CN102427206B - 金属铠装小型化固定式开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属铠装小型化固定式开关设备，包括仪表箱、机构箱、组合电器及电流互感器和接地开关，柜体包括上柜体单元和下柜体单元，组合电器安装在上柜体单元上，且上柜体单元上的上侧板安装有母线穿墙套管，隔离开关静触头分别浇注在各自基座内并位于墙体的内侧，组合电器的三相隔离开关动触头与三相隔离开关静触头对应；三个电流互感器相互搭接并安装在下柜体单元，接地开关和避雷器安装在下柜体单元内，组合电器及三个电流互感器将柜体分为上部的主电缆室、中部的真空开关室以及下部的开关电缆室。本发明具有合闸、隔离和接地功能，有明显的隔离断口，结构紧凑，安装方便，能提高安装效率，缩小柜体安装空间和柜体制造成本。

Description

金属铠装小型化固定式开关设备

技术领域

本发明涉及一种金属铠装小型化固定式开关设备，属于固定式高压开关柜技术领域。

背景技术

在高压电器技术领域中，户内箱式金属封闭开关设备是新一代小型化、组合式电气开关设备，可广泛应用于3～12kV三相交流50Hz的电力系统中，适用于各类箱式变电站、环网配电系统中。

对于中压(3.6kV～24kV)环网柜中大多为采用SF₆气体作为绝缘介质和灭弧介质的充气式开关，但SF₆环网柜存在可能的SF₆气体的泄露，因此在使用过程中，需要定期对的开关维护，因此需要额外的运行维护成本，且SF₆气体的回收及后处理非常困难。而真空开关设备能解决上述问题，因此一些开关设备，如隔离开关与真空开关组合后形成的组合电器就是将隔离开关与真空开关灭弧室完全固封为一体式，具有结构紧凑，能缩小柜体尺寸的优点。但固定式开关设备柜体是由多个板筋件连接，因此柜体结构复杂，装配烦琐，生产效率低，而组合电器是固定安装在柜体中内，不便于用电现场维护及检修。再则，开关设备内电流互感器是安装在电缆室内，电流互感器与真空开关室的连接是通过连接导线，为达到安全工作的目的，柜体上还设有隔板使柜体形成真空开关室和电缆室，因此连接导线需要穿过设置在开关柜隔板上的穿墙套管与真空开关连接，因此势必增加开关柜的尺寸而增加制造成本，加之穿墙套管必须通过导线连接一起使用，这就使开关柜的空间必须足够大，不仅增加了开关柜的制造成本，而且随着开关柜的空间增大而使得占地面积增加。其次目前的穿墙套管三相都是独立使用的，因此当穿墙套管安装在柜体上时均需进行调整，以确保各相能可行连接，并且为了避免穿过柜体时产生磁场涡流，还需将其安装在不锈钢板上，又进一步增加了柜体的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑，安装方便，能提高安装效率，缩小柜体安装空间和柜体制造成本的金属铠装小型化固定式开关设备。

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种金属铠装小型化固定式开关设备，包括安装在柜体上的仪表箱、机构箱、隔离开关与真空开关构成的组合电器以及电流互感器和接地开关，其特征在于：所述柜体包括上柜体单元和下柜体单元，上柜体单元包括组合电器安装板和周边具翻边的顶盖板、后上封板及两上侧板，顶盖板的一端与机构箱的箱体连接、另一端与后上封板顶部连接，且顶盖板上设有上泄压口，仪表箱可拆安装在顶盖板的顶部，两上侧板分别安装在组合电器安装板的两侧，且组合电器安装板上设有两侧的挡板和下部具有四个以上滚动体的导轨，组合电器安装板的前端具有对组合电器限位的锁扣，两上侧板通过周边的翻边分别安装在顶盖板两侧的翻边、后上封板两侧的翻边以及机构箱和箱体的两侧；所述的下柜体单元包括周边具有翻边的后下封板、两下侧板及底板，后下封板通过翻边与后上封板的翻边连接，两下侧板的翻边分别与两上侧板、后下封板两侧以及底板两侧的各翻边连接，两下侧板的前部安装有下门板，后下封板上设有下泄压口；

所述组合电器安装在组合电器安装板上并由锁扣限位，且组合电器前部与机构箱的箱体连接、后部与后上封板连接，其中一个上侧板安装有母线穿墙套管，所述的母线穿墙套管包括环氧树脂制成的墙体和三个基座，三相隔离开关静触头分别浇注在各自基座内并位于墙体的内侧，且三相隔离开关静触头下端为三相隔离开关合闸触点、上端面与三相主母排连接，设置在墙体外侧的三个铜排接头分别通过紧固件与各自的隔离开关静触头连接，墙体两侧位于各基座的外周设有一圈以上的外伞裙，墙体位于各母线铜排的外周设有一圈以上的内伞裙，且组合电器的隔离开关主轴上的三相隔离开关动触头与母线穿墙套管上的三相隔离开关静触头对应；

所述三个电流互感器相互搭接并安装在两下侧板的上部，各电流互感器上部与组合电器上的各相真空开关出线铜排连接、底部与各相接地开关静触头连接，接地开关和避雷器安装在下柜体单元内，组合电器和三个电流互感器将柜体分为上部的主电缆室、中部的真空开关室以及下部的开关电缆室。

本发明柜体采用上柜体单元和下柜体单元，上柜体单元具有独立的仪表箱，使仪表箱能可拆安装顶盖板的顶部，组合电器安装板与两上侧板连接，组合电器安装板上具有两侧挡板和下部具有滚动体的导轨，通过两侧挡板对组合电器起到定位作用，当组合电器推动到达位置后，通过设置在组合电器安装板前端的锁扣进行锁定，再与机构箱的箱体及后上封板连接，可以组合电器装卸方便，可抽出组合电器以便于用电现场维护及检修，且拼装柜体时也十分简便，并使柜体具有较好的机构强度。本发明采用上柜体单元和下柜体单元，能有效地减小柜体的零部件数量，各零部件都能实现标准化生产，能提高装配效率，柜体紧凑、体积小。

本发明的母线穿墙套管采用环氧树脂绝缘材料一次成型为墙体，而墙体上设有三个基座，因此能将各隔离开关静触头直接浇注在各自的基座，三个铜排接头通常紧固件安装在各自的隔离开关静触头上，本发明的母线穿墙套管将三相集为一体，同时各相间通过伞裙以保证足够的爬电距离，能满足使用要求，减少了占用空间，节约开关柜的造价。本发明由于将隔离开关静触头整体浇注在母线穿墙套管中，其上端与主母排搭接，如需并柜，在母线穿墙套管外侧的三个铜排接头可以联接，实现并柜主母排联接，不需并柜时，穿墙套管外侧的铜排接头可以安装绝缘防护罩，使静触头完全绝缘，安装方便灵活，通过母线穿墙套管和组合电器的绝缘底座在拼柜运行时使主母线室形成独立隔室，整个隔离开关完全处于主母线室内，彻底杜绝隔离开关在发生故障后，故障蔓延至相邻柜。

本发明三相电流互感器相互搭接并安装在两下侧板的上部，与组合电器一起将柜体分为上部的主电缆室、中部的真空开关室以及下部的电缆室，整体柜型结构更清晰，尤其电流互感器的一次接线为上下接线，结构紧凑，有效节约了开关柜的空间，可以能缩小开关柜的尺寸，而降低制造成本。

本发明顶盖板上设有上泄压口，而后下封板设有下泄压口，因此柜体的母线室以及电缆室具有独立的泄压通道，当开关柜发生故障时，能分别通过上泄压口和下泄压口将柜体内的故障压力从后部并向上彻底释放，有效防止事故过程中，压力释放不及时使柜体发生变形，能而提高柜体的防护等级。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1是本发明金属铠装小型化固定式开关设备的结构示意图。

图2是图1拆除机构箱和下门板后的A向结构示意图。

图3是本发明母线穿墙套管的结构示意图。

图4是图3的B向结构示意图。

图5是本发明电流互感器的结构示意图。

其中：1-仪表箱，2-柜体，2-1-顶盖板，2-2-组合电器安装板，2-3-下门板，2-4-底板，2-5-下侧板，2-6-后下封板，2-7-后上封板，2-8-上侧板，3-母线穿墙套管，3-1-墙体，3-2-基座，3-3-隔离开关静触头，3-4-外伞裙，3-5-铜排接头，3-6-内伞裙，3-7-竖伞裙，4-机构箱，5-组合电器，5-1-隔离开关，5-2-真空开关，6-电流互感器，6-1-连接法兰，6-2-下挡边，6-3-上挡边，7-接地开关，7-1-高压传感器，8-主母排，9-避雷器。

具体实施方式

见图1、2所示，本发明金属铠装小型化固定式开关设备，包括安装在柜体2上的仪表箱1、机构箱4、隔离开关与真空开关构成的组合电器5以及电流互感器6和接地开关7，仪表箱1包括装有自供电继电器和带点显示装置的仪表箱体以及铰接在仪表箱体开口一侧的仪表箱门板，机构箱4包括安装有开关操作机构的机构箱体和安装在机构箱体开口一侧的机构箱门板，该组合电器5是将隔离开关与真空开关灭弧室完全固封为一体式，主回路纵向布置，使隔离开关5-1与真空开关5-2构成一体化结构，该隔离开关5-1为二工位隔离开关，而真空开关5-2为真空断路器，或者真空开关5-2为真空负荷开关，即组合电器由二工位隔离开关与真空断路器构成，也可是二工位隔离开关与真空负荷开关构成，并配有开关操作机构，如现有的弹簧操作机构或电磁操动机构等。

见图1、2所示，本发明柜体2包括上柜体单元和下柜体单元，上柜体单元包括组合电器安装板2-2和周边具翻边的顶盖板2-1、后上封板2-7及左右两侧的两上侧板2-8，由于顶盖板2-1、后上封板2-7及两上侧板2-8均设有翻边，不仅能增加各板的机械强度，而且可通过翻边相线连接，顶盖板2-1的一端与机构箱4的箱体连接、另一端与后上封板2-7顶部连接，由于顶盖板2-1为一体式设计，便于安装，并且保证了柜体2顶部强度，有效的防止传统固定柜易变形的缺点，本发明在顶盖板2-1上设有上泄压口，当母线室发生故障压力急剧上升时，通过上泄压口释放故障压力，以防止柜体2受压力变形，本发明顶盖板2-1的外侧铰接有上泄压盖板，上泄压盖板盖在上泄压口的上部，通过压力使泄压盖板及时往外翻开，释放故障压力。见图1所示，本发明仪表箱1可拆安装在顶盖板2-1的顶部，采用紧固件连接，由于仪表箱1相独立设置，因此方便安装及拆卸，两上侧板2-8分别安装在组合电器安装板2-2的两侧，组合电器安装板2-2上设有两侧的挡板和下部具有四个以上滚动体的导轨，通过两侧的挡板对组合电器的绝缘底板进行限位，而导轨上的滚动体为滚珠，通过导轨方便将组合电器进行配柜，在组合电器安装板2-2的前端具有对组合电器5限位锁扣，该锁扣可采用铰接在组合电器安装板2-2的螺杆和安装在螺杆上的螺母构成，该螺杆设置在组合电器5的绝缘底板的安装槽内即可用螺母锁定，该锁扣也可采用铰接在组合电器安装板2-2的锁钩结构。本发明两上侧板2-8通过周边的翻边分别安装在顶盖板2-1两侧的翻边、后上封板2-7两侧的翻边以及机构箱4箱体的两侧，使上柜体单元能形成模块化生产，而提高装配效率。

见图1、2所示，本发明下柜体单元包括周边具有翻边的后下封板2-6、左右两侧的两下侧板2-5及底板2-4，由于后下封板2-6、两下侧板2-5及底板2-4均设有翻边，不仅能增加各板的机械强度，可通过各翻边相互连接，后下封板2-6通过翻边与后上封板2-7的翻边连接，两下侧板2-5的翻边分别与两上侧板2-8、后下封板2-6两侧以及底板2-4两侧的各翻边连接，两下侧板2-5的前部安装有下门板2-3，后下封板2-6设有下泄压口，当发生故障时，通过下泄压口以释放压力，本发明在后下封板2-6的外侧铰接有下泄压盖板，且下泄压盖板盖在下泄压口处，通受气体压力使下泄压盖板向外翻开，从柜体2后部向上彻底释放故障压力。

见图1、2的所示，本发明组合电器5安装在组合电器安装板2-2上并由锁扣限位，且组合电器5前部与机构箱4的箱体连接、后部与后上封板2-7连接，使组合电器5与上柜体单元可靠连接，其中一个上侧板2-8安装有母线穿墙套管3，可如图1所示，右侧的上侧板2-8上安装有母线穿墙套管3，见图3、4所示，本发明的母线穿墙套管3包括环氧树脂制成的墙体3-1和三个基座3-2，三相隔离开关静触头3-3分别浇注在各自基座3-2内并位于墙体3-1的内侧，为使隔离开关静触头3-3可靠地浇注在基座3-2上，隔离开关静触头3-3上设有凹凸面，且凹凸面嵌接在基座3-2的凸凹面上，三相隔离开关静触头3-3下端为三相隔离开关合闸触点、上端面与三相主母排8连接，通过隔离开关动触头与隔离开关静触头3-3底面接触或分离实现合闸或隔离工作位置，设置在墙体3-1外侧的三个铜排接头3-5分别通过紧固件与各自的隔离开关静触头3-3连接，因此可通过铜排接头3-5实现并柜主母排8的联接，而当不需并柜时，各铜排接头3-5可以安装绝缘防护罩或拆下铜排接头3-5后安装绝缘堵头，使隔离开关静触头3-3完全绝缘，安装使用方便，通过本发明的母线穿墙套管3使得主母线室在拼柜运行时形成独立隔室，彻底杜绝二工位隔离开关在发生故障后，故障蔓延至相邻柜。见图3、4所示，本发明墙体3-1两侧位于各基座3-2的外周设有一圈以上的外伞裙3-4，墙体3-1位于各铜排接头的外周设有一圈以上的内伞裙3-6，各相间通过伞裙来增加爬电距离，满足使用要求，而墙体3-1沿内伞裙3-6的下部具有向下延伸的竖伞裙3-7，能在有限的空间内能满足绝缘要求，本发明墙体3-1外侧的周边设有六以上的连接座，墙体3-1的内侧设有台阶形装配面，方便通过紧固件将母线穿墙套管3安装在上侧板2-8上，组合电器5的隔离开关主轴上的三相隔离开关动触头与母线穿墙套管3上的三相隔离开关静触头3-3对应，通过操作隔离开关主轴动作使三相隔离开关动触头与母线穿墙套管3上的三相隔离开关静触头3-3实现合闸或隔离。

见图1、2以及5所示，本发明三个电流互感器6相互搭接并安装在两下侧板2-5的上部，该电流互感器6中部具有周边外凸的连接法兰6-1，柜体连接螺孔设置在连接法兰6-1的左右两侧，可与两下侧板连接，连接法兰6-1的前后侧分别设有相配的上挡边6-3和下挡边6-2，相邻电流互感器6前后相接将柜体分隔成真空开关室和电缆室，各电流互感器6上部与组合电器5上的各相真空开关出线铜排连接、底部与各相接地开关静触头连接，电流互感器6的二次侧通过导线与自供电继电器连接，通过电流互感器6提供保护脉冲信号给自供电继电器，当线路某一相发生故障时，电流互感器6提供保护脉冲信号，保护随即输出电压信号使分闸线圈动作，实现故障自动分闸。

见图1、2所示，本发明接地开关7和避雷器9安装在下柜体单元内，接地开关7上装有三相高压传感器7-1，各相高压传感器7-1连接仪表箱1上带点显示装置，接地开关7与下门板2-3有可靠的联锁机构，接地开关7不处于“合闸”状态，下门板2-3不能开启，通过接地开关7有效防止检修过程中突然来电引起触电事故，另外可以放尽剩余电荷，有利于检修安全。而隔离开关和真空开关操作机构与下门板也具有联锁机构，只有当真空开关5-2处于分闸状态、隔离开关5-1处于隔离位置、接地开关7处于“接地”位置时，下门板才允许被打开，以满足“五防”联锁要求，本发明接地开关7与下门板2-3的联锁机构以及隔离开关和真空开关操作机构与前下门的联锁机构可采用现有技术的机械联锁或电气联锁。

本发明组合电器5和三个电流互感器6将柜体2分为上部的主电缆室、中部的真空开关室以及下部的开关电缆室，直接利用组合电器5的绝缘底座以及电流互感器6，将柜体2清晰的分成主母线室和真空开关室和电缆室，本发明将二工位隔离开关与真空开关的功能结合在一起，具有合闸、隔离和接地功能，有明显的隔离断口，整体柜型结构紧凑，柜体占用空间小，适用于各类箱式变电站、环网配电系统中。

Claims (4)

1.一种金属铠装小型化固定式开关设备，包括安装在柜体上的仪表箱(1)、机构箱(4)、隔离开关与真空开关构成的组合电器(5)以及三个电流互感器(6)和接地开关(7)，其特征在于：所述柜体包括上柜体单元和下柜体单元，上柜体单元包括组合电器安装板(2-2)和周边具翻边的顶盖板(2-1)、后上封板(2-7)及两上侧板(2-8)，顶盖板(2-1)的一端与机构箱(4)的箱体连接、另一端与后上封板(2-7)顶部连接，且顶盖板(2-1)上设有上泄压口，仪表箱(1)可拆安装在顶盖板(2-1)的顶部，两上侧板(2-8)分别安装在组合电器安装板(2-2)的两侧，且组合电器安装板(2-2)上设有两侧的挡板和下部具有四个以上滚动体的导轨，组合电器安装板(2-2)的前端具有对组合电器(5)限位的锁扣，两上侧板(2-8)通过周边的翻边分别安装在顶盖板(2-1)两侧的翻边、后上封板(2-7)两侧的翻边以及机构箱(4)箱体的两侧；所述的下柜体单元包括周边具有翻边的后下封板(2-6)、两下侧板(2-5)及底板(2-4)，后下封板(2-6)通过翻边与后上封板(2-7)的翻边连接，两下侧板(2-5)的翻边分别与两上侧板(2-8)、后下封板(2-6)两侧以及底板(2-4)两侧的各翻边连接，两下侧板(2-5)的前部安装有下门板(2-3)，后下封板(2-6)上设有下泄压口；

所述组合电器(5)安装在组合电器安装板(2-2)上并由锁扣限位，且组合电器(5)前部与机构箱(4)的箱体连接、后部与后上封板(2-7)连接，其中一个上侧板(2-8)安装有母线穿墙套管(3)，所述的母线穿墙套管(3)包括环氧树脂制成的墙体(3-1)和三个基座(3-2)，三相隔离开关静触头(3-3)分别浇注在各自基座(3-2)内并位于墙体(3-1)的内侧，且三相隔离开关静触头(3-3)下端为三相隔离开关合闸触点，三相隔离开关静触头(3-3)上端面与三相主母排(8)连接，设置在墙体(3-1)外侧的三个铜排接头(3-5)分别通过紧固件与各自的隔离开关静触头(3-3)连接，墙体(3-1)两侧位于各基座(3-2)的外周设有一圈以上的外伞裙(3-4)，墙体(3-1)位于各铜排接头的外周设有一圈以上的内伞裙(3-6)，且组合电器(5)的隔离开关主轴上的三相隔离开关动触头与母线穿墙套管(3)上的三相隔离开关静触头(3-3)对应；

所述三个电流互感器(6)相互搭接并安装在两下侧板(2-5)的上部，各电流互感器(6)上部与组合电器(5)上的各相真空开关出线铜排连接、底部与各相接地开关静触头连接，接地开关(7)和避雷器(9)安装在下柜体单元内，组合电器(5)和三个电流互感器(6)将柜体分为上部的主电缆室、中部的真空开关室以及下部的开关电缆室。

2.根据权利要求1所述的金属铠装小型化固定式开关设备，其特征在于：所述电流互感器(6)中部具有周边外凸的连接法兰(6-1)，柜体连接螺孔设置在连接法兰(6-1)的前后两侧，连接法兰(6-1)的左侧设有上挡边(6-3)、右侧设有下挡边(6-2)。

3.根据权利要求1所述的金属铠装小型化固定式开关设备，其特征在于：所述墙体(3-1)沿内伞裙(3-6)的下部具有向下延伸的竖伞裙(3-7)，墙体(3-1)外侧的周边设有六个以上的连接座，墙体(3-1)的内侧设有台阶形装配面。

4.根据权利要求1所述的金属铠装小型化固定式开关设备，其特征在于：所述顶盖板(2-1)的外侧铰接有上泄压盖板，上泄压盖板盖在上泄压口的上部，所述后下封板(2-6)的外侧铰接有下泄压盖板，且下泄压盖板盖在下泄压口处。