屏蔽機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

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屏蔽機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】隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，接入調(diào)度自動化系統(tǒng)的電力控制系統(tǒng)越來越多，這對電力控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性、實時性提出了新的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，《電力行業(yè)信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求》中明確提出應(yīng)對關(guān)鍵設(shè)備實施電磁屏蔽。電磁屏蔽機柜是能夠有效抑制計算機電磁信息泄漏并防止外部強電磁騷擾影響計算機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)。為實現(xiàn)屏蔽效能，電磁屏蔽機柜四周封閉性較好，但容易出現(xiàn)機柜內(nèi)設(shè)備運行時散熱不充分導(dǎo)致機柜內(nèi)溫度過高的現(xiàn)象。如何將電磁屏蔽機柜內(nèi)溫度維持在一定范圍內(nèi)以適應(yīng)設(shè)備的正常運行已成為重要課題。

【關(guān)鍵詞】屏蔽；機柜；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)：在保證屏蔽機柜屏蔽效能的基礎(chǔ)上，將屏蔽機柜內(nèi)的溫度控制在20-24℃范圍內(nèi)，其改進前后溫度范圍效果圖如圖1.1所示。

圖1.1 改進前后屏蔽機柜內(nèi)溫度范圍

1.2目標(biāo)可行性分析

要研制出屏蔽機柜溫度控制裝置，在當(dāng)前屏蔽機柜的基礎(chǔ)上，必須解決以下兩個個問題：一是需要對屏蔽機柜進行降溫散熱；二是需要對屏蔽機柜內(nèi)的溫度進行控制。為此，小組經(jīng)過分析和調(diào)研得出了以下的結(jié)論：

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

（2）溫度控制已經(jīng)是目前市場上非常成熟的方法，只需要在屏蔽機柜內(nèi)接入溫度傳感器并轉(zhuǎn)化為電信號，通過對散熱裝置的開斷進行控制，就可以將屏蔽機柜內(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)場工作經(jīng)驗及創(chuàng)新意識，可以實現(xiàn)本次QC活動的目標(biāo)。

2.進行對策實施

2.1裝置設(shè)計

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現(xiàn)溫度的監(jiān)視，只需通過線纜連接到值班機房就可以實現(xiàn)溫度的遠程監(jiān)視；并且通過溫度探頭及芯片，可以實現(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)，從而可以實現(xiàn)將屏蔽機柜內(nèi)溫度控制在一定范圍內(nèi)；同時，將半導(dǎo)體散熱系統(tǒng)分成兩個模塊部分，實現(xiàn)半導(dǎo)體制冷片的串并聯(lián)連接同時便于溫度控制開關(guān)的開斷。

2.2委托廠家采購加工

表2-1 加工廠家選擇

2.3裝置制作

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

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

表2-2 裝置試驗結(jié)果

3.總結(jié)

通過本次活動，研制了屏蔽機柜溫度控制裝置，該裝置的優(yōu)點有：屏蔽機柜仍然保持原來的屏蔽效果，可以有效防止電磁輻射信息泄露；通過對屏蔽機柜內(nèi)溫度的控制，可以滿足機柜內(nèi)多個設(shè)備的同時運行，提高了屏蔽機柜內(nèi)設(shè)備的容納能力；通過對屏蔽機柜的應(yīng)用，可以明顯改善機房內(nèi)的電磁環(huán)境，為員工提供良好的工作環(huán)境；本次活動成果適用于市場上所有類型的屏蔽機柜，因此適用范圍廣，為屏蔽機柜的降溫方式提供了一個新的方向。