衢州賦騰信息科技有限公司 施中郎 徐擁華

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屏蔽機(jī)柜溫度控制裝置的研制

衢州賦騰信息科技有限公司 施中郎 徐擁華

【摘要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的電力控制系統(tǒng)越來(lái)越多，這對(duì)電力控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、實(shí)時(shí)性提出了新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，《電力行業(yè)信息系統(tǒng)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》中明確提出應(yīng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)施電磁屏蔽。電磁屏蔽機(jī)柜是能夠有效抑制計(jì)算機(jī)電磁信息泄漏并防止外部強(qiáng)電磁騷擾影響計(jì)算機(jī)正常工作的電磁屏蔽設(shè)備，目前已廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)屏蔽效能，電磁屏蔽機(jī)柜四周封閉性較好，但容易出現(xiàn)機(jī)柜內(nèi)設(shè)備運(yùn)行時(shí)散熱不充分導(dǎo)致機(jī)柜內(nèi)溫度過(guò)高的現(xiàn)象。如何將電磁屏蔽機(jī)柜內(nèi)溫度維持在一定范圍內(nèi)以適應(yīng)設(shè)備的正常運(yùn)行已成為重要課題。

【關(guān)鍵詞】屏蔽；機(jī)柜；溫度控制裝置；研制

1.設(shè)定研究目標(biāo)

1.1目標(biāo)設(shè)定

我們綜合了各標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，設(shè)立了本次課題的目標(biāo)：在保證屏蔽機(jī)柜屏蔽效能的基礎(chǔ)上，將屏蔽機(jī)柜內(nèi)的溫度控制在20-24℃范圍內(nèi)，其改進(jìn)前后溫度范圍效果圖如圖1.1所示。

圖1.1 改進(jìn)前后屏蔽機(jī)柜內(nèi)溫度范圍

1.2目標(biāo)可行性分析

要研制出屏蔽機(jī)柜溫度控制裝置，在當(dāng)前屏蔽機(jī)柜的基礎(chǔ)上，必須解決以下兩個(gè)個(gè)問(wèn)題：一是需要對(duì)屏蔽機(jī)柜進(jìn)行降溫散熱；二是需要對(duì)屏蔽機(jī)柜內(nèi)的溫度進(jìn)行控制。為此，小組經(jīng)過(guò)分析和調(diào)研得出了以下的結(jié)論：

（1）雖然目前屏蔽機(jī)柜的散熱方式比較單一，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前市場(chǎng)上有多種新型的散熱方式，只要通過(guò)合理的應(yīng)用，都可以用于屏蔽機(jī)柜的散熱。

（2）溫度控制已經(jīng)是目前市場(chǎng)上非常成熟的方法，只需要在屏蔽機(jī)柜內(nèi)接入溫度傳感器并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)對(duì)散熱裝置的開斷進(jìn)行控制，就可以將屏蔽機(jī)柜內(nèi)的溫度控制在一定的范圍內(nèi)，因此溫度控制可以實(shí)現(xiàn)。

（3）本小組成員學(xué)歷及技術(shù)水平高，熟悉各種電子電路的工作原理及工器具的使用，擁有良好的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)及創(chuàng)新意識(shí)，可以實(shí)現(xiàn)本次QC活動(dòng)的目標(biāo)。

2.進(jìn)行對(duì)策實(shí)施

2.1裝置設(shè)計(jì)

圖2.1 裝置電路原理圖

從圖2.1可知，溫度探頭可以用于實(shí)現(xiàn)溫度的監(jiān)視，只需通過(guò)線纜連接到值班機(jī)房就可以實(shí)現(xiàn)溫度的遠(yuǎn)程監(jiān)視；并且通過(guò)溫度探頭及芯片，可以實(shí)現(xiàn)溫度范圍的控制，利用溫度控制半導(dǎo)體系統(tǒng)接入的開關(guān)，從而可以實(shí)現(xiàn)將屏蔽機(jī)柜內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)；同時(shí)，將半導(dǎo)體散熱系統(tǒng)分成兩個(gè)模塊部分，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片的串并聯(lián)連接同時(shí)便于溫度控制開關(guān)的開斷。

2.2委托廠家采購(gòu)加工

表2-1 加工廠家選擇

2.3裝置制作

從最初的單個(gè)半導(dǎo)體制冷器開始試驗(yàn)。然后逐步增加半導(dǎo)體制冷片的數(shù)量，并通過(guò)不斷的溫度測(cè)試、散熱功能測(cè)試，形成一個(gè)小的半導(dǎo)體降溫模塊，最后通過(guò)集成加工，形成一個(gè)完整的半導(dǎo)體降溫模塊，如圖2.3所示。

圖2.3 半導(dǎo)體制冷模塊

2.4裝置試驗(yàn)

小組通過(guò)將半導(dǎo)體模塊放置一個(gè)密封的金屬箱體內(nèi)，并將半導(dǎo)體通電并對(duì)分別冷面熱的溫度以及箱體內(nèi)的溫度進(jìn)行了測(cè)試及出廠測(cè)試報(bào)告，分別如表7-2和圖7.4所示。從表中可以看出，通過(guò)半導(dǎo)體制冷模塊可以高效率的實(shí)現(xiàn)封閉箱體的降溫，且半導(dǎo)體熱面的溫度較穩(wěn)定，不會(huì)超出其限值。

表2-2 裝置試驗(yàn)結(jié)果

3.總結(jié)

通過(guò)本次活動(dòng)，研制了屏蔽機(jī)柜溫度控制裝置，該裝置的優(yōu)點(diǎn)有：屏蔽機(jī)柜仍然保持原來(lái)的屏蔽效果，可以有效防止電磁輻射信息泄露；通過(guò)對(duì)屏蔽機(jī)柜內(nèi)溫度的控制，可以滿足機(jī)柜內(nèi)多個(gè)設(shè)備的同時(shí)運(yùn)行，提高了屏蔽機(jī)柜內(nèi)設(shè)備的容納能力；通過(guò)對(duì)屏蔽機(jī)柜的應(yīng)用，可以明顯改善機(jī)房?jī)?nèi)的電磁環(huán)境，為員工提供良好的工作環(huán)境；本次活動(dòng)成果適用于市場(chǎng)上所有類型的屏蔽機(jī)柜，因此適用范圍廣，為屏蔽機(jī)柜的降溫方式提供了一個(gè)新的方向。