本发明涉及电气，具体涉及一种功率柜。
背景技术：
1、光伏逆变器、储能变流柜等功率柜通常包括igbt功率模块、电容模块，igbt功率模块和电容模块具有较高的散热要求和防护要求，其中尤以igbt的发热量较大，现有技术中往往设置相对独立且密闭的防护腔容置igbt功率模块和电容模块等需要高防护的组件，并通过液冷机组和风冷换热器对高防护组件进行散热，其中，液冷机组往往置于柜体的顶部，风冷换热器则置于防护腔内并安装于柜体的侧壁或直接安装于柜体的侧壁外，风冷换热器安装于防护腔内时，会占用防护腔内部空间，使得防护腔的体积必须做大，风冷换热器安装于柜体的侧壁外时，则会使得功率柜整体需要更多的占地面积，因此，无论哪一种方案，都将会使得柜体整体的占地面积大。当多个功率柜并排使用时，这一劣势则更为凸出。此外，由于风冷换热器装设于柜体的侧壁，风冷换热器的外循环风道往往是沿竖直方向延伸，一般情况下外循环风道的进风口位于下方，出风口位于上方，这就使得风冷换热器的进风口往往靠近地面，功率柜在户外使用时，户外的地面温度较高，因而导致风冷换热器的进风口的温度偏高，使得防护腔内整体的散热效率差。现有技中熔断器等器件往往通过风冷方式散热，但在长期使用过程中，风冷的散热方式并不能满足这些器件的防护需求。而风冷的散热方式还容易导致热气流短路。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种功率柜，其整体在x轴方向或y轴方向的占用空间小，散热效率高且防护性高。
2、为达成上述目的，本发明及其相关实施例采用如下技术方案但不限于下述方案：
3、第一技术方案及其相关实施例涉及一种功率柜，包括柜体，其设有相对密闭的防护腔和位于防护腔上方的第一通风腔和第二通风腔，所述防护腔沿竖直方向的投影与所述第一通风腔和第二通风腔沿竖直方向的投影均至少部分重叠；所述柜体还设有罩体，所述罩体至少部分位于所述防护腔内或位于所述防护腔的下方并形成独立的散热风道；所述第一通风腔、第二通风腔和散热风道分别于柜体的外壁设有第一出风口、第二出风口和第三出风口，所述第一出风口、第二出风口和第三出风口均适于向上出风；风冷换热器，其置于所述第一通风腔并用于向防护腔输送冷风并自防护腔回收热风；换热装置，其包括置于所述第二通风腔内的液冷机组和置于所述防护腔内并与液冷机组的冷却流道连通的散热器；和防护组件，其包括置于散热风道内的电抗器和位于散热风道外并位于所述防护腔内的电气组件，所述电气组件至少部分由散热器散热，至少部分由风冷换热器输送的冷风散热。
4、第二技术方案基于第一技术方案，是第一技术方案的优选实施例，其中，所述第二通风腔、第一通风腔和防护腔自上而下依次布设，所述防护腔沿竖直方向的投影覆盖所述第一通风腔和第二通风腔；所述柜体沿x轴方向布设有彼此平行且相对的第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁对应所述第一通风腔设有第一进风口，对应所述第二通风腔设有第二进风口；所述第一出风口和第三出风口均设于所述第二侧壁上；所述第二出风口设于所述第二通风腔的顶部；所述罩体位于所述防护腔的底部，所述第三出风口处设有防水结构，所述防水结构包括设于第二侧壁上的框体和若干叶片，各叶片沿竖直方向间隔布设于框体内并均沿y轴方向延伸，每个叶片包括自上而下向外倾斜的第一导向板以及设置于第一导向板的上表面且并自上而下向内倾斜的第二导向板。
5、第三技术方案基于第二技术方案，是第二技术方案的优选实施例，其中，所述第一通风腔和所述防护腔由支承板分隔，所述支承板沿x轴方向布设有与所述风冷换热器连通的热风回风口和冷风出风口，所述热风回风口靠近第二侧壁；所述防护腔靠近所述第一侧壁设有沿竖直方向延伸的隔板，所述隔板将所述防护腔分隔为靠近第一侧壁且仅用于过风的过风腔和靠近所述第二侧壁的容置腔；所述过风腔和容置腔分别连通所述冷风出风口和热风回风口；所述电气组件适于由过风口至热风回风口的循环风流散热。
6、第四技术方案基于第三技术方案，是第三技术方案的优选实施例，其中，还包括导风件，所述热风回风口和冷风出风口均对应于所述容置腔的上方；所述导风件沿x轴方向延伸，其上端连通所述冷风出风口，其靠近热风回风口的一端设有向下出风的第一排风口以向所述容置腔输送冷风，其远离热风回风口的一端设有向所述过风腔出风的第二排风口；所述导风件内设有第一离心风机，所述第一离心风机适于驱动热风回风口的风流流向冷风出风口，且使得第二排风口的风量大于第一排风口的风量；所述防护组件还适于由第一排风口至热风回风口的循环风流散热。
7、第五技术方案基于第四技术方案，是第四技术方案的优选实施例，其中，还包括第二离心风机；所述罩体包括一竖直段和两个沿x轴方向延伸的水平段，两个水平段分别位于竖直段顶部的y轴方向的两端，所述水平段连通所述第三出风口，所述柜体的底部设有与所述竖直段的底端连通的第三进风口；所述电抗器置于所述竖直段；所述第二离心风机置于所述水平段并适于将竖直段的风流沿x轴方向导出至第三出风口；所述竖直段与位于底部的过风口沿x轴方向的投影沿y轴方向彼此错开。
8、第六技术方案基于第五技术方案，是第五技术方案的优选实施例，其中，所述防护组件靠近第一排风口设有沿x轴方向间隔布设的第一电气件和第二电气件，所述第一电气件和第二电气件之间形成与所述第一排风口对应的过风道；所述罩体的竖直段对应所述过风道设有相对于竖直方向和x轴方向均倾斜的导风面以使过风道的风流适于倾斜向下流动。
9、第七技术方案基于第六技术方案，是第六技术方案的优选实施例，其中，所述第一电气件靠近所述隔板，所述防护组件还包括第三电气件，所述第三电气件靠近隔板并位于第一电气件下方，所述过风口至少部分位于第一电气件和第三电气件之间。
10、第八技术方案基于第七技术方案，是第七技术方案的优选实施例，其中，所述防护组件还包括第四电气件，所述第四电气件靠近所述第二侧壁置于所述容置腔的底部，所述罩体沿x轴方向布设有两个自上而下逐渐远离的导风面，所述第三电气件位于其中一导风面所引导的风流的下游，所述第四电气件位于另一导风面所引导的风流的下游。
11、第九技术方案基于第八技术方案，是第八技术方案的优选实施例，其中，所述第二电气件为电容模块，所述电容模块包括呈板状构造并适于承载若干电气单元的电气板件，所述电气板件沿竖直方向延伸并与所述第一电气件之间形成所述过风道；所述第一电气件为直流电气件；所述第三电气件为熔断器；所述第四电气件为交流电气件。
12、第十技术方案基于第九技术方案，是第九技术方案的优选实施例，其中，所述防护组件包括第五电气件和第六电气件，所述散热器适于为所述第五电气件散热，所述第五电气件靠近所述热风回风口；所述第六电气件靠近底部的过风口置于所述容置腔的底部；所述竖直段的顶部还设有平行于x轴和y轴的引风面，两个导风面分别位于所述引风面沿x轴方向的两端；所述第二电气件高于所述罩体并与所述引风面之间形成沿x轴方向延伸的引风道以将风流导引至所述第五电气件。
13、由上述对本发明及其具体实施例的描述可知，相对于现有技术，本发明的技术方案及其相关实施例由于采用如下技术手段从而具备如下有益效果：
14、在第一技术方案及相关实施例中，第一通风腔和第二通风腔位于防护腔上方，风冷换热器置于第一通风腔内，防护腔和第一通风腔沿竖直方向的投影至少部分重叠，因而，风冷换热器不会占用防护腔内部空间，也不会占用柜体的侧部空间，而是充分利用了柜体的高度空间，同样地，第二通风腔的设置也充分利用了柜体的高度空间，因而上述设置减少了柜体在x轴方向或y轴方向的占用空间，当防护腔和第一通风腔及第二通风腔沿竖直方向的投影完全重叠时，则功率柜整体占地面积最小且沿竖直方向在地面的投影面积最小，也即功率柜整体占用的x轴方向或y轴方向的空间大大减少，当多个功率柜沿x轴方向或y轴方向并排使用时，则可整体减少多个并排使用的功率柜所需要的占地面积。此外，由于第一通风腔和第二通风腔位于防护腔上方，因此第一通风腔的进和第二通风腔的进风口也必然远离地面，从而使得风冷换热器的进风温度相对较低，从而保证了冷风出风口的风流始终具有较低的温度，也使得液冷机组的散热效率高；由于液冷机组没有进水顾虑，使得第二通风腔的出风口不必一定开设于柜体的侧部，而是可以开设于柜体顶部，从而在多个功率柜并列使用时不易对下游功率柜产生热流扰动，且即使热流从柜体顶部的侧面流出，由于热空气密度小，也不易对下游的功率柜产生影响。
15、由于第一出风口、第二出风口和第三出风口适于向上出风，因而功率柜形成向上出风的结构，由于热空气密度较低，第一出风口、第二出风口和第三出风口的热风排出后不易向下流动进入下游的功率柜，使得多个功率柜沿x轴方向或y轴方向并排使用时，上游功率柜的出风口的热风不会对下游的功率柜的进风口产生影响。此外，使得防护腔可能存在的进水面减小，在本技术方案中，进水面主要形成于防护腔的上腔壁，相比于液冷机组位于防护腔上方，风冷换热器位于防护腔侧方的技术方案而言，减少了防护腔与外循环散热连接的部分，本领域技术人员熟知，外循环的部分都需要做防水防护，因而上述设置减少了防护腔可能存在的进水面，提高了防护腔的防护性且降低了防护成本。
16、此外，上述设置还使得防护腔内的防护组件主要通过液冷和风冷方式散热，液冷的散热方式散热效率高，由于风冷换热器和液冷机组都通过外循环散热，可以很好地提高防护腔的防护性。液冷和风冷的配合散热方式可最大化地保证防护腔内的防护组件的散热效率，防护腔的防护性佳。实际应用中，可将防护组件除了电抗器外的部分全部置于防护腔内，从而提高了防护组件的防护性。电抗器位于独立的散热风道内，散热效率高。
17、技术方案二及其相关实施例中，防护腔沿竖直方向的投影覆盖第一通风腔和第二通风腔，使得功率柜整体在x轴方向的占用空间小，有利于后续并柜时减少多个功率柜所需要的占地面积；其中，第一侧壁对应第一通风腔设有第一进风口，对应第二通风腔设有第二进风口，第一出风口和第三出风口均设于第二侧壁上，第二通风口设于功率柜顶部，也即柜体x轴方向的两侧分别形成进风面和出风面，实际应用中，第一通风腔的第一进风口和第一出风口与风流换热器的外循环风道连通，第二通风腔的第二进风口和第二出风口与液冷机组的外循环风道连通，因而，上述设置避免了第一出风口的热风回流至第一进风口造成的热气流短路，也避免了第二出风口的热风流进入第二进风口或下游的功率柜的进风口，从而改善了防护组件的散热效率；由于进风面和出风面分别位于柜体沿x轴方向的两侧，上述设置还为功率柜可沿y轴方向并柜创造了条件。
18、其中，罩体位于防护腔内，因而防护组件基本位于防护腔内，防护性高；由于罩体位于防护腔内，因而罩体的防水要求较高，本技术方案中，第三出风口处设有防水结构，在叶片上设置有第一导向板和第二导向板，其中第一导向板自上而下向外倾斜，雨水打到第一导向板的时候，水流会顺着第一导向板向下流走，从而起到防水的目的，同时第二导向板自上而下向内倾斜，可以引导风流从百叶被送出时，往斜上方出风，从而避免热风堆积在功率柜下侧位置；同时，第二导向板还可以阻止雨水从地面向上溅射时进入到百叶内部，从而避免了散热风道内进水，也提高了防护腔的防护性。
19、技术方案三及其相关实施例中，过风腔仅用于过风，意指过风腔内不用于放置防护组件，因而，在实际操作中，可尽量减小过风腔沿x轴方向的长度而增大容置腔沿x轴方向的长度，如此设置有利于增大风流在过风腔内的风压和流速，便于过风口的出风以及风流在容置腔内的快速流动，从而为提高防护组件的散热效率创造了条件，且增大了容置腔的空间；其中，过风腔和过风口的设置，使得冷风出风口的冷风可在流入过风腔后通过过风口流入相对低压的容置腔，实际应用中，可针对容置腔内不易过风的地方在隔板上开设过风口，从而避免容置腔内形成风流盲区，本技术方案中，至少部分过风口位于隔板底部，由于热风回风口靠近第二侧壁，从过风口流出的冷风可流过容置腔的底部再向上流动从而避免了容置腔底部形成风流盲区，也避免了第二侧壁一侧形成风流盲区，由于隔板上的过风口沿竖直方向布设，使得在竖直方向上可形成多层冷风流，多层冷风流在流向热风回风口的过程中可同步带走防护组件的热量，从而提高了防护组件的散热效率，且使得无需使得扰流风扇即可在容置腔的各处布满风流，便于后期维护。此外，本技术方案中，热风回风口和冷风出风口沿x轴方向布设，相比于现有技术中的竖直方向布设，充分利用了柜体的高度空间，从而节约了占地面积。
20、技术方案四及其相关实施例中，由于风冷换热器具有特定的规格，其内循环风道所对应的冷风出风口和热风回风口的距离不能太远，导风件的设置使得冷风出风口和热风回风口的距离可较短，便于设置风冷换热器。热风回风口和冷风出风口均对应于容置腔的上方，通过导风件将冷风出风口的风流沿着远离热风回风口的方向导入过风腔，使得过风腔沿x轴方向的长度可尽可能减小，从而使得风流由第二排风口流入过风腔时可在过风腔内加速加压，再通过过风口流出时再次加速，从而可快速带走防护组件的热量；其中，防护组件还适于由第一排风口至热风回风口的循环风流散热，因而容置腔内可形成多簇不同方向的冷风流，进一步避免了风流盲区并提高了散热效率，实际应用中，可将防护组件中发热量相对较低的部分置于第一排风口处，以保证防护组件的均衡散热。导风件内设有第一离心风机，离心风机相比于轴流风机，占地面积更小，且可实现风流的换向，第二排风口的风量大于第一排风口的风量，保证了大部分冷风流入过风腔，保证了防护组件的均衡散热。
21、技术方案五及其相关实施例中，罩体包括一竖直段和两个水平段，两个水平段分别位于竖直段顶部的y轴方向的两端，水平段的外壁可将过风口的风流导向第二侧壁，进一步避免了容置腔内的风流盲区，两个水平段的内壁更有利于竖直段内的风压平衡，从而更有利于出风散热。此外，罩体的结构使得竖直段内的气流更容易进入第二离心风机，出风更顺畅。电抗器置于罩体的竖直段内，有利于重量较重的电抗器的安装，第二离心风机置于水平段，有利于实现风流的换向且相比于轴流风机减小了占地面积；竖直段与位于底部的过风口沿x轴方向的投影沿y轴方向彼此错开，避免了罩体挡住过风口的风流。
22、技术方案六及相关实施例中，第一电气件和第二电气件之间形成与第一排风口对应的过风道，充分利用了第一电气件和第二电气件本身的结构以及防护组件布局，有利于第一排风口的风流向下流动，且在向下流动的过程中可同步带走第一电气件和第二电气件的热量。其中，罩体还设有导风面使第一排风口的风流适于向下流动，该部分冷风可进一步流向风流盲区或风量较小的区域，从而提高防护组件整体的散热效率。因而，上述设置充分利用了罩体的结构以及电抗器的布局在容置腔内形成风道，结构巧妙。
23、技术方案七及相关实施例中，过风口至少部分位于第一电气件和第三电气件之间，如此，第一电气件和第二电气件可由第一排风口排出的冷风散热，第三电气件可由过风口排出的冷风散热，散热效率高。
24、技术方案八及相关实施例中，罩体的导风面可将第一排风口的风流分别导向至第三电气件和第四电气件，提高了第三电气件和第四电气件的散热效率，且两个导风面有利于风流在罩体的竖直段内转动，从而有利于水平段的出风。
25、技术方案九及相关实施例中，第二电气件为电容模块，电容模块的电气板件与第一电气件之间形成过风道，充分利用了电容模块本身的结构形成过风道；第一电气件为直流电气件；第三电气件为熔断器；第四电气件为交流电气件，不仅便于防护组件各电气件的接线，且使得各电气件都能有较高的散热效率。
26、技术方案十及相关实施例中，第一排风口排出的冷风经过经风道由导风面导引向下流动至第三电气件和第四电气件，还有部分经过引风道流向第五电气件，避免了第五电气件靠近热风回风口导致的局部温度高。第六电气件靠近底部的过风口置于容置腔底部，因而底部的过风口可快速带走第六电气件的热量，再对其他电气件散热，实际应用中，第六电气件的发热量较低，从而保证了各电气件的均衡散热。
1.一种功率柜，其特征是，包括
2.如权利要求1所述的一种功率柜，其特征是，所述第二通风腔(03)、第一通风腔(02)和防护腔(01)自上而下依次布设，所述防护腔(01)沿竖直方向的投影覆盖所述第一通风腔(02)和第二通风腔(03)；所述柜体(10)沿x轴方向布设有彼此平行且相对的第一侧壁(11)和第二侧壁(12)，所述第一侧壁(11)对应所述第一通风腔(02)设有第一进风口(111)，对应所述第二通风腔(03)设有第二进风口(112)；所述第一出风口(121)和第三出风口(122)均设于所述第二侧壁(12)上；所述第二出风口(15)设于所述第二通风腔(03)的顶部；
3.如权利要求2所述的一种功率柜，其特征是，所述第一通风腔(02)和所述防护腔(01)由支承板(18)分隔，所述支承板(18)沿x轴方向布设有与所述风冷换热器(20)连通的热风回风口(181)和冷风出风口(182)，所述热风回风口(181)靠近第二侧壁(12)；所述防护腔(01)靠近所述第一侧壁(11)设有沿竖直方向延伸的隔板(19)，所述隔板(19)将所述防护腔(01)分隔为靠近第一侧壁(11)且仅用于过风的过风腔(05)和靠近所述第二侧壁(12)的容置腔(04)；所述过风腔(05)和容置腔(04)分别连通所述冷风出风口(182)和热风回风口(181)；所述电气组件适于由过风口(191)至热风回风口(181)的循环风流散热。
4.如权利要求3所述的一种功率柜，其特征是，还包括导风件(40)，所述热风回风口(181)和冷风出风口(182)均对应于所述容置腔(04)的上方；
5.如权利要求4所述的一种功率柜，其特征是，还包括第二离心风机；所述罩体(16)包括一竖直段(161)和两个沿x轴方向延伸的水平段(162)，两个水平段(162)分别位于竖直段(161)顶部的y轴方向的两端，所述水平段(162)连通所述第三出风口(122)，所述柜体(10)的底部设有与所述竖直段(161)的底端连通的第三进风口(17)；所述电抗器(55)置于所述竖直段(161)；所述第二离心风机置于所述水平段(162)并适于将竖直段(161)的风流沿x轴方向导出至第三出风口(122)；所述竖直段(161)与位于底部的过风口(191)沿x轴方向的投影沿y轴方向彼此错开。
6.如权利要求5所述的一种功率柜，其特征是，所述防护组件(50)靠近第一排风口(41)设有沿x轴方向间隔布设的第一电气件(51)和第二电气件(52)，所述第一电气件(51)和第二电气件(52)之间形成与所述第一排风口(41)对应的过风道；所述罩体(16)的竖直段(161)对应所述过风道设有相对于竖直方向和x轴方向均倾斜的导风面(1612)以使过风道的风流适于倾斜向下流动。
7.如权利要求6所述的一种功率柜，其特征是，所述第一电气件(51)靠近所述隔板(19)，所述防护组件(50)还包括第三电气件(53)，所述第三电气件(53)靠近隔板(19)并位于第一电气件(51)下方，所述过风口(191)至少部分位于第一电气件(51)和第三电气件(53)之间。
8.如权利要求7所述的一种功率柜，其特征是，所述防护组件(50)还包括第四电气件(54)，所述第四电气件(54)靠近所述第二侧壁(12)置于所述容置腔(04)的底部，所述罩体(16)沿x轴方向布设有两个自上而下逐渐远离的导风面(1612)，所述第三电气件(53)位于其中一导风面(1612)所引导的风流的下游，所述第四电气件(54)位于另一导风面(1612)所引导的风流的下游。
9.如权利要求8所述的一种功率柜，其特征是，所述第二电气件(52)为电容模块，所述电容模块包括呈板状构造并适于承载若干电气单元的电气板件(521)，所述电气板件(521)沿竖直方向延伸并与所述第一电气件(51)之间形成所述过风道；所述第一电气件(51)为直流电气件；所述第三电气件(53)为熔断器；所述第四电气件(54)为交流电气件。
10.如权利要求9所述的一种功率柜，其特征是，所述防护组件(50)包括第五电气件(56)和第六电气件(57)，所述散热器(32)适于为所述第五电气件(56)散热，所述第五电气件(56)靠近所述热风回风口(181)；所述第六电气件(57)靠近底部的过风口(191)置于所述容置腔(04)的底部；所述竖直段(161)的顶部还设有平行于x轴和y轴的引风面(1611)，两个导风面(1612)分别位于所述引风面(1611)沿x轴方向的两端；所述第二电气件(52)高于所述罩体(16)并与所述引风面(1611)之间形成沿x轴方向延伸的引风道以将风流导引至所述第五电气件(56)。
