一种安全防护型电力柜

1.本发明涉及一种安全防护型电力柜，属于电力设备技术领域。


背景技术：

2.电力柜/箱，又简称电柜/箱，在电学领域中，配电柜/箱、控制柜/箱、电气柜/箱、中控柜/箱等都是电力柜/箱中的一种。
3.以电力柜/箱为例，目前在野外的电力柜/箱，除了考虑防水防雨等因素之外，还需要考虑防动物伤害、破坏等。例如，在铁路沿线的相关电力设施中，电力柜必不可少，西藏、新疆、青海等地，因为无人看管的马、牛、羊等动物对电力柜的损伤报道屡见不鲜。另外，一些野猪出没的山地区域，野猪也非常容易攻击电力设备，并且野猪的破坏性强大，更容易对电力设备造成损伤。另外，在野外，如果电力柜的电缆孔或底座出现破损等，蛇虫鼠蚁等动物易钻进去，从而易导致电力柜出现断路、短路等故障；尤其是在冬季，电力设备因为自身会发热，一些动物处于取暖需要更是会想方设法的进入到电力柜内部。
4.基于此，提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种安全防护型电力柜，具体技术方案如下：
6.一种安全防护型电力柜，包括柜体，所述柜体的底部设置有底座，所述柜体的顶部外侧、顶部表面以及底座的内部、外部均安装有多个雷达传感器，所述柜体的顶部上方设置有用来对柜体四周出现的动物进行驱散的旋转型声波驱散装置，所述底座的内部设置有用来对底座的内部或外部出现的动物进行驱散的阵列型声波驱散装置。
7.上述技术方案的进一步优化，所述旋转型声波驱散装置包括筒状声波驱散器、用来驱动筒状声波驱散器沿着筒状声波驱散器轴向进行转动的第一驱动机构、用来驱动筒状声波驱散器和第一驱动机构沿着柜体的高度方向进行转动的第二驱动机构，所述筒状声波驱散器包括筒壳，所述筒壳的内部设置有七个声波驱散元件一，第一个声波驱散元件一位于筒壳的中央，剩余六个声波驱散元件一呈对称分布在第一个声波驱散元件一的外部，第一个声波驱散元件一的六个顶角处于筒壳的内壁之间均连接有分隔板，所述分隔板的横截面为椭圆形；
8.所述第一驱动机构包括安装在筒壳背部的轴筒、安装在轴筒末端的蓄电池、伺服电机、减速机、安装在减速机输出轴处的第一齿轮、与第一齿轮外啮合的第二齿轮，所述第二齿轮套设在轴筒的外部，所述伺服电机通过减速机带动第一齿轮转动；
9.所述第二驱动机构包括转轴、安装在转轴顶部的铁盘、固定安装在铁盘一侧的侧板、安装在柜体内部且用来驱动转轴转动的步进电机，所述柜体的顶部安装有与转轴相适配的轴承，所述柜体的顶部与铁盘之间设置有电磁铁一，所述电磁铁一与柜体的顶部固定连接，所述伺服电机和减速机均与侧板固定连接。
10.上述技术方案的进一步优化，所述蓄电池的外周设置有两个充电插孔，所述蓄电池的下方设置有充电插接装置，所述充电插接装置包括外壳、用来与充电插孔内的导体进行电连接的导电柱、用来对导电柱进行升降的电动缸、套设在导电柱外部的吸水套、用来对吸水套进行烘干的加热机构、设置在外壳顶部且供导电柱活动的活动孔、用来对活动孔进行封堵的封堵机构，所述加热机构包括套设在吸水套外部的铁套，所述铁套的上端与吸水套粘接，所述铁套的下端同轴连接有绝热套，所述绝热套的下端连接有永磁套，所述永磁套的下端设置有电磁套，所述电磁套的下方连接有提升板，所述提升板套设在导电柱外部且与导电柱固定连接，所述铁套的外部套设有电磁感应加热线圈，所述电磁感应加热线圈的下端与提升板之间固定连接有绝缘套，所述绝缘套套设在绝热套的外部；所述提升板由电动缸进行升降，所述封堵机构包括用来对活动孔进行封堵的封板、位于封板一侧的x形弹片、位于封板另一侧的电磁铁二，所述封板包括板状的永磁体，永磁体的底部安装有尼龙垫。
11.上述技术方案的进一步优化，所述吸水套的制作方法包括以下步骤：
12.步骤s1、将明胶在水中浸泡90min，然后再加热至60～65℃搅拌制成胶液，胶液中明胶与水的质量比为1:8；向胶液中加入癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯在65～70℃搅拌反应1h，得到明胶混合物；其中，胶液、癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯的质量比为10:1:3；
13.步骤s2、将石墨烯纤维丝和竹炭纤维按照混纺比2:1的比例混纺得到混纺纱线，将混纺纱线剪断呈长度为1～3cm的短纱，将短纱与壳聚糖纤维、明胶混合物按照质量比3:1:10～12的比例混合均匀，得到混合胶；
14.步骤s3、在生胶中依次加入硬脂酸、氧化锌和防老剂进行混炼制成橡胶预聚体，将扩链剂、环烷酸镍、混合胶在55～65℃搅拌反应30min制成填充胶，填充胶中的混合胶的占比为77％～80％；将填充胶、白炭黑、橡胶预聚体按照质量比1:5:7混炼均匀，加入硫黄、促进剂后挤入模具中进行硫化，硫化温度为152℃；硫化完毕后，脱模，得到粗套胚；
15.步骤s4、将粗套胚在超声清洗槽中用质量分数为12％的盐酸在22khz的频率下超声清洗25min，再用清水洗净，在105℃下烘干1h后，即得所述吸水套。
16.上述技术方案的进一步优化，所述声波驱散元件一的正六边形结构，剩余六个声波驱散元件一中的一个顶角的指向与第一个声波驱散元件一的其中一个边呈垂直设置；所述筒壳的内壁和分隔板的外壁均电镀有镀镍反射层一，剩余六个声波驱散元件一中的六个侧面呈间隔电镀有镀镍反射层二。
17.上述技术方案的进一步优化，第一个声波驱散元件一所输入的声音信号为正弦波信号，剩余六个声波驱散元件一所输入的声音信号分别为方波脉冲信号、阶梯波信号、三角波信号、梯形波信号、尖脉冲信号、钟形波信号且按照顺时针方向分布。
18.上述技术方案的进一步优化，当柜体顶部外侧的雷达传感器探测到有野猪且野猪与柜体之间的距离小于或等于第一设定值，所述声波驱散元件一均通电工作，所述筒状声波驱散器按照313r/min的转速进行转动；
19.当柜体顶部外侧的雷达传感器探测到有马且马与柜体之间的距离小于或等于第二设定值，所述声波驱散元件一均通电工作，所述筒状声波驱散器按照377r/min的转速进行转动；
20.当柜体顶部外侧的雷达传感器探测到有牛且牛与柜体之间的距离小于或等于第
三设定值，所述声波驱散元件一均通电工作，所述筒状声波驱散器按照368r/min的转速进行转动；
21.当柜体顶部外侧的雷达传感器探测到有羊且羊与柜体之间的距离小于或等于第四设定值，所述声波驱散元件一均通电工作，所述筒状声波驱散器按照309r/min的转速进行转动；
22.当柜体顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，所述声波驱散元件一均通电工作，所述筒状声波驱散器按照310r/min的转速正转30s，接着按照370r/min的转速反转20s，以此循环往复。
23.上述技术方案的进一步优化，所述阵列型声波驱散装置包括盒状的壳体，所述壳体内呈阵列排布有圆形的声波驱散元件二，所述声波驱散元件二工作时所输入的声音信号分别为钟形波信号或正弦波信号。
24.上述技术方案的进一步优化，所输入的声音信号为钟形波信号所对应的声波驱散元件二标记为钟形波驱散单元，所输入的声音信号为正弦波信号所对应的声波驱散元件二标记为正弦波驱散单元；
25.当底座内部、外部的雷达传感器探测到有昆虫时，所述声波驱散元件二均通电工作，所述钟形波驱散单元按照“己”字形分布；在声波驱散元件二排列的所在行中，钟形波驱散单元与正弦波驱散单元呈间隔分布；
26.当底座内部、外部的雷达传感器探测到有蛇类时，所述声波驱散元件二均通电工作，相邻四个钟形波驱散单元构成钟形波模块组，相邻两个钟形波模块组之间为正弦波驱散单元；
27.当底座内部、外部的雷达传感器探测到有鼠类时，所述声波驱散元件二均通电工作，所述钟形波驱散单元按照v形排布成v形模块组，相邻两个v形模块组之间有正弦波驱散单元；
28.当底座内部、外部的雷达传感器探测到的动物不是鼠类、蛇类、昆虫时，所述声波驱散元件二均通电工作，所述钟形波驱散单元与正弦波驱散单元呈间隔分布。
29.上述技术方案的进一步优化，所述安全防护型电力柜，还包括控制模块，当柜体顶部外侧的雷达传感器探测到有动物时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置并对准出现的动物进行声波驱散；
30.当柜体顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置对出现的鸟类进行声波驱散；
31.当底座内部、外部的雷达传感器探测到有动物时，通过控制模块启动阵列型声波驱散装置对出现的动物进行声波驱散。
32.本发明的有益效果：
33.所述安全防护型电力柜通过对现有电力柜的结构进行优化改进，通过安装雷达传感器、旋转型声波驱散装置、阵列型声波驱散装置对周围以及底部可能出现的动物进行驱散，驱散效果好，能够有效地对电力柜进行防护，防止电力柜被野外的动物损坏，提高电力柜的安全性以及使用寿命。
附图说明
34.图1为现有技术中电力柜的结构示意图；
35.图2为本发明所述安全防护型电力柜的结构示意图；
36.图3为本发明所述旋转型声波驱散装置的结构示意图；
37.图4为本发明所述旋转型声波驱散装置侧视时的示意图；
38.图5为本发明所述筒状声波驱散器的结构示意图；
39.图6为本发明所述阵列型声波驱散装置的结构示意图；
40.图7为本发明所述充电插接装置的结构示意图；
41.图8为本发明所述封堵机构的结构示意图；
42.图9为实施例1所述筒状声波驱散器的示意图；
43.图10为试验组m1中钟形波驱散单元、正弦波驱散单元的排列示意图；
44.图11为试验组m2中钟形波驱散单元、正弦波驱散单元的排列示意图；
45.图12为试验组m3中钟形波驱散单元、正弦波驱散单元的排列示意图；
46.图13为试验组m4中钟形波驱散单元、正弦波驱散单元的排列示意图；
47.图14是z值与最高烘干温度之间的曲线走势图。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
49.实施例1
50.首先，作为现有技术的补充，现有的电力柜，其包含有柜体10，如图1所示。
51.其次，声波驱散器是一种声音定向传输设备，能够实现远距离喊话、警告、威慑功能。当人没有任何保护的情况下处在存在120分贝以上的音量可听声音的环境里会感到不适或损伤听力系统，当音量上升到150分贝以上时处在这种环境的人将出现鼓膜破裂出血，失去听力，甚至还会精神失常。基于该原理，声波驱散器可用于驱散人群。但是，经过实践研究发现，常规声波驱散器(如中安消防设备(山东)有限公司的ct/h型设备)，其所输入的声音信号为正弦波信号。但是，经过我公司的研究发现，正弦波信号无法有效的对动物进行驱散，因为动物的听觉以及神经器官与人类不同。因此，需要对现有的声波驱散器进行改进。
52.在本发明中，如图2所示，所述安全防护型电力柜，包括柜体10，所述柜体10的底部设置有底座11，所述柜体10的顶部外侧、顶部表面均安装有多个雷达传感器，所述底座11的内部、外部均安装有多个雷达传感器，所述柜体10的顶部上方设置有用来对柜体10四周出现的动物进行驱散的旋转型声波驱散装置，所述底座11的内部设置有用来对底座11的内部或外部出现的动物进行驱散的阵列型声波驱散装置。
53.更进一步地，所述安全防护型电力柜还包括控制模块，当柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有动物(主要是野猪、马、牛、羊等)时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置并对准出现的动物进行声波驱散；
54.当柜体10顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置对出现的鸟类进行声波驱散；
55.当底座11内部、外部的雷达传感器探测到有动物(主要是蛇、虫、鼠、蚁等)时，通过控制模块启动阵列型声波驱散装置对出现的动物进行声波驱散。
56.实施例2
57.如图2～5所示，所述旋转型声波驱散装置包括筒状声波驱散器30、用来驱动筒状声波驱散器30沿着筒状声波驱散器30轴向进行转动的第一驱动机构、用来驱动筒状声波驱散器30和第一驱动机构沿着柜体10的高度方向进行转动的第二驱动机构，所述筒状声波驱散器30包括筒壳31，所述筒壳31的内部设置有七个声波驱散元件一32，第一个声波驱散元件一32位于筒壳31的中央，剩余六个声波驱散元件一32呈对称分布在第一个声波驱散元件一32的外部，第一个声波驱散元件一32的六个顶角处于筒壳31的内壁之间均连接有分隔板33，所述分隔板33的横截面为椭圆形；
58.所述第一驱动机构包括安装在筒壳31背部的轴筒27、安装在轴筒27末端的蓄电池40、伺服电机22、减速机24、安装在减速机24输出轴处的第一齿轮25、与第一齿轮25外啮合的第二齿轮26，所述第二齿轮26套设在轴筒27的外部，所述伺服电机22通过减速机24带动第一齿轮25转动；
59.所述第二驱动机构包括转轴12、安装在转轴12顶部的铁盘21、固定安装在铁盘21一侧的侧板23、安装在柜体10内部且用来驱动转轴12转动的步进电机，所述柜体10的顶部安装有与转轴12相适配的轴承13，所述柜体10的顶部与铁盘21之间设置有电磁铁一14，所述电磁铁一14与柜体10的顶部固定连接，所述伺服电机22和减速机24均与侧板23固定连接。
60.首先，如果柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有动物(主要是野猪、马、牛、羊等)时，通过控制模块启动步进电机带动转轴12转动相应的角度，从而通过铁盘21、侧板23带动筒状声波驱散器30对准出现的动物；然后控制电磁铁一14通电产生磁力从而将铁盘21给吸住，从而防止铁盘21再转动；电磁铁一14不通电没有磁力，无法将铁盘21给吸住，不影响铁盘21再次转动。筒状声波驱散器30与现有的声波驱散器不同，其本身需要旋转，从而对发出的波束进行加成，提高驱散效果。具体旋转动作如下：步进电机可通过正反转的方式进行角度调节，最大转动角度为180
°
，从而解决缠线问题。
61.需要说明的是，声波驱散元件一32和声波驱散元件二61与现有的声波驱散器内的声波驱散元件的原理是一样的，只是其外型结构不一样，输入的声波信号不同。
62.伺服电机22通过减速机24带动第一齿轮25转动，第二齿轮26带动轴筒27和筒状声波驱散器30转动。轴筒27内部为空心结构，便于布线。
63.更进一步地，如图5所示，所述声波驱散元件一32的正六边形结构，剩余六个声波驱散元件一32中的一个顶角的指向与第一个声波驱散元件一32的其中一个边呈垂直设置；所述筒壳31的内壁和分隔板33的外壁均电镀有镀镍反射层一，剩余六个声波驱散元件一32中的六个侧面呈间隔电镀有镀镍反射层二。
64.镀镍反射层一和镀镍反射层二均采用镀镍工艺制成反射层，主要是使得声波在该处更容易反射，从而使得每个声波驱散元件一32所发出的波束在初始阶段能够更为独立、集中，便于在发射出去后进行叠加、加成，从而发挥出特殊的驱散效果。尤其是剩余六个声波驱散元件一32，其六个侧面呈间隔电镀有镀镍反射层二；如果是全电镀有镀镍反射层二，每个声波驱散元件一32也就没必要设置成正六边形了，设置成圆形更好；设置成六边形，在
旋转的过程中，使得剩余六个声波驱散元件一32所在的独立腔室内，其纵向的一部分波在经过多次反射后最终射出，从而也能够在射出后进行简单的加成。
65.所述分隔板33的横截面为椭圆形，其更有利于将纵向的一部分波给反射出去。如果是平板，则不容易反射出去。如果是圆弧形结构，由于反射面的弯曲程度不同，其不但不容易反射出去，反而使得大部分波集中在剩余六个声波驱散元件一32所在的独立腔室内。
66.作为核心技术：第一个声波驱散元件一32所输入的声音信号为正弦波信号，剩余六个声波驱散元件一32所输入的声音信号分别为方波脉冲信号、阶梯波信号、三角波信号、梯形波信号、尖脉冲信号、钟形波信号且按照顺时针方向分布。举例：剩余六个声波驱散元件一32分别为l1、l2、l3、l4、l5、l6，l1所输入的声音信号为方波脉冲信号，l2所输入的声音信号为阶梯波信号，l3所输入的声音信号为三角波信号，l4所输入的声音信号为梯形波信号，l5所输入的声音信号为尖脉冲信号，l6所输入的声音信号为钟形波信号，l1、l2、l3、l4、l5、l6按照顺时针方向分布。
67.由于位于中央的第一个声波驱散元件一32，其输入的信号是声音信号的基础(正弦波信号)，其余六个分别为方波脉冲信号、阶梯波信号、三角波信号、梯形波信号、尖脉冲信号、钟形波信号；因此，当筒状声波驱散器30转动时，尤其是转速超过300r/min，其能够有效地形成后波对前波所产生的效果进行叠加刺激；例如，第1毫秒是方波脉冲信号对声音器官进行刺激，第2毫秒就是另一种阶梯波信号对声音器官进行另类刺激，两者刺激由于波形不同，所产生的刺激效果也不同，因此，前后对比时，所叠加的刺激效果呈翻倍放大。六种特异的声波信号轮番刺激，只要调节转速即可，就能够对不同种类的动物进行强烈刺激，从而完成声波驱散。具体的转速参数选择，由于无先例可循，我公司通过大量时间才完成，具体如下：
68.当柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有野猪且野猪与柜体10之间的距离小于或等于第一设定值，所述声波驱散元件一32均通电工作，所述筒状声波驱散器30按照313r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》，驱散时间为2min，驱散成功率为100％；也就是说，在313r/min的转速下，只需要驱散2min即可100％完成驱散。作为对照，如果筒状声波驱散器30按照300r/min的转速进行转动，发现需要驱散时间为20min(时间再长，无驱散意义)，驱散成功率为70％以上；如果筒状声波驱散器30按照350r/min的转速进行转动，发现需要驱散时间为17min，驱散成功率为80％以上；如果筒状声波驱散器30按照380r/min的转速进行转动，发现还会激怒猪，导致猪反而向声源处狂奔、冲击，导致设备被毁！
69.当柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有马且马与柜体10之间的距离小于或等于第二设定值，所述声波驱散元件一32均通电工作，所述筒状声波驱散器30按照377r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》，驱散时间为1min，驱散成功率为100％；作为对照，如果筒状声波驱散器30按照300r/min的转速进行转动，发现需要驱散时间为20min，驱散成功率为70％以上；如果筒状声波驱散器30按照380r/min的转速进行转动，发现需要驱散时间即使为20min，驱散成功率小于20％。
70.当柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有牛且牛与柜体10之间的距离小于或等于第三设定值，所述声波驱散元件一32均通电工作，所述筒状声波驱散器30按照368r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》，驱散时间为3.5min，驱散成功率为100％；作为对照，如果筒状声波驱散器30按照300～360r/min的转速进行转动，即使驱散时间为20min，
驱散成功率都小于10％；如果筒状声波驱散器30按照370～380r/min的转速进行转动，即使驱散时间为20min，驱散成功率都小于10％；如果筒状声波驱散器30按照360～365r/min的转速进行转动，发现需要驱散时间即使为20min，驱散成功率也只能达到30～50％。
71.当柜体10顶部外侧的雷达传感器探测到有羊且羊与柜体10之间的距离小于或等于第四设定值，所述声波驱散元件一32均通电工作，所述筒状声波驱散器30按照309r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》，驱散时间为2.5min，驱散成功率为100％；作为对照，如果筒状声波驱散器30按照310r/min的转速进行转动，即使驱散时间为20min，驱散成功率为0。
72.当柜体10顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，所述声波驱散元件一32均通电工作，所述筒状声波驱散器30按照310r/min的转速正转30s，接着按照370r/min的转速反转20s，以此循环往复。
73.首先，鸟类比较特殊，一旦发现有较大声源发声，鸟类就容易受惊飞走。但是，其会很快飞回来，甚至下一秒就飞回来了。因此，在计算是否成功驱散时，需要观察鸟类在驱散后，30min内是否飞回，如果飞回的话，则驱散不成功。驱散鸟类的目的，主要是为了防止在其附近的电缆上落脚、筑巢等。
74.由于无法将筒状声波驱散器30的发射面对准上方的鸟类，也无法对准；因此，通过正反转来提高驱散效果。在本发明中，通过对常见的麻雀、鸽子、喜鹊、织布鸟、乌鸦、斑鸠等进行驱散试验，发现驱散时间为5min，驱散成功率为70％以上；驱散时间为10min，驱散成功率为90％以上。
75.《声波驱散效果试验》
76.在前期试验过程中，采用家猪、马、牛、羊等进行试验，由于在实际应用中，需要保持20米以上；因此，在实际模拟测试中，选择离动物目标20米，多次测试，统计成功驱散动物所需的声波驱散元件一32或声波驱散元件二61的驱散时间(工作时间)，计算驱散成功率(10次驱散试验，9次驱散，驱散成功率为90％)。
77.作为对照，如果l1、l2、l3、l4、l5、l6所输入的声音信号分别为方波脉冲信号、三角波信号、尖脉冲信号、梯形波信号、阶梯波信号、钟形波信号时，其对应的筒状声波驱散器按照313r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》对猪进行试验，驱散时间即使为20min，驱散成功率为0；如果l1、l2、l3、l4、l5、l6所输入的声音信号分别为钟形波信号、阶梯波信号、梯形波信号、三角波信号、尖脉冲信号、方波脉冲信号时，其对应的筒状声波驱散器按照313r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》对猪进行试验，驱散时间即使为20min，驱散成功率为0。
78.由此可知，剩余六个声波驱散元件一32所输入的声音信号分别为方波脉冲信号、阶梯波信号、三角波信号、梯形波信号、尖脉冲信号、钟形波信号且按照顺时针方向分布，并且不能打乱。
79.作为对照，如果l1、l2、l3、l4、l5、l6所输入的声音信号均为方波脉冲信号时，其对应的筒状声波驱散器按照313r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》对猪进行试验，驱散时间即使为20min，驱散成功率为0；同样，也发现如果l1、l2、l3、l4、l5、l6所输入的声音信号均为三角波信号、尖脉冲信号、梯形波信号、阶梯波信号、钟形波信号或正弦波信号时，其对应的筒状声波驱散器按照313r/min的转速进行转动；按照《声波驱散效果试验》
对猪进行试验，驱散时间即使为20min，驱散成功率均为0。
80.经过上述研究发现，由于筒状声波驱散器30在不同的转速下，六种特异的声波信号所叠加的效果各不相同，所侧重点也各不相同。
81.实施例3
82.实施例2中的筒状声波驱散器30不适用于针对底部的蛇虫鼠蚁等进行驱散，一方面，蛇虫鼠蚁的入侵方位不同，有的可能从土洞里面钻出，其次，通过实践发现，大部分类型的波对蛇虫鼠蚁的驱散效果很差。例如，如果只采用方波脉冲信号、三角波信号、尖脉冲信号、梯形波信号、阶梯波信号或正弦波信号对小白鼠按照《小动物驱散试验》进行试验，方法为：在对小白鼠进行驱散时，先将小白鼠放入在第一个鼠笼中，第二个鼠笼与第一个鼠笼之间有一个仅供该小白鼠通过的通道；声源(如现有的声波驱散器或阵列型声波驱散装置)距离第一个鼠笼50cm，对该小白鼠进行驱散，如果小白鼠从第一个鼠笼中进入到第二个鼠笼，说明驱散成功。计算驱散时间以及驱散成功率。同理，如果是对蛇进行驱散，需要将鼠笼换成蛇笼；如果是对飞蛾进行驱散，需要将鼠笼换成飞蛾笼；如果是白蚁，需要将鼠笼换成蚁槽，两个蚁槽中间有过道；当第一个蚁槽内有90％的白蚁进入到第二个蚁槽内，则说明驱散成功。按照《小动物驱散试验》进行试验发现：是对蛇、飞蛾、小白鼠来说，只采用方波脉冲信号、三角波信号、尖脉冲信号、梯形波信号、阶梯波信号或正弦波信号来进行驱散，即使驱散时间为20min，驱散成功率均小于10％。
83.因此，如图6所示，所述阵列型声波驱散装置包括盒状的壳体60，所述壳体60内呈阵列排布有圆形的声波驱散元件二61，所述声波驱散元件二61工作时所输入的声音信号分别为钟形波信号或正弦波信号。
84.其中，所输入的声音信号为钟形波信号所对应的声波驱散元件二标记为钟形波驱散单元61a，所输入的声音信号为正弦波信号所对应的声波驱散元件二标记为正弦波驱散单元61b。
85.试验组m1：当底座11内部、外部的雷达传感器探测到有昆虫(如飞蛾)时，所述声波驱散元件二61均通电工作，所述钟形波驱散单元61a按照“己”字形分布；在声波驱散元件二61排列的所在行中，钟形波驱散单元61a与正弦波驱散单元61b呈间隔分布，如图10所示；按照《小动物驱散试验》进行试验，对飞蛾的驱散时间为0.5min，驱散成功率为100％。
86.试验组m2：当底座11内部、外部的雷达传感器探测到有鼠类时，所述声波驱散元件二61均通电工作，所述钟形波驱散单元61a按照v形排布成v形模块组，剩余的都是正弦波驱散单元61b，其中，相邻两个v形模块组之间有正弦波驱散单元61b，如图11所示；按照《小动物驱散试验》进行试验，对小白鼠的驱散时间为0.5min，驱散成功率为100％。
87.试验组m3：当底座11内部、外部的雷达传感器探测到有蛇类时，所述声波驱散元件二61均通电工作，相邻四个钟形波驱散单元61a构成钟形波模块组，钟形波模块组为正方形结构，相邻两个钟形波模块组之间为正弦波驱散单元61b，除了钟形波驱散单元61a，剩余的都是正弦波驱散单元61b，如图12所示；按照《小动物驱散试验》进行试验，对蛇的驱散时间为2.5min，驱散成功率为100％。
88.试验组m4：当底座11内部、外部的雷达传感器探测到的动物不是鼠类、蛇类、昆虫时，例如是白蚁，所述声波驱散元件二61均通电工作，所述钟形波驱散单元61a与正弦波驱散单元61b呈间隔分布；如图13所示；按照《小动物驱散试验》进行试验，对白蚁的驱散时间
为13min，驱散成功率为90％以上。
89.作为对比，如果钟形波驱散单元61a和正弦波驱散单元61b按照图12的排列方式对小白鼠进行驱散，发现对小白鼠的驱散时间即使为20min，驱散成功率不超过80％。如果钟形波驱散单元61a和正弦波驱散单元61b按照图10的排列方式对小白鼠进行驱散，发现对小白鼠的驱散时间即使为20min，驱散成功率不超过60％。如果将钟形波驱散单元61a替换为三角波驱散单元，即：所输入的声音信号为三角波信号所对应的声波驱散元件二标记为三角波驱散单元，三角波驱散单元和正弦波驱散单元61b按照图11的排列方式对小白鼠进行驱散，发现对小白鼠的驱散时间即使为20min，驱散成功率不超过30％。如果将正弦波驱散单元61b替换为梯形波驱散单元，即：所输入的声音信号为梯形波信号所对应的声波驱散元件二标记为梯形波驱散单元，钟形波驱散单元61a和梯形波驱散单元按照图11的排列方式对小白鼠进行驱散，发现对小白鼠的驱散时间即使为20min，驱散成功率不超过10％。如果将正弦波驱散单元61b也替换为钟形波驱散单元61a，也就是全采用钟形波驱散单元61a对小白鼠进行驱散，发现对小白鼠的驱散时间即使为20min，驱散成功率不超过40％。
90.在本实施例中，发现钟形波和正弦波按照指定的阵列方式进行加成，其在短距离内对蛇虫鼠蚁的驱散效果非常好，缺点是一旦驱散距离超过1米，驱散效果直接减半。因此，本实施例所述阵列型声波驱散装置尤其适合对设备的底部可能存在的蛇虫鼠蚁等动物进行驱散，驱散效果好，也不占用底部空间。
91.实施例4
92.如图4、7、8所示，所述蓄电池40的外周设置有两个充电插孔，所述蓄电池40的下方设置有充电插接装置50，所述充电插接装置50包括外壳58、用来与充电插孔内的导体进行电连接的导电柱511、用来对导电柱511进行升降的电动缸、套设在导电柱511外部的吸水套512、用来对吸水套512进行烘干的加热机构、设置在外壳58顶部且供导电柱511活动的活动孔581、用来对活动孔581进行封堵的封堵机构，所述加热机构包括套设在吸水套512外部的铁套513，所述铁套513的上端与吸水套512粘接，所述铁套513的下端同轴连接有绝热套55，所述绝热套55的下端连接有永磁套54，所述永磁套54(套状永磁体)的下端设置有电磁套53(套状的电磁铁)，所述电磁套53的下方连接有提升板52，所述提升板52套设在导电柱511外部且与导电柱511固定连接，所述铁套513的外部套设有电磁感应加热线圈56，所述电磁感应加热线圈56的下端与提升板52之间固定连接有绝缘套57，所述绝缘套57套设在绝热套55的外部；所述提升板52由电动缸进行升降，所述封堵机构包括用来对活动孔581进行封堵的封板59、位于封板59一侧的x形弹片5111、位于封板59另一侧的电磁铁二510，所述封板59包括板状的永磁体，永磁体的底部安装有尼龙垫。
93.在实施例2中，蓄电池40为筒状声波驱散器30供电。通过控制模块启动充电插接装置50对蓄电池40定期充电。具体如下：
94.如果是雨天，先使得筒状声波驱散器30转动，利用离心力将两个充电插孔内的大部分水滴给甩走；然后利用提升板52将导电柱511和吸水套512给插入到充电插孔附近，通过电磁套53通电产生与永磁套54相斥的磁力，从而将吸水套512插入到充电插孔内对其内残留的水珠进行吸水，保持一定的干燥(无需100％干燥，目前的电瓶车充电技术，在插头处即使有微量的水分，也不影响充电)后，利用电磁套53通电产生与永磁套54相吸的磁力，从而将吸水套512从充电插孔内拔出。之后，利用提升板52继续提升导电柱511使得完全插入
到充电插孔内，然后接通电源，进行充电。充电结束，提升板52下降，回归原位。至于如果保证导电柱511使得完全插入到充电插孔内，只需要通过转动筒状声波驱散器30即可，然后提升板52能够达到规定的高度，即说明完成插接。
95.由于吸水套512能够吸水，其吸水倍率为30～40倍；当需要除水时，通过将电磁感应加热线圈56接通电源，控制其功率以及采用间歇式通电，利用电磁感应加热使得铁套513被加热，然后对吸水套512进行加热除水作业。在吸水套512的水分完全失去之前，在120℃高温下加热也不会损坏吸水套512。
96.电磁铁二510通电产生与封板59中的永磁体相吸的磁力，即可拖动封板59将活动孔581进行封堵；当产生相斥的磁力，即可将活动孔581给打开。x形弹片5111作为弹性件，为封板59的复位提供弹力。
97.实施例5
98.基于实施例4，所述吸水套的制作方法包括以下步骤：
99.步骤s1、将明胶在水中浸泡90min，然后再加热至60～65℃搅拌制成胶液，胶液中明胶与水的质量比为1:8；向胶液中加入癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯在65～70℃搅拌反应1h，得到明胶混合物；其中，胶液、癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯的质量比为10:1:3；
100.步骤s2、将石墨烯纤维丝和竹炭纤维按照混纺比2:1的比例混纺得到混纺纱线，将混纺纱线剪断呈长度为1～3cm的短纱，将短纱与壳聚糖纤维、明胶混合物按照质量比3:1:10～12的比例混合均匀，得到混合胶；
101.步骤s3、在生胶中依次加入硬脂酸、氧化锌和防老剂进行混炼制成橡胶预聚体，将扩链剂、环烷酸镍、混合胶在55～65℃搅拌反应30min制成填充胶，填充胶中的混合胶的占比为77％～80％；将填充胶、白炭黑、橡胶预聚体按照质量比1:5:7混炼均匀，加入硫黄、促进剂后挤入模具中进行硫化，硫化温度为152℃；硫化完毕后，脱模，得到粗套胚；
102.步骤s4、将粗套胚在超声清洗槽中用质量分数为12％的盐酸在22khz的频率下超声清洗25min，再用清水洗净，在105℃下烘干1h后，即得所述吸水套。
103.首先，作为现有技术的补充，1斤明胶加8斤水，浸泡1.5小时后才会完全吸水变软，然后才能进行隔水加热溶解，由此可知，吸水速率很慢，无法直接用于本发明。并且，明胶的吸水倍率为1～20。吸水倍率＝(吸水后的总质量-吸水前的质量)/吸水前的质量。
104.所述吸水套的吸水倍率为11.7，其本身多孔结构也有利于快速吸水，能够在3～5min即可吸满自身重量的8倍水，这比改性前的明胶吸水速率显著提高。
105.其次，采用明胶主要作为粘合剂，其作为粘合载体能够将石墨烯纤维丝和竹炭纤维等均匀的添加进最终的生胶中；癸酸异丁酯和丁二酸二异丙酯是对明胶进行改性，从而使其在加入生胶中，不出现大面积气泡、分层。如果不添加癸酸异丁酯和丁二酸二异丙酯，最终硫化后的橡胶，粗套胚经过切开后发现会有大面积的气泡，严重时，甚至发生分层，导致粗套胚无法使用。
106.如果不采用明胶作为载体，直接添加石墨烯纤维丝和竹炭纤维等，即使开炼机满负荷运行，其也无法达到石墨烯纤维丝和竹炭纤维等与生胶均匀混合。
107.石墨烯纤维丝的添加是为了提高导热性能，最终吸水套的导热系数(astmd5470标准)为1.8w/(m
·
k)。壳聚糖纤维和明胶的添加使得后续在酸处理的过程中，能够水解，从而生产微孔，最终吸水套的孔隙率能达到为39％，这有利于吸水。
108.石墨烯纤维丝只有与竹炭纤维混纺后，才能提高石墨烯纤维丝与橡胶的结合强度。所述吸水套在经过连续吸水、除水过程1000次，导热系数下降幅度不超过6％。如果是将竹炭纤维换成棉纤维，其余不变，最终的成品在经过连续吸水、除水过程370次，导热系数下降幅度超过13％。
109.在步骤s1中，胶液、癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯的质量比为10:1:z，当改变z值来改变配比，最终的成品(如本发明所述吸水套)在吸收自身重量的8倍水后，通过调整烘干温度，达到在30min内烘烤至成品的含水率小于或等于30％，根据最终的最高烘干温度，选择合适的z值；由图14可知，胶液、癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯的质量比为10:1:3时，能够在120℃烘烤30min内，即可完成烘干目的，满足现场实际应用需求。
110.所述吸水套在吸收自身重量的5倍水后，其硬度还能够达到35ha以上，从而使其能够上下滑动。如果在步骤s3中，将混合胶直接换成河北燕兴化工有限公司的9063型吸水树脂粉，其吸水倍率为55，最终制成的成品，其在吸收自身重量的5倍水后，其硬度达不到15ha，无法使用其进行上下滑动。
111.对照例1
112.本例中，如图9所示，所述声波驱散元件一32的正六边形结构，剩余六个声波驱散元件一32中的一个顶角的指向与第一个声波驱散元件一32的其中一个顶角的指向是同向的；所述筒壳31的内壁和分隔板33的外壁均电镀有镀镍反射层一，剩余六个声波驱散元件一32中的六个侧面呈间隔电镀有镀镍反射层二。这种排列方式，使得一部分纵向的波在经过多次反射后最终无法射出，本例中最终对应的成品在1米处输出声压级最大为138db。
113.实施例2中图5的那种排列方式，其成品在1米处输出声压级可达141db以上。
114.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种安全防护型电力柜，包括柜体(10)，所述柜体(10)的底部设置有底座(11)，其特征在于：所述柜体(10)的顶部外侧、顶部表面以及底座(11)的内部、外部均安装有多个雷达传感器，所述柜体(10)的顶部上方设置有用来对柜体(10)四周出现的动物进行驱散的旋转型声波驱散装置，所述底座(11)的内部设置有用来对底座(11)的内部或外部出现的动物进行驱散的阵列型声波驱散装置。2.根据权利要求1所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：所述旋转型声波驱散装置包括筒状声波驱散器(30)、用来驱动筒状声波驱散器(30)沿着筒状声波驱散器(30)轴向进行转动的第一驱动机构、用来驱动筒状声波驱散器(30)和第一驱动机构沿着柜体(10)的高度方向进行转动的第二驱动机构，所述筒状声波驱散器(30)包括筒壳(31)，所述筒壳(31)的内部设置有七个声波驱散元件一(32)，第一个声波驱散元件一(32)位于筒壳(31)的中央，剩余六个声波驱散元件一(32)呈对称分布在第一个声波驱散元件一(32)的外部，第一个声波驱散元件一(32)的六个顶角处于筒壳(31)的内壁之间均连接有分隔板(33)，所述分隔板(33)的横截面为椭圆形；所述第一驱动机构包括安装在筒壳(31)背部的轴筒(27)、安装在轴筒(27)末端的蓄电池(40)、伺服电机(22)、减速机(24)、安装在减速机(24)输出轴处的第一齿轮(25)、与第一齿轮(25)外啮合的第二齿轮(26)，所述第二齿轮(26)套设在轴筒(27)的外部，所述伺服电机(22)通过减速机(24)带动第一齿轮(25)转动；所述第二驱动机构包括转轴(12)、安装在转轴(12)顶部的铁盘(21)、固定安装在铁盘(21)一侧的侧板(23)、安装在柜体(10)内部且用来驱动转轴(12)转动的步进电机，所述柜体(10)的顶部安装有与转轴(12)相适配的轴承(13)，所述柜体(10)的顶部与铁盘(21)之间设置有电磁铁一(14)，所述电磁铁一(14)与柜体(10)的顶部固定连接，所述伺服电机(22)和减速机(24)均与侧板(23)固定连接。3.根据权利要求2所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：所述蓄电池(40)的外周设置有两个充电插孔，所述蓄电池(40)的下方设置有充电插接装置(50)，所述充电插接装置(50)包括外壳(58)、用来与充电插孔内的导体进行电连接的导电柱(511)、用来对导电柱(511)进行升降的电动缸、套设在导电柱(511)外部的吸水套(512)、用来对吸水套(512)进行烘干的加热机构、设置在外壳(58)顶部且供导电柱(511)活动的活动孔(581)、用来对活动孔(581)进行封堵的封堵机构，所述加热机构包括套设在吸水套(512)外部的铁套(513)，所述铁套(513)的上端与吸水套(512)粘接，所述铁套(513)的下端同轴连接有绝热套(55)，所述绝热套(55)的下端连接有永磁套(54)，所述永磁套(54)的下端设置有电磁套(53)，所述电磁套(53)的下方连接有提升板(52)，所述提升板(52)套设在导电柱(511)外部且与导电柱(511)固定连接，所述铁套(513)的外部套设有电磁感应加热线圈(56)，所述电磁感应加热线圈(56)的下端与提升板(52)之间固定连接有绝缘套(57)，所述绝缘套(57)套设在绝热套(55)的外部；所述提升板(52)由电动缸进行升降，所述封堵机构包括用来对活动孔(581)进行封堵的封板(59)、位于封板(59)一侧的x形弹片(5111)、位于封板(59)另一侧的电磁铁二(510)，所述封板(59)包括板状的永磁体，永磁体的底部安装有尼龙垫。4.根据权利要求3所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于，所述吸水套的制作方法包括以下步骤：步骤s1、将明胶在水中浸泡90min，然后再加热至60～65℃搅拌制成胶液，胶液中明胶
与水的质量比为1:8；向胶液中加入癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯在65～70℃搅拌反应1h，得到明胶混合物；其中，胶液、癸酸异丁酯、丁二酸二异丙酯的质量比为10:1:3；步骤s2、将石墨烯纤维丝和竹炭纤维按照混纺比2:1的比例混纺得到混纺纱线，将混纺纱线剪断呈长度为1～3cm的短纱，将短纱与壳聚糖纤维、明胶混合物按照质量比3:1:(10～12)的比例混合均匀，得到混合胶；步骤s3、在生胶中依次加入硬脂酸、氧化锌和防老剂进行混炼制成橡胶预聚体，将扩链剂、环烷酸镍、混合胶在55～65℃搅拌反应30min制成填充胶，填充胶中的混合胶的占比为77％～80％；将填充胶、白炭黑、橡胶预聚体按照质量比1:5:7混炼均匀，加入硫黄、促进剂后挤入模具中进行硫化，硫化温度为152℃；硫化完毕后，脱模，得到粗套胚；步骤s5、将粗套胚在超声清洗槽中用质量分数为12％的盐酸在22khz的频率下超声清洗25min，再用清水洗净，在105℃下烘干1h后，即得所述吸水套。5.根据权利要求2所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：所述声波驱散元件一(32)的正六边形结构，剩余六个声波驱散元件一(32)中的一个顶角的指向与第一个声波驱散元件一(32)的其中一个边呈垂直设置；所述筒壳(31)的内壁和分隔板(33)的外壁均电镀有镀镍反射层一，剩余六个声波驱散元件一(32)中的六个侧面呈间隔电镀有镀镍反射层二。6.根据权利要求2所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：第一个声波驱散元件一(32)所输入的声音信号为正弦波信号，剩余六个声波驱散元件一(32)所输入的声音信号分别为方波脉冲信号、阶梯波信号、三角波信号、梯形波信号、尖脉冲信号、钟形波信号且按照顺时针方向分布。7.根据权利要求6所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：当柜体(10)顶部外侧的雷达传感器探测到有野猪且野猪与柜体(10)之间的距离小于或等于第一设定值，所述声波驱散元件一(32)均通电工作，所述筒状声波驱散器(30)按照313r/min的转速进行转动；当柜体(10)顶部外侧的雷达传感器探测到有马且马与柜体(10)之间的距离小于或等于第二设定值，所述声波驱散元件一(32)均通电工作，所述筒状声波驱散器(30)按照377r/min的转速进行转动；当柜体(10)顶部外侧的雷达传感器探测到有牛且牛与柜体(10)之间的距离小于或等于第三设定值，所述声波驱散元件一(32)均通电工作，所述筒状声波驱散器(30)按照368r/min的转速进行转动；当柜体(10)顶部外侧的雷达传感器探测到有羊且羊与柜体(10)之间的距离小于或等于第四设定值，所述声波驱散元件一(32)均通电工作，所述筒状声波驱散器(30)按照309r/min的转速进行转动；当柜体(10)顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，所述声波驱散元件一(32)均通电工作，所述筒状声波驱散器(30)按照310r/min的转速正转30s，接着按照370r/min的转速反转20s，以此循环往复。8.根据权利要求1所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：所述阵列型声波驱散装置包括盒状的壳体(60)，所述壳体(60)内呈阵列排布有圆形的声波驱散元件二(61)，所述声波驱散元件二(61)工作时所输入的声音信号分别为钟形波信号或正弦波信号。9.根据权利要求8所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：
所输入的声音信号为钟形波信号所对应的声波驱散元件二标记为钟形波驱散单元(61a)，所输入的声音信号为正弦波信号所对应的声波驱散元件二标记为正弦波驱散单元(61b)；当底座(11)内部、外部的雷达传感器探测到有昆虫时，所述声波驱散元件二(61)均通电工作，所述钟形波驱散单元(61a)按照“己”字形分布；在声波驱散元件二(61)排列的所在行中，钟形波驱散单元(61a)与正弦波驱散单元(61b)呈间隔分布；当底座(11)内部、外部的雷达传感器探测到有蛇类时，所述声波驱散元件二(61)均通电工作，相邻四个钟形波驱散单元(61a)构成钟形波模块组，相邻两个钟形波模块组之间为正弦波驱散单元(61b)；当底座(11)内部、外部的雷达传感器探测到有鼠类时，所述声波驱散元件二(61)均通电工作，所述钟形波驱散单元(61a)按照v形排布成v形模块组，相邻两个v形模块组之间有正弦波驱散单元(61b)；当底座(11)内部、外部的雷达传感器探测到的动物不是鼠类、蛇类、昆虫时，所述声波驱散元件二(61)均通电工作，所述钟形波驱散单元(61a)与正弦波驱散单元(61b)呈间隔分布。10.根据权利要求1所述的一种安全防护型电力柜，其特征在于：还包括控制模块，当柜体(10)顶部外侧的雷达传感器探测到有动物时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置并对准出现的动物进行声波驱散；当柜体(10)顶部表面的雷达传感器探测到有鸟类时，通过控制模块启动旋转型声波驱散装置对出现的鸟类进行声波驱散；当底座(11)内部、外部的雷达传感器探测到有动物时，通过控制模块启动阵列型声波驱散装置对出现的动物进行声波驱散。

技术总结
本发明涉及一种安全防护型电力柜，包括柜体，所述柜体的底部设置有底座，所述柜体的顶部外侧、顶部表面以及底座的内部、外部均安装有多个雷达传感器，所述柜体的顶部上方设置有用来对柜体四周出现的动物进行驱散的旋转型声波驱散装置，所述底座的内部设置有用来对底座的内部或外部出现的动物进行驱散的阵列型声波驱散装置。所述安全防护型电力柜通过安装雷达传感器、旋转型声波驱散装置、阵列型声波驱散装置对周围以及底部可能出现的动物进行驱散，驱散效果好，能够有效地对电力柜进行防护，防止电力柜被野外的动物损坏，提高电力柜的安全性以及使用寿命。的安全性以及使用寿命。的安全性以及使用寿命。


技术研发人员：蔡卫菊 王昌杰 陈英芝 沈孝科 赵桂莲
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/31