過接觸面?zhèn)鞯綑C箱外輻射散熱；增加機箱散熱片面積，并使機箱與開關柜金屬后壁接觸面積大，金屬后壁同時變?yōu)橹悄芙M件的散熱片，各個模塊和散熱片之間涂抹導熱脂，降低接觸熱阻。
[0036]智能組件部署在一次設備附近安裝，對設備的溫濕度適應能力有很大的要求，解決了散熱問題就間接提高了智能組件的環(huán)境適應能力。智能組件采用導熱硅膠密封與空氣絕緣很好了解決了這個難點，導熱硅膠主要用于減少熱源表面與散熱器件接觸面之間產生的接觸熱阻，因為接觸熱阻會使得導熱通道不順暢，使得接觸面產生熱積聚，熱源產生的熱量不能迅速有效的傳導到散熱器表面，從而使得熱源的溫度上升更快，以及在面對熱沖擊狀態(tài)下產生瞬時過熱死機?？諝馐菬岬牟涣紝w，會嚴重阻礙熱量在接觸面之間的傳遞，導熱硅膠可以很好的填充接觸面的間隙，將空氣擠出接觸面。有了導熱硅膠的補充，可以使接觸面更好的充分接觸，提高設備的散熱能力。智能組件正是通過這種散熱設計來提高環(huán)境適應能力。
[0037]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:為智能組件中各個模塊設計密封的金屬外殼，并優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度； 步驟2:選擇各個模塊獨立接地接線方式，并縮短接地距離； 步驟3:根據各個模塊分發(fā)熱量，實現優(yōu)化散熱。
2.根據權利要求1所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述智能組件包括采集調理塊、主控模塊、監(jiān)測管理模塊和電源模塊，所述主控模塊包括合并單元和智能終端；所述采集調理塊采用FT3-4格式發(fā)送數據給合并單元，所述合并單元通過以太網或者RS485總線對對監(jiān)測管理模塊中的數據進行采集和控制，并采用地址數據總線與智能終端模塊進行數據交互和控制，所述電源模塊通過電源總線為其他各個模塊供電。
3.根據權利要求2所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述智能組件中各個模塊均位于獨立密閉的金屬外殼內部，實現各個模塊的獨立接地、獨立散熱和獨立在線拔插。
4.根據權利要求1所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述步驟I包括以下步驟: 步驟1-1:根據智能組件中各個模塊的尺寸外形，選用薄鋼板作為金屬外殼； 步驟1-2:根據安裝強度和抗電磁干擾的要求，優(yōu)化選擇金屬外殼的材料和厚度。
5.根據權利要求4所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述步驟1-2中，優(yōu)化設計各個模塊的1端子，以盡量減小金屬外殼的孔隙、小孔面積和最大線度尺寸；并優(yōu)化各個模塊間的距離和安裝方式，以減少各個模塊間相互的電磁干擾。
6.根據權利要求1所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述步驟2中，根據智能組件的接地要求，選擇各個模塊獨立接地接線方式，即智能組件多點接地方式，以提高電磁兼容性，從而提高環(huán)境適應能力；縮短接地距離，使得接地電阻的減小，減小輻射雜訊；使用接地銅排使接地面具有高傳導性。
7.根據權利要求1所述的提高智能組件環(huán)境適應能力的方法，其特征在于:所述步驟3中，根據各個模塊的發(fā)熱量，采用導熱硅膠密封實現與空氣絕緣，使得智能組件不受環(huán)境濕度影響且能實現高導熱性，各個模塊內部熱量通過接觸面?zhèn)鞯綑C箱外輻射散熱；增加機箱散熱片面積，并使機箱與開關柜金屬后壁接觸面積大，金屬后壁同時變?yōu)橹悄芙M件的散熱片，各個模塊和散熱片之間涂抹導熱脂，降低接觸熱阻。
【文檔編號】H02J13/00GK104283316SQ201410558136
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權日:2014年10月20日
【發(fā)明者】盛萬興, 梁英, 宋祺鵬, 王金麗, 王金宇, 楊紅磊, 寇凌峰, 方恒福, 王利, 段祥駿, 馮德志, 李運碩, 王逢浩, 趙曉龍 申請人:國家電網公司, 中國電力科學研究院, 國網山東省電力公司