CN101847838A - 24kV固体绝缘全封闭开关组合电器 - Google Patents

Abstract

本发明24kV固体绝缘全封闭开关组合电器，应用于交流干线或交流配电网络中，包括三相高压负荷开关单元和熔断器单元，各相高压负荷开关单元包括固定在箱体内的开关绝缘罩、一个传动罩、隔离开关、接地开关和真空开关，三相开关绝缘罩上面与传动罩连接，开关绝缘罩由上、下半筒连接组成，隔离开关、接地开关及真空开关设于开关绝缘罩与传动罩内，熔断器单元设于高压负荷开关单元下面，本发明结构紧凑造价低、使用安全、易维护调试且使用寿命长。

Description

24kV固体绝缘全封闭开关组合电器

技术领域

本发明涉及一种交流干线或交流配电网络的电路装置，特别是一种24KV固体绝缘全封闭组合电器。

背景技术

传统24KV组合电器多采用SF₆气体对高压真空开关进行封闭绝缘；由于SF6气体在进行灭弧后具有毒性，且易泄漏，金属器箱体积大，对密封性要求高，加工工艺复杂，致使箱体造价高，维护检测较复杂，防护等级也不够，并且带电体裸露，受空气、灰尘的侵蚀，易造成带电体的腐蚀，降低了绝缘的等级，极易造成人身伤亡事故；整体式结构，体积较大，安装调试不方便，不能现场进行更换维修；母线位于开关底部，装配维修不方便。

现有的固体绝缘全封闭环网柜只适用于10KV的开关设备，不适于更大工作电量的开关设备，因此需要这样一种组合电器来满足大工作量的开关设备使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其结构紧凑造价低、使用安全、易维护调试、使用寿命长。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，包括固定在箱体内的三相高压负荷开关单元，其中还包括固定在箱体内且位于各相高压负荷开关单元下面的熔断器单元，所述各相高压负荷开关单元包括固定在箱体内的开关绝缘罩、一个传动罩、隔离开关、接地开关和真空开关，所述三相开关绝缘罩上面与传动罩连接，所述开关绝缘罩由上、下半筒连接组成，所述下半筒右侧设有母线双通套管，所述下半筒内设有与母线双通套管相通的真空泡套，所述真空泡套左侧壁上面设有T型触头，所述下半筒底面设有进出线套管，所述下半筒内腔设有铜排铜柱体，所述铜排铜柱体的铜柱端嵌入进出线套管内，所述铜排端嵌入下半筒内，所述下半筒内左侧壁上分别设有接地触头和刀片连接触头，所述接地触头与铜排连接，所述隔离开关包括隔离拉杆、隔离拐臂、隔离转轴、隔离传动轴、第一齿轮机构和隔离刀片，所述隔离刀片的左右两端分别与刀片连接触头及T型触头连接，所述隔离拉杆的下端与隔离刀片的上面铰接，所述隔离拉杆的上端与隔离拐臂的一端铰接，所述隔离拐臂的另一端与隔离转轴铰接，所述传动罩内腔底面上设有第一、二支承座，所述隔离转轴设于第一支承座上，所述隔离转轴上连接第一齿轮机构的一端，所述第一齿轮机构另一端连接隔离传动轴，所述隔离传动轴支承在传动罩上，所述接地开关包括接地拉杆、接地拐臂、接地转轴、接地传动轴、第二齿轮机构和接地刀片，所述接地刀片左端与开关绝缘罩内腔嵌入的铜排连接，所述接地刀片右端与传动罩内腔嵌入的接地铜排铰接，所述接地刀片上端与接地拉杆的下端铰接，所述接地拉杆上端与接地拐臂的一端铰接，所述接地拐臂另一端与接地转轴铰接，所述接地转轴设置于第二支承座上，所述接地转轴与第二齿轮机构连接，所述第二齿轮机构另一端与接地传动轴连接，所述真空开关包括绝缘拉杆、传动轴、拐臂和真空泡，所述绝缘拉杆上、下端分别与拐臂和真空泡上端及一软铜带的一端连接，所述拐臂另一端与齿轮机构连接，齿轮机构另一端连接传动轴，所述真空泡下端与铜连接柱通过螺栓连接，所述真空泡放置于真空泡套内，所述真空泡内部的上、下端分别装有动触头和静触头，所述隔离传动轴、接地传动轴及传动轴均连接有操动机构，所述熔断器单元包括绝缘罩、绝缘罩盖、导向托、绝缘罩接地杆、塑料法兰、熔断器、撞针机构、导电连接铜片及梅花座，所述绝缘罩为横截面为长方形的长筒，所述绝缘罩上面沿水平向设有进线套管，所述开关绝缘罩下面的进出线套管伸入所述进线套管左部，所述绝缘罩盖与绝缘罩插接，所述绝缘罩盖左侧由右向左依次连接撞针机构及梅花座，所述梅花座对应设于熔断器的左右端，所述导向托放置于绝缘罩内腔中，所述熔断器放置于导向托内，所述导向托与绝缘罩盖通过螺栓连接，所述梅花座与导电连接铜片连接，所述导电连接铜片另一端的U型叉与嵌在进线套管内的铜棒插接，所述绝缘罩下面设有出线套管，所述绝缘罩左面延伸有空心圆柱管，所述绝缘罩接地杆通过塑料法兰固定在空心圆柱管上，所述绝缘罩接地杆另一端连接传动罩，所述撞针机构另一端连接接地联锁杆，所述接地联锁杆另一端与所述真空开关的操动机构连接，所述出线套管与所述空心圆柱管内腔及绝缘罩内腔相通，所述绝缘罩内腔左壁设有导电连接铜柱，所述导电连接铜柱与所述出线套管、梅花座及绝缘接地拉杆连接。

本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其中所述三相高压负荷开关单元平行放置于壳体内，且三相高压负荷开关单元的母线双通套管分别设置于各开关绝缘罩下半筒的下、中、上部。

本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其中所述上半筒为透明材料制成，下半筒为环氧树脂材料制成。

本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其中所述上半筒底面及下半筒顶面均为斜面，所述上半筒与下半筒插接在一起，所述上半筒底面设有凹槽，所述下半筒顶部设有与所述凹槽配合的凸棱。

本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其中所述进出线套管由左边的喇叭形管和右边的直管相贯通形成。

本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其中所述开关绝缘罩上面与传动罩下面通过螺栓连接在一起。

采用上述方案后，本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器将各相高压真空开关单元与熔断器单元上下连接组成一相，三相组成一路放置于箱体内，通过操动机构控制隔离开关、接地开关和真空开关的来实现电器的分闸及合闸，将每相高压真空开关单元放置于开关绝缘罩内，将熔断器单元放置于绝缘罩内，其结构紧凑造价低并且使用安全，各相开关绝缘罩上的母线双通套管设于各开关绝缘罩下半筒的下、中、上部，这样利于母线调试维护及安装。在出现短路、过流等故障时，熔断器单元将真空开关断开，切除故障，延长了该组合电器的使用寿命，而且熔断器烧断易更换。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步说明。

图1是本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器的主视剖视示意图；

图2是本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器的右视结构示意图；

图3是图2的A-A向剖视示意图；

图4是本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器的俯视示意图；

图5是本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器的主视外观示意图(不含箱体)；

图6是本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器的熔断器单元主视剖视图；

图7是图6的B-B向示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图5所示，本发明24KV固体绝缘全封闭开关组合电器包括固定在箱体内的三相高压负荷开关单元1和设置于各相高压负荷开关单元下面的熔断器单元5，各相高压负荷开关单元1包括固定在箱体内的开关绝缘罩11、一个传动罩12、隔离开关13、接地开关14和真空开关15，三相开关绝缘罩11上面与传动罩12下面通过螺栓连接在一起。

开关绝缘罩11由上半筒111、下半筒112插接组成，上半筒111底面及下半筒112顶面均为斜面，上半筒111底面设有凹槽1111，下半筒112顶部设有与凹槽1111配合的凸棱1128。上半筒111为透明材料制成，下半筒112为环氧树脂材料制成。下半筒112右侧设有母线双通套管1121，三相高压负荷开关单元1的母线双通套管1121分别设置于各开关绝缘罩下半筒112的下、中、上部(如图5)。下半筒112内设有与母线双通套管1121相通的真空泡套1122，真空泡套1122内壁设有屏蔽层11221。真空泡套1122左侧壁上面设有T型触头1123，下半筒112底面设有进出线套管1124，进出线套管1124由左边的喇叭形管和右边的直管相贯通形成。下半筒112内腔设有铜排铜柱体1125，铜排铜柱体1125的铜柱11251端嵌入进出线套管1124内，铜排11252端嵌入下半筒112内，下半筒112内左侧壁上分别设有接地触头1126和刀片连接触头1127，接地触头1126与铜排11252连接。

隔离开关13包括隔离拉杆131、隔离拐臂132、隔离转轴133、隔离传动轴134、第一齿轮机构135和隔离刀片136，隔离刀片136的左右两端分别与刀片连接触头1127及T型触头1123连接，隔离拉杆131的下端与隔离刀片136的上面铰接，隔离拉杆131的上端与隔离拐臂132的一端铰接，隔离拐臂132的另一端与隔离转轴133铰接，传动罩12内腔底面上设有第一支承座121、第二支承座122，隔离转轴133设于第一支承座121上，隔离转轴133上连接第一齿轮机构135的一端，第一齿轮机构135另一端连接隔离传动轴134，隔离传动轴134支承在传动罩12上。

接地开关14包括接地拉杆141、接地拐臂142、接地转轴143、接地传动轴144、第二齿轮机构145和接地刀片146，接地刀片146左端与开关绝缘罩11内腔嵌入的铜排连接，接地刀片146右端与传动罩12内腔嵌入的接地铜排123铰接，接地刀片146上端与接地拉杆141的下端铰接，接地拉杆141上端与接地拐臂142的一端铰接，接地拐臂142另一端与接地转轴143铰接，接地转轴143设置于第二支承座122上，接地转轴143与第二齿轮机构145连接，第二齿轮机构145另一端与接地传动轴144连接。

真空开关15包括绝缘拉杆151、传动轴152、拐臂153和真空泡154，绝缘拉杆151上、下端分别与拐臂153和真空泡154上端及一软铜带2的一端连接，拐臂153另一端与齿轮机构连接，齿轮机构另一端连接传动轴152，真空泡154下端与铜连接柱3通过螺栓连接，真空泡154放置于真空泡套1122内，真空泡154内部的上、下端分别装有动触头1541和静触头1542，隔离传动轴134、接地传动轴144及传动轴152均连接有操动机构4。

参阅图6及图7所示，熔断器单元5包括绝缘罩51、绝缘罩盖52、导向托53、绝缘罩接地杆54、塑料法兰55、熔断器56、撞针机构57、导电连接铜片58及梅花座59，绝缘罩51为横截面为长方形的长筒，绝缘罩51上面沿水平向设有进线套管511，开关绝缘罩11下面的进出线套管1124伸入进线套管511左部，绝缘罩盖52与绝缘罩51插接，绝缘罩盖52内侧由右向左依次连接撞针机构57及梅花座59，梅花座59对应设于熔断器56的左右端，导向托53放置于绝缘罩51内腔中，熔断器56放置于导向托53内腔底面，导向托53与绝缘罩盖52通过螺栓连接，梅花座59与导电连接铜片58连接，导电连接铜片58另一端的U型叉581与嵌在进线套管511内的铜棒5111插接，绝缘罩51下面设有出线套管512，绝缘罩51左面延伸有空心圆柱管513，绝缘罩接地杆54通过塑料法兰55固定在空心圆柱管513上，绝缘罩接地杆54的另一端与传动罩12连接，撞针机构57另一端连接接地联锁杆6，接地联锁杆6另一端与真空开关15的操动机构4连接，出线套管512与空心圆柱管513内腔及绝缘罩51内腔相通，绝缘罩51内腔左壁设有导电连接铜柱514，导电连接铜柱514与出线套管512、梅花座59及绝缘接地拉杆54连接。

分闸过程：当真空开关15的动触头1541与静触头1542断开时，真空开关15断开。操动机构4控制隔离传动轴134逆时针转动，通过第一齿轮机构135带动隔离转轴133和隔离拐臂132转动，隔离拐臂132带动隔离拉杆131运动，隔离拉杆131带动隔离刀片136向下运动，使隔离刀片136与T形触头1123分离；接地传动轴144逆时针转动，通过第二齿轮机构145带动接地转轴143和接地拐臂142转动，接地拐臂142带动接地拉杆141运动，接地拉杆141带动接地刀片146向下运动，使接地刀片146与接地触头1126连接，与此同时通过拉动熔断器单元5的接地联锁杆6使之向下运动与导电连接铜片58连接，从而达到熔断器56处于接地位置，从而完成了组合电器的分闸过程，此时可进行线路接线、检修等操作。

合闸过程：操动机构4控制接地传动轴144顺时针转动，通过第二齿轮机构145带动接地转轴143和接地拐臂142转动，接地拐臂142带动接地拉杆141运动，接地拉杆141带动接地刀片146向上运动，使接地刀片146与接地触头1126分离，与此同时通过拉动接地联锁杆6使之向上运动与导电连接铜片58分离，从而使熔断器56接地处于分开位置；操动机构4控制隔离传动轴134逆时针转动，通过第一齿轮机构135带动隔离转轴133和隔离拐臂132转动，隔离拐臂132带动隔离拉杆131运动，隔离拉杆131带动隔离刀片136向上运动，使隔离刀片136与T形触头1123连接；操作真空开关15的操动机构4使当真空开关的动触头1541与静触头1542接触，从而完成组合电器的合闸过程。

当出现短路、过流等故障时，熔断器56烧断，熔断器56上的弹簧将撞针机构57向右弹开，撞针机构57动作将与其连接的接地联锁杆6向上弹起，接地联锁杆6将真空开关15的操动机构4的脱扣器拨板顶开，使真空开关15断开，切除故障，然后再按照分闸操作过程使熔断器56接地，完成组合电器分闸过程。

本发明24KV固体绝缘全封闭组合电器回路安装调试方便，可进行现场调换；母线位于开关前侧，安装方便，安装效果好，可靠性高；隔离开关、接地开关采用直动式传动方式，传动稳定性、可靠性大大提高，同时增强了密封效果；由于采用了全封闭固体封装高压真空开关，不会产生爬电现象，从而提高了绝缘的等级，在安全性及节约能源性能上有着显著的效果，由于隔绝了空气、水气、灰尘及冷热气源，有效地减缓了电源体的腐蚀，稳定了电源电压的输出，减少设备的维护次数，降低费用成本，延长了组合电器的使用寿命；做到可视化、具有安全感，取得很高的经济效益；本发明不用考虑因漏气造成的绝缘失效问题，高可靠性的设计理念，寿命的提高，使开关在20年的使用寿命内免维护；本发明结构设计独特，能实现前进前出或后进后出；由于熔断器绝缘罩采取水平放置，使出线套管位于水平位置，所以出线接线安装方便；熔断器单元的导向托固定熔断器，导向托与绝缘罩盖直接用螺栓连接，导向托直接推入绝缘罩内，使导向托和熔断器的连接得到简化，撞针机构设计为拔压式结构，安装、更换熔丝方便，更换时直接将损坏的熔丝拔出，然后把新熔丝插入即可。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，包括固定在箱体内的三相高压负荷开关单元(1)，其特征在于：还包括固定在箱体内且位于各相高压负荷开关单元(1)下面的熔断器单元(5)，所述各相高压负荷开关单元(1)包括固定在箱体内的开关绝缘罩(11)、一个传动罩(12)、隔离开关(13)、接地开关(14)和真空开关(15)，所述三相开关绝缘罩(11)上面与传动罩(12)连接，所述开关绝缘罩(11)由上、下半筒(111，112)连接组成，所述下半筒(112)右侧设有母线双通套管(1121)，所述下半筒(112)内设有与母线双通套管(1121)相通的真空泡套(1122)，所述真空泡套(1122)左侧壁上面设有T型触头(1123)，所述下半筒(112)底面设有进出线套管(1124)，所述下半筒(112)内腔设有铜排铜柱体(1125)，所述铜排铜柱体(1125)的铜柱(11251)端嵌入进出线套管(1124)内，所述铜排(11252)端嵌入下半筒(112)内，所述下半筒(112)内左侧壁上分别设有接地触头(1126)和刀片连接触头(1127)，所述接地触头(1126)与铜排(11252)连接，所述隔离开关(13)包括隔离拉杆(131)、隔离拐臂(132)、隔离转轴(133)、隔离传动轴(134)、第一齿轮机构(135)和隔离刀片(136)，所述隔离刀片(136)的左右两端分别与刀片连接触头(1127)及T型触头(1123)连接，所述隔离拉杆(131)的下端与隔离刀片(136)的上面铰接，所述隔离拉杆(131)的上端与隔离拐臂(132)的一端铰接，所述隔离拐臂(132)的另一端与隔离转轴(133)铰接，所述传动罩(12)内腔底面上设有第一、二支承座(121，122)，所述隔离转轴(133)设于第一支承座(121)上，所述隔离转轴(133)上连接第一齿轮机构(135)的一端，所述第一齿轮机构(135)另一端连接隔离传动轴(134)，所述隔离传动轴(134)支承在传动罩(12)上，所述接地开关(14)包括接地拉杆(141)、接地拐臂(142)、接地转轴(143)、接地传动轴(144)、第二齿轮机构(145)和接地刀片(146)，所述接地刀片(146)左端与开关绝缘罩(11)内腔嵌入的铜排(11252)连接，所述接地刀片(146)右端与传动罩(12)内腔嵌入的接地铜排(123)铰接，所述接地刀片(146)上端与接地拉杆(141)的下端铰接，所述接地拉杆(141)上端与接地拐臂(142)的一端铰接，所述接地拐臂(142)另一端与接地转轴(143)铰接，所述接地转轴(143)设置于第二支承座(122)上，所述接地转轴(143)与第二齿轮机构(145)连接，所述第二齿轮机构(145)另一端与接地传动轴(144)连接，所述真空开关(15)包括绝缘拉杆(151)、传动轴(152)、拐臂(153)和真空泡(154)，所述绝缘拉杆(151)上、下端分别与拐臂(153)和真空泡(154)上端及一软铜带(2)的一端连接，所述拐臂(153)另一端与齿轮机构连接，齿轮机构另一端连接传动轴(152)，所述真空泡(154)下端与铜连接柱(3)通过螺栓连接，所述真空泡(154)放置于真空泡套(1122)内，所述真空泡(154)内部的上、下端分别装有动触头(1541)和静触头(1542)，所述隔离传动轴(134)、接地传动轴(144)及传动轴(152)均连接有操动机构(4)，所述熔断器单元(5)包括绝缘罩(51)、绝缘罩盖(52)、导向托(53)、绝缘罩接地杆(54)、塑料法兰(55)、熔断器(56)、撞针机构(57)、导电连接铜片(58)及梅花座(59)，所述绝缘罩(51)为横截面为长方形的长筒，所述绝缘罩(51)上面沿水平向设有进线套管(511)，所述开关绝缘罩(11)下面的进出线套管(1124)伸入所述进线套管(511)左部，所述绝缘罩盖(52)与绝缘罩(51)插接，所述绝缘罩盖(52)左侧由右向左依次连接撞针机构(57)及梅花座(59)，所述梅花座(59)对应设于熔断器(56)的左右端，所述导向托(53)放置于绝缘罩(51)内腔中，所述熔断器(56)放置于导向托(53)内，所述导向托(53)与绝缘罩盖(52)通过螺栓连接，所述梅花座(59)与导电连接铜片(58)连接，所述导电连接铜片(58)另一端的U型叉(581)与嵌在进线套管(511)内的铜棒(5111)插接，所述绝缘罩(51)下面设有出线套管(512)，所述绝缘罩(51)左面延伸有空心圆柱管(513)，所述绝缘罩接地杆(54)通过塑料法兰(55)固定在空心圆柱管(513)上，所述绝缘罩接地杆(54)另一端连接传动罩(12)，所述撞针机构(57)另一端连接接地联锁杆(6)，所述接地联锁杆(6)另一端与所述真空开关(15)的操动机构(4)连接，所述出线套管(512)与所述空心圆柱管(513)内腔及绝缘罩(51)内腔相通，所述绝缘罩(51)内腔左壁设有导电连接铜柱(514)，所述导电连接铜柱(514)与所述出线套管(512)、梅花座(59)及绝缘接地拉杆(54)连接。

2.如权利要求1所述的24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其特征在于：所述三相高压负荷开关单元(1)平行放置于壳体内，且三相高压负荷开关单元(1)的母线双通套管(1121)分别设置于各开关绝缘罩下半筒(112)的下、中、上部。

3.如权利要求2所述的24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其特征在于：所述上半筒(111)为透明材料制成，下半筒(112)为环氧树脂材料制成。

4.如权利要求3所述的24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其特征在于：所述上半筒(111)底面及下半筒(112)顶面均为斜面，所述上半筒(111)与下半筒(112)插接在一起，所述上半筒(111)底面设有凹槽(1111)，所述下半筒(112)顶部设有与所述凹槽(1111)配合的凸棱(1128)。

5.如权利要求4所述的24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其特征在于：所述进出线套管(1124)由左边的喇叭形管和右边的直管相贯通形成。

6.如权利要求5所述的24KV固体绝缘全封闭开关组合电器，其特征在于：所述开关绝缘罩(11)上面与传动罩(12)下面通过螺栓连接在一起。

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