CN102361248A - 12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜 - Google Patents

12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜 Download PDF

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一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，包括开关柜柜体，开关柜柜体包括充有一定工作压力的SF6气体的密封气箱，气箱内包括一个或多个负荷开关组成的一个或多个开关回路，每个回路的操作面上均开有能观察到负荷开关三个工位状态的可视窗口；气箱箱体内侧对应所述可视窗口的位置处具有可视窗口加强板，可视窗口上具有透明罩，透明罩与可视窗口的边框密封连接；使现场运行人员不用任何外界光源，能用肉眼直接观察开关内部动静触头的相对位置，直接判断开关的合闸、分闸或接地状态，同时有效地解决了由于在体积较大的气箱箱体上增加可视窗口带来的箱体变形以及降低箱体密封性能的难题。

Description

12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜
技术领域
本发明涉及负荷开关充气柜，特别是一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜。其中SF6表示六氟化硫。
背景技术
随着社会经济的快速发展，用电负荷不断增长，对高压供电系统可靠性的要求越来越高，对于高压供电系统的运行维护，往往带来很大的危险性，经常由于不正确的操作而带来操作人员的伤害及死亡。SF6负荷开关充气柜是采用六氟化硫气体绝缘的负荷开关充气柜，是广泛用于高压供电系统的开关设备，为保证开关的可靠运行，高压开关的操作维护有一定的操作流程来保障人员的安全，在维护期间开关需要分闸、验电、挂接地线等一系列操作流程后方可进行人工维护。但经常由于现场操作人员因流程繁琐而违反操作流程。现有的普通SF6负荷开关充气柜中，一般只有开关操作机构连接一个模拟指示牌，通过一定的机械转动而带动模拟指示牌，表示开关的分合，没有可视窗口，不能用肉眼直接观察到开关的分合闸状态。而实际工作中，模拟指示牌经常由于开关操作机构的故障而失去模拟指示的作用，导致操作后开关指针在分位置，但开关内部触头没有完全分开或分开的开距不够大，导致下部电缆间隔带电操作的情况发生，这样就对运行人员的生命带来严重的危害。
发明内容
本发明提供一种具有12kV/24kV可视窗口的SF6负荷开关充气柜，在充有一定工作压力的六氟化硫(SF6)气体的密封气箱中包括多路负荷开关回路，每个回路的操作面板上都增加一个可视窗口，使现场运行人员不用任何外界光源，能用肉眼直接观察开关内部动、静触头的相对位置，来直接判断开关的合闸、分闸或接地状态，避免因操作机构故障而产生的开关状态误导，从而带来的人身伤害事故的发生；同时有效解决了由于在体积较大的箱体上增加可视窗口带来的箱体变形以及降低箱体密封性能的难题。
本发明的负荷开关本体结构简洁，开关骨架正面能够看到动触头的三个工位位置，适于在气箱箱体对应位置处开设可视窗口，来观察负荷开关的三个工位状态，并且零件少，装配容易，为大批量生产打下了基础。
本发明的技术方案是：
一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，包括开关柜柜体，其特征在于，所述开关柜柜体包括充有一定工作压力的六氟化硫气体的密封气箱，所述气箱内包括一个或多个负荷开关组成的一个或多个开关回路，所述气箱箱体的每个回路的操作面上均开有能观察到负荷开关三个工位状态的可视窗口；所述气箱箱体内壁对应所述可视窗口的位置处具有可视窗口加强板，所述可视窗口上具有透明罩，所述透明罩与所述可视窗口的边框密封连接。
所述可视窗口加强板焊接在气箱内壁对应所述可视窗口的位置处，加强板上具有三个开口分别对应开关的合闸位置、分闸位置和接地位置。
所述可视窗口的透明罩由聚碳酸酯材料加工制成；所述透明罩在对应所述可视窗口的边框位置处加装有密封圈，所述透明罩通过紧固件紧固在气箱箱体上。
所述气箱内设置多个气箱加强筋板以及前后板加强梁，分别焊接在气箱内壁上以及气箱前后板之间。
所述可视窗口的形状为长方形或半圆形或其它能显示负荷开关三个工位状态的任何形状。
所述可视窗口的形状为长方形，窗口尺寸为180mm×45mm。
所述气箱箱体为不锈钢箱体；气箱内包括一个、二个、三个、四个、五个、六个或七个开关回路。
一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜的负荷开关，其特征在于，包括负荷开关本体，所述负荷开关本体包括开关骨架、触头支座、开关动触头、开关静触头、开关主轴、触头导电杆，开关动触头可转动地套装在开关主轴上，开关静触头分别与固定在开关骨架上方和下方的触头支座连接，触头支座连接触头导电杆；所述开关骨架的前面板上开有能观看到动触头三个工位位置的骨架开口。
所述负荷开关本体与气箱箱体和操作机构的之间的动密封采用磁流体密封件。
所述开关主轴由聚碳酸酯材料加工制成，触头支座由环氧树脂材料制成；开关动触头、开关静触头以及触头导电杆为铜质材料。
本发明的技术效果：
本发明提供一种具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，包括充有一定工作压力的六氟化硫气体的密封气箱，气箱内包括一个或多个负荷开关组成的一个或多个开关回路，气箱箱体的每个回路的操作面上均开有能观察到负荷开关三个工位状态的可视窗口，使现场运行人员不用任何外界光源，能用肉眼直接观察开关内部动静触头的相对位置，来直接判断开关的合闸、分闸或接地状态，避免因操作机构故障而产生的开关状态误导，从而带来的人身伤害事故的发生；同时在气箱箱体内壁对应所述可视窗口的位置处具有可视窗口加强板，可视窗口上具有透明罩通过紧固件紧固在箱体上，透明罩四周有密封圈，气箱内设置多个气箱加强筋板以及前后板连接梁，分别焊接在气箱内壁上以及气箱前后板之间，有效地解决了由于在体积较大的气箱箱体上增加可视窗口带来的箱体变形以及降低箱体密封性能的难题；另外本发明自主研发的负荷开关本体结构简洁，开关骨架正面能够观看到动触头的三个工位位置，适于在气箱箱体对应位置处开设可视窗口，来观察负荷开关的三个工位状态，并且零件少，装配容易，为大批量生产打下了基础。
附图说明
图1是本发明可视窗口正视示意图。
图2是本发明可视窗口侧视示意图。
图3是本发明可视窗口加强板示意图。
图4是本发明可视窗口加强板焊接位置示意图。
图5是本发明气箱加强筋板和气箱前后板加强梁焊接位置示意图。
图6是图5的侧视示意图。
图7是本发明负荷开关本体正视示意图。
图8是本发明负荷开关本体侧视示意图。
图9是本发明采用的磁流体密封件的结构剖视示意图。
图10是本发明的磁流体密封件的装配示意图。
附图标记列示如下：1-负荷开关本体，2-不锈钢箱体，3-可视窗口，4-透明罩，5-″□″形密封圈，6-可视窗口加强板，7-合闸位置，8-分闸位置，9-接地位置，10-加强板焊点，11-加强筋板，12-加强梁，13-气箱焊点，14-平弹垫螺母，15-开关骨架，16-触头支座，17-开关动触头，18-开关静触头，19-开关主轴，20-触头导电杆，21-骨架开口，22-加强板开口，23-磁流体密封件，23a-传动轴，23b-定位轴承，23c-定位螺母，23d-磁性外壳，23e-磁液，24-″O″形密封圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步说明。
一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，包括开关柜柜体，所述开关柜柜体包括充有一定工作压力的SF6气体的密封气箱，气箱内包括一个或多个负荷开关组成的一个或多个开关回路，气箱箱体的每个回路的操作面上均开有能观察到负荷开关三个工位状态的可视窗口，如图1、2所示，其中一个回路的负荷开关本体1位于不锈钢气箱箱体2内，可视窗口3的位置开在能显示负荷开关本体1的三个工位状态的位置处，图1中，可视窗口3的左侧显示接地位置9，中间显示合闸位置7，右侧显示分闸位置8，可视窗口3上具有透明罩4；图2是图1的侧视图，透明罩4与可视窗口3的边框密封连接，本实施例中，透明罩4在对应可视窗口的边框位置处加装有密封圈5，透明罩4通过紧固件平弹垫螺母14紧固在气箱箱体2上；可视窗口的形状可以为长方形或半圆形或其它能显示负荷开关三个工位状态的任何形状；密封圈的形状与可视窗口的形状相适配，本实施例中，可视窗口3的形状为长方形，窗口尺寸至少为180mm×45mm，密封圈5为“□”形密封圈；可视窗口的透明罩4由聚碳酸酯材料加工制成，保证透明罩具有足够的机械强度。
可以看到，本发明具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，完全不用借助任何外部光源设备可直接观察到负荷开关的三个工位状态，它在不锈钢箱体上开了一个或几个较大的可视窗口，窗口尺寸至少为180mm×45mm；窗口外部具有聚碳酸酯材料加工的透明罩及密封圈密封，透明罩再用紧固件紧固，即保证了SF6负荷开关充气柜的气密性，又保证有足够的外部光源能进入SF6负荷开关充气柜的内部，让人的肉眼能清楚观察到SF6负荷开关的实际工作位置，即合闸位置、分闸位置、接地位置，避免因操作机构故障而产生的开关状态误导，从而带来的人身伤害事故的发生。
如图3、图4所示，为解决由于箱体上增加可视窗口带来的箱体变形以及降低箱体密封性能的难题，本发明又在气箱箱体2内壁对应可视窗口的位置处设有可视窗口加强板6，图3是加强板的示意图，加强板6上具有三个开口22分别对应开关的合闸位置7、分闸位置8和接地位置9，如图4所示，加强板6焊接在气箱箱体2内壁对应所述可视窗口的位置处，焊点10均匀分布在加强板的板面上；如图5、6所示，气箱内还设置多个气箱加强筋板11以及前后板加强梁12，图6所示表示气箱加强筋板11焊接在气箱内壁上，前后板加强梁12焊接在气箱前后板之间，图5所示表示加强筋板11和加强梁12的安装位置的焊点13的分布情况。
如图7、图8所示，是本发明自主研发的负荷开关本体示意图。所述负荷开关本体包括开关骨架15、触头支座16、开关动触头17、开关静触头18、开关主轴19、触头导电杆20，开关动触头17可转动地套装在开关主轴19上，开关静触头18分别与固定在开关骨架15上方和下方的触头支座16连接，触头支座16连接触头导电杆20；开关骨架15的前面板上具有能观看到动触头三个工位位置的骨架开口21；开关主轴19由聚碳酸酯材料加工制成，触头支座16由环氧树脂材料制成；开关动触头17、开关静触18头以及触头导电杆20为铜质材料。可以清楚的看到自主研发的SF6负荷开关本体结构简洁，开关骨架正面能够看到动触头的三个工位位置，适于在气箱箱体对应位置处开设可视窗口，来观察负荷开关的三个工位状态，并且零件少，装配简单，装配效率高，为大批量生产打下了基础。而现有其它厂家开关本体结构比较复杂，并且开关骨架上没有相应的观察三个工位状态的位置，如果在箱体增加可视窗口，只能观看到接地位置，而不能看到开关是否在合闸位置或分闸位置。
另外，为保证可靠的动密封，本发明每个回路的负荷开关本体与气箱箱体和操作机构之间的动密封采用磁流体密封件23，如图9、图10所示，图9为本发明采用的磁流体密封件的结构剖视示意图，包括传动轴23a、定位轴承23b、定位螺母23c、磁性外壳23d以及磁液23e，在磁场的作用下，使磁液充满环形空间，建立起一系列“O型密封环”，从而达到密封的效果。图10为本发明磁流体密封件的装配示意图，磁流体密封件23的传动轴23a与负荷开关本体的开关主轴连接，并通过定位螺母23c固定在气箱箱体2上；在气箱箱体2和磁流体密封件磁性外壳23d之间还有静密封，采用″O″形密封圈24密封。
这里需要说明的是充气柜产品设置大窗口的难点：因充气柜产品属于压力容器类，内部充有SF6绝缘气体，要保证开关的绝缘及灭弧，柜体不能有一点泄漏，因此要求密封性能很严格；且内部的高压开关各骨架与柜体需要相互关联支撑，还需要防止柜体因压力变形过大而导致的开关操作失效，因其外形体积较大，因此，产品生产过程中很容易产生柜体变形，表面积越大，所承受的压力就越大，变形也越大，如果在产品表面又有开了更多的大的开口，变形就会更严重。因此，本发明在充气柜上设置可视窗口，针对柜体的密封及防止变形的问题，采取了以下措施：1)本发明的具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜最大可以做到7个回路装在同一个气箱内部，所以对于多回路不锈钢气箱操作面的的平面度必须小于1mm，在设计不锈钢箱体结构时，考虑抽真空状态和充气压力状态的因素，设计气箱加强筋板焊接在不锈钢气箱内壁上，同时设计连接不锈钢箱体前板和后板的加强梁，以防止产品的大面积因压力过高变形。2)本发明的具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜在局部需要开有可视窗口，对于可视窗口的密封面的平面度必须小于0.5mm要求，所以设计时解决可视窗口处的变形问题是关键，首先设计出专用的可视窗口加强板，焊接在相对应的不锈钢箱体可视窗口内部，才能保证平面度，其次是设计出专用的透明罩，并保证透明罩有足够的机械强度，最后是设计专用的密封圈，才能保证开口处的密封。通过以上三种方法防止因开窗口导致箱体侧壁强度变弱而产生变形，同时对开口的部位进行密封处理，防止气体泄漏而导致开关性能失效。3)许多生产充气柜的厂家动密封采用传统的油封技术，就是在密封部位两端安装油封，然后在油封内部灌入机油，起到密封的作用，它的密封性、可靠性和耐低温性都存在隐患。所以我们设计动密封时采用磁流体技术，它的密封性、耐低温性以及可靠性比传统的油封技术有很大的提高。产品经过多次设计修改，调试，最终带有可视窗口的开关柜产品成功开发完成。
应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，包括开关柜柜体，其特征在于，所述开关柜柜体包括充有一定工作压力的六氟化硫气体的密封气箱，所述气箱内包括一个或多个负荷开关组成的一个或多个开关回路，所述气箱箱体的每个回路的操作面上均开有能观察到负荷开关三个工位状态的可视窗口；所述气箱箱体内壁对应所述可视窗口的位置处具有可视窗口加强板，所述可视窗口上具有透明罩，所述透明罩与所述可视窗口的边框密封连接。
2.根据权利要求1所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述可视窗口加强板焊接在气箱内壁对应所述可视窗口的位置处，加强板上具有三个开口分别对应开关的合闸位置、分闸位置和接地位置。
3.根据权利要求2所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述可视窗口的透明罩由聚碳酸酯材料加工制成；所述透明罩在对应所述可视窗口的边框位置处加装有密封圈，所述透明罩通过紧固件紧固在气箱箱体上。
4.根据权利要求1至3之一所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述气箱内设置多个气箱加强筋板以及前后板加强梁，分别焊接在气箱内壁上以及气箱前后板之间。
5.根据权利要求4所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述可视窗口的形状为长方形或半圆形或其它能显示负荷开关三个工位状态的任何形状。
6.根据权利要求5所述的12kV、24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述可视窗口的形状为长方形，窗口尺寸为180mm×45mm。
7.根据权利要求1所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜，其特征在于，所述气箱箱体为不锈钢箱体；气箱内包括一个、二个、三个、四个、五个、六个或七个开关回路。
8.一种12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜的负荷开关，其特征在于，包括负荷开关本体，所述负荷开关本体包括开关骨架、触头支座、开关动触头、开关静触头、开关主轴、触头导电杆，开关动触头可转动地套装在开关主轴上，开关静触头分别与固定在开关骨架上方和下方的触头支座连接，触头支座连接触头导电杆；所述开关骨架的前面板上具有能观看到动触头三个工位位置的骨架开口。
9.根据权利要求8所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜的负荷开关，其特征在于，所述负荷开关本体与气箱箱体和操作机构的之间的动密封采用磁流体密封件。
10.根据权利要求8所述的12kV/24kV具有可视窗口的SF6负荷开关充气柜的负荷开关，其特征在于，所述开关主轴由聚碳酸酯材料加工制成，触头支座由环氧树脂材料制成；开关动触头、开关静触头以及触头导电杆为铜质材料。
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C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Liu Yugang

Inventor after: Wang Deming

Inventor before: Wang Deming

Inventor before: You Yongxin

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG DEMING YU YONGXIN TO: LIU YUGANG WANG DEMING

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Denomination of invention: 12kV/24kV SF6 load switch inflatable cabinet with visual window

Effective date of registration: 20140103

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Precision Power Technology Co., Ltd.|Beijing Precision Electric Co., Ltd.

Registration number: 2014990000004

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Denomination of invention: 12kV/24kV SF6 load switch inflatable cabinet with visual window

Effective date of registration: 20140103

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing Precision Power Technology Co., Ltd.|Beijing Precision Electric Co., Ltd.

Registration number: 2014990000004

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C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: BEIJING HERUI SEL POWER TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: BEIJING HERUI SEL POWER SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Advantech No. 7 building, 100085 Beijing city Haidian District on the street 5

Patentee after: BEIJING HEROSAIL POWER SCI & TECH CO., LTD.

Address before: Advantech No. 7 building, 100085 Beijing city Haidian District on the street 5

Patentee before: Beijing Herui SEL Power Science & Technology Co., Ltd.

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Date of cancellation: 20150514

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: Beijing all powerful electric power Co., Ltd.|Beijing, China, Polytron Technologies Inc

Registration number: 2014990000004

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Change date: 20150514

Registration number: 2014990000004

Pledgor after: Beijing all powerful electric power Co., Ltd.

Pledgor after: Beijing, China, Polytron Technologies Inc

Pledgor before: Beijing Precision Power Technology Co., Ltd.

Pledgor before: Beijing Precision Electric Co., Ltd.

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Denomination of invention: 12kV/24kV SF6 load switch inflatable cabinet with visual window

Effective date of registration: 20150610

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: BEIJING HEROSAIL POWER SCI & TECH CO., LTD.

Registration number: 2015990000459

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Date of cancellation: 20160513

Granted publication date: 20130522

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Pledgor: BEIJING HEROSAIL POWER SCI & TECH CO., LTD.

Registration number: 2015990000459

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Denomination of invention: 12kV/24kV SF6 load switch inflatable cabinet with visual window

Effective date of registration: 20160829

Granted publication date: 20130522

Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee

Pledgor: BEIJING HEROSAIL POWER SCI & TECH CO., LTD.

Registration number: 2016990000748

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Granted publication date: 20130522

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Pledgor: BEIJING HEROSAIL POWER SCI & TECH Co.,Ltd.

Registration number: 2016990000748