CN102664121A - 一种绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构。绝缘筒包括绝缘筒本体及其内的第一导电嵌件和第二导电嵌件。绝缘筒本体内并排设置有主接地腔体、隔离腔体、灭弧室腔体和次接地腔体。第一导电嵌件连接主接地腔体和隔离腔体。第二导电嵌件位于灭弧室腔体的下端。采用该绝缘筒的主回路结构还包括设置在主接地腔体中的主接地导杆和主接地触头；设置在隔离腔体的隔离绝缘拉杆、隔离导电块、隔离导杆和隔离触头；设置在灭弧室腔体的真空灭弧室和灭弧室绝缘拉杆；和设置在次接地腔体的次接地导杆和次接地触头。本发明的绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构节省空间、实现工作、隔离、接地三个位置，并符合环保要求。

Description

一种绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构

技术领域

本发明涉及高压电器技术领域，尤其涉及一种在高压开关领域中的一种绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构。

背景技术

现有技术的环网柜一般采用气体绝缘，即空气绝缘或SF₆气体绝缘。也就是说，安装在环网柜绝缘筒中的主回路部分采用空气或SF₆气体作为其绝缘介质。其中，空气绝缘环网柜由于其绝缘性和安全性较差，已逐渐不能适应技术发展的要求。SF₆气体环网柜与空气绝缘环网柜相比，因其体积小、全绝缘、全密封而使得绝缘性和安全性大大提高，因此被广泛应用于城市电网中。但是，SF₆气体是全球公认的温室气体之一，其温室效应是CO₂气体的2500倍，在大气中的存活寿命可达3400年，并且会在高压灭弧环境下产生有毒气体氟化物（例如SF₄、S₂F₁₀），从而严重污染环境。另外，由于SF₆气体在高压灭弧环境下会产生有毒气体，为了防止泄漏，一般SF₆气体环网柜对密封性要求高、加工工艺复杂，致使箱体造价高并且维护检测复杂从而使得制造和维护成本高昂。此外，由于带电体裸露在SF₆气体中，易被侵蚀，导致绝缘等级降低，极易造成人身伤亡事故。

固体绝缘真空环网柜因其良好的绝缘性和稳定性、无污染以及制造和维修简单、成本低廉，被认为是替代气体绝缘环网柜的最佳选择。但现有固体环网柜中的开关一般采用工作、隔离并接地两个工位的方式，且主隔离为负载侧隔离，在检修时主母线必须断电，降低了供电的可靠性。

因此，需要一种新型的绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构，使主隔离位于主母线侧，便于开关的检修，同时采用工作、隔离、接地三个工位的方式，提高产品的绝缘特性，并且进一步提高产品的安全性。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新型的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构。所述绝缘筒将开关（断路器或负荷开关）的真空灭弧室、隔离和接地开关的主导电部分密封在由环氧树脂包封的腔体内，既节省了空间和材料，又提高了产品的安全性。并且，采用真空作为内绝缘及灭弧介质并用固体绝缘材料作为外绝缘介质，无任何有毒物质的排放，完全符合环保要求。同时，所述绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构的设计符合国标及相关标准的要求，设有可见的隔离断口，即通过观察窗，实现对隔离开关工作位置和隔离位置的识别。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种绝缘筒，包括绝缘筒本体，其特征在于：所述绝缘筒还包括位于所述绝缘筒本体内的第一导电嵌件和第二导电嵌件；其中所述绝缘筒本体内并排设置有主接地腔体、隔离腔体、灭弧室腔体和次接地腔体；所述第一导电嵌件将所述主接地腔体和所述隔离腔体连接起来；所述第二导电嵌件位于所述灭弧室腔体的下端。

在一个实施例中，所述绝缘筒本体上还设置有主接地孔、主母线接孔、连接套管孔和观察窗。

在一个实施例中，所述第二导电嵌件从所述绝缘筒本体的侧面出线。

在一个实施例中，所述绝缘筒采用环氧树脂整体浇注制成。

在一个实施例中，所述第一导电嵌件和所述第二导电嵌件被压铸在所述绝缘筒本体内。

在一个实施例中，所述主回路结构采用如上所述的绝缘筒；所述主回路结构还包括设置在所述主接地腔体中的主接地导杆和主接地触头；设置在所述隔离腔体的隔离绝缘拉杆、隔离导电块、隔离导杆和隔离触头；设置在所述灭弧室腔体的真空灭弧室和灭弧室绝缘拉杆；以及设置在所述次接地腔体的次接地导杆和次接地触头；其中，在所述隔离导电块和所述真空灭弧室之间设有软连接。

在一个实施例中，所述隔离腔体的下端固定有设置在主母线套管内的主母线，所述主母线呈品字形排列。

在一个实施例中，所述真空灭弧室的一端为静端并通过静导杆与所述第二导电嵌件连接，并且所述真空灭弧室的另一端为动端并通过动导杆与所述灭弧室绝缘拉杆相连。

在一个实施例中，所述隔离导电块与所述第一导电嵌件相连；所述隔离导电块内设置有触指，所述触指与所述隔离导杆的一端滑动连接，而所述隔离导杆的另一端与所述隔离绝缘拉杆的一端相连；主接地块固定在所述主接地腔体的上端，所述主接地块内设有触指，以便与所述主接地导杆滑动连接；所述主接地触头固定在所述第一导电嵌件上；和，连接套管固定在所述次接地腔体的下端，并且所述次接地触头位于所述次接地腔体的一端。

在一个实施例中，所述主回路外设置有操作机构；所述主接地导杆的一端与所述操作机构相连；所述隔离绝缘拉杆的另一端与所述操作机构相连；所述灭弧室绝缘拉杆的一端与所述操作机构相连；并且所述次接地导杆与所述操作机构相连；其中：通过所述操作机构带动所述主接地导杆和次接地导杆向上运动使得所述主接地导杆和次接地导杆分别与所述主接地触头和次接地触头断开一距离，通过所述操作机构经由所述隔离绝缘拉杆带动所述隔离导杆向下运动使得所述隔离导杆插入所述隔离触头，并通过所述操作机构经由灭弧室绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导杆向下运动使得所述动导杆带动动触头与静导杆上的静触头接触导通，实现开关处于合闸工作位置；通过所述操作机构经由所述灭弧室绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导杆向上运动使得所述动导杆上的动触头与静导杆上的静触头断开，并通过所述操作机构经由所述隔离绝缘拉杆带动所述隔离导杆向上运动使得所述隔离导杆与所述隔离触头断开一距离，实现开关处于隔离位置；通过所述操作机构带动所述主接地导杆和次接地导杆向下运动使得所述主接地导杆和次接地导杆分别插入所述主接地触头和次接地触头，实现开关处于接地位置。

应当指出，上述实施例中的各个特征可任意组合，以实现本发明的技术效果。

与现有技术相比，本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构具有如下优点及效果：

1）本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构节省了空间和材料并提高了产品的安全性；不排放任何有毒的物质，完全符合环保要求；

2）本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构的设计符合国标及相关标准的要求，可以将开关设于工作位置、隔离位置、接地位置，并且设有可见的隔离断口（即通过观察窗观察和确认开关所处的位置及开关内部工作状态，可避免由于操作机构和拉杆连接的失效或由于操作机构不能有效带动内部开关部件到位而可能引起的安全问题）。

3）本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构将主母线设置在绝缘筒隔离腔体的下端，呈品字形排列，可用于多路接线和固定并有利于接线处之间的绝缘。

附图说明

通过结合附图阅读下面的具体实施方式，可以更好地理解本发明。在附图中，相同的附图标记表示相同/相似的部件。其中：

图1是根据本发明一个实施例的绝缘筒的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的采用图1所示绝缘筒的主回路结构的示意图，其中主回路处于工作（合闸）位置。

图3是根据本发明一个实施例的采用图1所示绝缘筒的主回路结构的示意图，其中主回路处于中间（隔离）位置。

图4是根据本发明一个实施例的采用图1所示绝缘筒的主回路结构的示意图，其中主回路处于检修（接地）位置。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例对本发明的绝缘筒及采用该绝缘筒的主回路结构作进一步的详细说明。

图1示出了根据本发明一个实施例的绝缘筒的结构示意图。如图1所示，绝缘筒100包括绝缘筒本体102以及位于绝缘筒本体102内的第一导电嵌件103和第二导电嵌件104。绝缘筒本体102可采用环氧树脂或其它绝缘材料整体浇注，通过自动压力凝胶技术制造。第一导电嵌件103和第二导电嵌件104可被直接压铸或通过其它方式固定在绝缘筒本体102的内部。在本实施例中，第一导电嵌件103和第二导电嵌件104的材料可以选择铜或铝。当然，其它适用的材料也是可行的。

绝缘筒本体102内设置有主接地腔体108、隔离腔体109、灭弧室腔体110和次接地腔体111。由图1可以看到，第一导电嵌件103将主接地腔体108和隔离腔体109连接起来，从而内部导通。第二导电嵌件104位于灭弧室腔体110的下端，并从绝缘筒本体102的侧面（例如右侧）出线。应当理解，第二导电嵌件104的形状、出线位置以及方向可根据实际需要改变，而图1仅为其中的一个实施例。

此外，绝缘筒本体102上还设置有主接地孔106、主母线接孔107、连接套管孔112和观察窗105。

如图1所示，主接地腔体108、隔离腔体109、灭弧室腔体110和次接地腔体111并排设置。但应当理解，各个腔体的排列方式和顺序可根据设计需要进行改变。在电路应用中，各个腔体可包封各自的电气部件，从而实现了电气部件之间很好的绝缘，减小了开关体积，简化了制造工艺。另外，通过设置在绝缘筒本体102上的观察窗105可以观察绝缘筒本体内部，以便确认和检查内部各部件的工作状态。

图2-4示出了根据本发明的一个实施例，采用图1所示绝缘筒的主回路结构分别处于合闸、隔离和接地位置的示意图。为便于理解，在图2-4中与图1所示绝缘筒相同/相似的部件仍沿用图1中的附图标记。如图2-4所示，主回路结构包括：绝缘筒100；设置在主接地腔体108的主接地导杆201、主接地触头218和穿过主接地孔106的主接地块220；设置在隔离腔体109的隔离绝缘拉杆202、隔离导电块219、隔离导杆217和隔离触头216；设置在灭弧室腔体110中的真空灭弧室210和灭弧室绝缘拉杆203；设置在次接地腔体111的次接地导杆204和次接地触头207；以及从绝缘筒的次接地腔体下端引出的连接套管208。应当理解，连接套管208也可与绝缘筒100设计为一体。其中，在隔离导电块219和真空灭弧室210之间设置有软连接206；隔离触头216固定在主母线套管（如图中所示主母线套管A215、主母线套管B214和主母线套管C213）上，主母线套管213、214和215分别固定在三主回路的隔离腔体109下端，呈品字形排列。

如图2-4所示，真空灭弧室210固定在绝缘筒100的灭弧室腔体110内，其一端为静端，而另一端为动端。在本实施例中，真空灭弧室210的静端向下，使静导杆211通过螺钉或其它紧固件与第二导电嵌件104连接；真空灭弧室210的动端向上，使动导杆209与灭弧室绝缘拉杆203相连。真空灭弧室210与绝缘筒100之间可填充硅胶层，或者在绝缘筒100压铸时直接将真空灭弧室210包封在绝缘筒100内。真空灭弧室210的动端端面上设置有软连接206。软连接206的一端通过灭弧室绝缘拉杆203压在动端端面上，而软连接206的另一端用螺钉（或采用焊接形式）固定在隔离导电块219上。灭弧室绝缘拉杆203与压在动端端面上的一端相对的另一端连接至操作机构205。隔离导电块219与第一导电嵌件103相连。此外，隔离导电块219内设置有触指与隔离导杆217滑动连接；而隔离导杆217的上端与隔离绝缘拉杆202的一端相连，隔离绝缘拉杆202的另一端与操作机构205相连。主接地块220固定在主接地腔体108的上端，其内设有触指，以便与主接地导杆201滑动连接。主接地导杆201的上端与操作机构相连，并且主接地触头218固定在第一导电嵌件103上。连接套管208固定在次接地腔体111的下端，并且次接地腔体111内的一端（例如下端）设置有次接地触头207。设置在次接地腔体111内的次接地导杆204的上端与操作机构205相连，并通过操作机构205带动次接地导杆204上下滑动，以便次接地导杆204的另一端可插入次接地触头207，实现导通接地。

在图2-4所示的实施例中，为了清楚起见，主回路结构上部的操作机构205由虚线绘制的方块表示，并且操作机构205可以是弹簧操作机构，也可以是其它合适类型的操作机构。从图中可见，主接地导杆201和次接地导杆204分别与操作机构205相连。另外，隔离导杆217通过隔离绝缘拉杆202与操作机构205相连，并且真空灭弧室210的动导杆209通过灭弧室绝缘拉杆202与操作机构205相连。

在工作时，主回路结构通过操作机构205带动各导杆/拉杆动作来实现开关分别处于工作位置、隔离位置和接地位置。

图2示出了开关处于工作（合闸）位置的示意图。当开关运行时，主接地导杆201和次接地导杆204可在操作机构205的带动下向上运动，使得主接地导杆201和次接地导杆204分别与主接地触头219和次接地触头207断开一定距离（该距离达到国标要求的标准，例如大于125mm）。随后，操作机构205通过隔离绝缘拉杆202带动隔离导杆217向下运动，使得隔离导杆217插入隔离触头216以便与主母线221导通。随后，操作机构205通过灭弧室绝缘拉杆203带动真空灭弧室210的动导杆209向下运动，使得动导杆209带动动触头以便与静导杆211上的静触头接触导通。此时，开关完成合闸，主母线221与出线端212导通（见图2中黑色粗体线），开关投入运行。

图3示出了开关处于隔离（中间）位置的示意图。在图3中，操作机构205通过灭弧室绝缘拉杆203带动真空灭弧室210的动导杆209向上运动，使得动导杆209上的动触头与静导杆211上的静触头断开，从而完成开关分闸。随后，操作机构205通过隔离绝缘拉杆202带动隔离导杆217向上运动，使得隔离导杆217与隔离触头216断开一定距离（所述距离达到国标要求的距离，例如大于150mm）。此时，开关处于隔离位置。当处于隔离位置的开关需要进入合闸工作状态时，可重复上述针对图2所述的操作；当处于隔离位置的开关需要接地（检修）时，则可按如下结合图4所述的操作使开关处于接地位置。

如图4所示，操作机构205带动主接地导杆201和次接地导杆204向下运动，使得主接地导杆201和次接地导杆204分别插入主接地触头218和次接地触头207，从而使开关处于接地位置，以便进行检修。

如前文所述，可通过设置在绝缘筒上的观察窗105来观察绝缘筒内各部件的位置，从而检查和确定开关的状态。

采用绝缘筒100的主回路结构中，一体化绝缘筒100的使用减小了开关体积、提高了绝缘特性、并提高了设备稳定性；采用真空作为内绝缘及灭弧介质，固体绝缘材料作为外绝缘介质，不会排放任何有毒的物质。此外，呈品字形排列的主母线可用于多路接线和固定，并有利于接线处之间的绝缘。此外，通过观察窗可观察绝缘筒内各部件的位置及工作状态，避免由于操作机构和拉杆连接的失效或由于操作机构不能有效带动内部开关部件到位而可能引起的安全问题。

本发明不局限于上述具体实施方式，本领域的技术人员可以根据本发明的教导对本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构作出各种修改和变化。所有这些修改和变化均应落在本发明的保护范围之内。虽然在附图中示出了本发明的最佳实施例，但在实际应用中，为了得到本发明的全部或一些优点，本发明的绝缘筒及采用所述绝缘筒的主回路结构不一定完全包括所有已示出的特征。因此，本发明的保护范围不应当由本发明中披露的最佳实施例确定，而应当根据所附权利要求书的内容加以确定。

Claims (10)

1.一种绝缘筒，包括绝缘筒本体，其特征在于：

所述绝缘筒还包括位于所述绝缘筒本体内的第一导电嵌件和第二导电嵌件；

其中所述绝缘筒本体内并排设置有主接地腔体、隔离腔体、灭弧室腔体和次接地腔体；

所述第一导电嵌件将所述主接地腔体和所述隔离腔体连接起来；所述第二导电嵌件位于所述灭弧室腔体的下端。

2.根据权利要求1所述的绝缘筒，其特征在于：

所述绝缘筒本体上还设置有主接地孔、主母线接孔、连接套管孔和观察窗。

3.根据权利要求2所述的绝缘筒，其特征在于：

所述第二导电嵌件从所述绝缘筒本体的侧面出线。

4.根据权利要求3所述的绝缘筒，其特征在于：

所述绝缘筒采用环氧树脂整体浇注制成。

5.根据权利要求4所述的绝缘筒，其特征在于：

所述第一导电嵌件和所述第二导电嵌件被压铸在所述绝缘筒本体内。

6.一种采用绝缘筒的主回路结构，其特征在于：

所述主回路结构采用如权利要求1-5中任一权利要求所述的绝缘筒；

所述主回路结构还包括设置在所述主接地腔体中的主接地导杆和主接地触头；设置在所述隔离腔体的隔离绝缘拉杆、隔离导电块、隔离导杆和隔离触头；设置在所述灭弧室腔体的真空灭弧室和灭弧室绝缘拉杆；以及设置在所述次接地腔体的次接地导杆和次接地触头；

其中，在所述隔离导电块和所述真空灭弧室之间设有软连接。

7.根据权利要求6中所述的主回路结构，其特征在于：

所述隔离腔体的下端固定有设置在主母线套管内的主母线，所述主母线呈品字形排列。

8.根据权利要求7所述的主回路结构，其特征在于：

所述真空灭弧室的一端为静端并通过静导杆与所述第二导电嵌件连接，并且所述真空灭弧室的另一端为动端并通过动导杆与所述灭弧室绝缘拉杆相连。

9.根据权利要求8所述的主回路结构，其特征在于：

所述隔离导电块与所述第一导电嵌件相连；所述隔离导电块内设置有触指，所述触指与所述隔离导杆的一端滑动连接，而所述隔离导杆的另一端与所述隔离绝缘拉杆的一端相连；

主接地块固定在所述主接地腔体的上端，所述主接地块内设有触指，以便与所述主接地导杆滑动连接；

所述主接地触头固定在所述第一导电嵌件上；和

连接套管固定在所述次接地腔体的下端，并且所述次接地触头位于所述次接地腔体的一端。

10.根据权利要求9所述的主回路结构，其特征在于：

所述主回路外设置有操作机构；

所述主接地导杆的一端与所述操作机构相连；所述隔离绝缘拉杆的另一端与所述操作机构相连；所述灭弧室绝缘拉杆的一端与所述操作机构相连；并且所述次接地导杆与所述操作机构相连；

其中，

通过所述操作机构带动所述主接地导杆和次接地导杆向上运动使得所述主接地导杆和次接地导杆分别与所述主接地触头和次接地触头断开一距离，通过所述操作机构经由所述隔离绝缘拉杆带动所述隔离导杆向下运动使得所述隔离导杆插入所述隔离触头，并通过所述操作机构经由灭弧室绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导杆向下运动使得所述动导杆带动动触头与静导杆上的静触头接触导通，实现开关处于合闸工作位置；

通过所述操作机构经由所述灭弧室绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导杆向上运动使得所述动导杆上的动触头与静导杆上的静触头断开，并通过所述操作机构经由所述隔离绝缘拉杆带动所述隔离导杆向上运动使得所述隔离导杆与所述隔离触头断开一距离，实现开关处于隔离位置；

通过所述操作机构带动所述主接地导杆和次接地导杆向下运动使得所述主接地导杆和次接地导杆分别插入所述主接地触头和次接地触头，实现开关处于接地位置。

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