CN102820625A - 断路器开关柜 - Google Patents

Abstract

一种断路器开关柜，包括柜体，柜体上设置有前盖面板、下电缆室门板、共箱气箱、下电缆室、机构室和二次室，其中，共箱气箱设置在柜体的中部，下电缆室设置在柜体的下部，共箱气箱为常压密封箱体，共箱气箱内填充常压空气。机构室和二次室分别设置在共箱气箱的前后两侧，机构室设置于柜体的中部且位于前盖面板的后面。共箱气箱内设置有一至三个进、出线导电回路的三相真空灭弧室组件、灭弧室动触头分合的传动组件、隔离和接地三工位开关、灭弧室绝缘支承框架组件、低位母线绝缘屏障结构组件。本发明具有结构紧凑、整机体积小、安全环保、操作灵活、性能可靠、使用寿命长、运行维护费用低的特点。

Description

断路器开关柜

技术领域

本发明涉及一种断路器开关柜，特别是一种用于交流配网网络的采用空气绝缘的紧凑型断路器开关柜。 

背景技术

随着社会的经济发展，城市化进程的不断加速，对配电网建设提出了更多的要求，大量新建或扩建城市配网变电所受建筑面积限制，要求配电网电力装置的占地面积进一步减少，集约利用土地资源、提高土地利用强度。为了适应配网变电所对电力装置的紧凑小型化要求，各种紧凑型的电气开关柜不断涌现。而其重大的技术突破主要来源于二十年前采用了六氟化硫SF₆气体绝缘技术在中压配网紧凑小型设备上的应用。SF₆作为一种绝缘气体，有卓越的绝缘性能，优异的冷却电弧特性。在电气设备的应用中，可以大幅缩少设备的尺寸，提高设备绝缘的可靠性，所以SF₆绝缘开关柜曾经广泛应用电力市场。 

中国专利文献号CN2766426Y于2006年03月22日公开了一种箱式六氟化硫开关柜，由柜体，主回路开关及带电附件室，操作机构室及电缆室四个部分组成，主回路开关及带电附件室是一个密封箱体，密封箱体内充满了SF₆绝缘气体。 

虽然SF₆气体绝缘开关设备具有许多优良的性能，但其因受气体的物理特性和对环境的影响因素限制了其的应用，首先SF₆气体是具有高度稳定性的温室效应气体，当它被排放在大气中，能促使地球气候变化，给人类的生存环境带来不利的影响。由于SF₆是目前为止发现的全球增温潜势（GWP）最高的的物质，即是最强烈的温室效应气体，温室效应是CO₂的23900倍，且可以在自然环境中稳定存在3400年，在1997年通过的《联合国气候变化框架公约京都议定书》六种规定减排的温室气体中温室效应排列第一。其次SF₆在电弧放电时会分解形成有毒性的硫低氟化合物。第三其密封箱体是在带压力状态下工作，密封要求高，加工困难，检测维护复杂，一旦发生泄漏，绝缘破坏，极易造成人身伤亡事故。全球对SF₆应用对策：超高压、高压电气设备严格循环回收应用，在中低压电气设备限制使用。 

作为代替SF₆紧凑小型化的应用技术措施，正在试验与开发的技术主要有环氧树脂固体全封闭的环网柜绝缘技术，应用SF₆+N₂（氮气）绝缘技术，压缩空气的绝缘技术（加压至十多个大气压）这几种。 

中国专利文献号CN201051616Y于2008年4月23日公开了一种固体绝缘的全封闭环网柜，所述的高压真空开关由固定在箱体内的壳体和装在其中的主开关及隔离刀组成，其中所述的壳体由环氧树脂制成。但是，由于环氧树脂固体绝缘的真空加工工艺要求极高，其通常由双组份或多组份液体材料搅拌浇注加工固化，容易在加工中产生微小汽泡，存在高电压时产生局部放电，过电压时形成击穿致绝缘失效的风险。同时，由于环氧树脂固体材料是一种脆性材料，在安装和运输容易损伤。并且，在其生产过程会产生固体废弃物。 

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构紧凑、整机体积小、安全环保、操作灵活、性能可靠、使用寿命长、运行费用低的断路器开关柜，以克服现有技术中的不足之处。 

按此目的设计的一种断路器开关柜，包括柜体，柜体上设置有前盖面板、下电缆室门板、共箱气箱、下电缆室、机构室和二次室，其中，共箱气箱设置在柜体的中部，下电缆室设置在柜体的下部，其特征是共箱气箱为常压密封箱体，共箱气箱内填充常压空气。 

所述机构室和二次室分别设置在共箱气箱的前后两侧，机构室设置于柜体的中部且位于前盖面板的后面。 

所述共箱气箱内设置有一至三个进、出线导电回路的三相真空灭弧室组件、灭弧室动触头分合的传动组件、隔离和接地三工位开关、灭弧室绝缘支承框架组件、低位母线绝缘屏障结构组件。 

所述低位母线绝缘屏障结构组件包括呈裙式绝缘结构的低位母线。 

所述从三相真空灭弧室组件与灭弧室绝缘支承框架组件的每相之间设置有用于主动预防相间故障发生的绝缘隔板，该绝缘隔板固定安装在灭弧室绝缘支承框架组件的下支承梁上。 

所述一至三个进、出线导电回路的每相进线连接有电缆套管。 

所述一至三个进、出线导电回路的真空断路器与隔离和接地三工位开关的操作机构设置在共箱气箱的前侧，真空断路器与隔离和接地三工位开关操作轴连接。 

所述二次室设置在共箱气箱的前侧、隔离和接地三工位开关的操作机构的旁边。 

所述共箱气箱的侧面设置有用于增加扩展组件的扩展孔侧封板。 

本发明采用上述的技术方案后，可以有效解决当前配网开关柜的体积偏大、使用SF₆气体灭弧与绝缘给环境带来严重污染、环氧树脂固体绝缘有大量固体废弃物且存在绝缘失效后无法恢复而致事故的风险、以及可扩展性差、可靠性差、制造困难和运行维护成本增加等问题。 

本发明基于现代配电设备的应用要求，以均匀电场与局部复合绝缘技术为基础，通过三相真空灭弧室组件进行灭弧，由空气绝缘的绝缘支承框架、低位母线绝缘屏障结构组件、填充常压空气的共箱气箱来满足功能的需要且实现整体结构的缩小。 

本发明采用有自愈特质的空气绝缘和复合材料局部绝缘，不会对大气造成污染，没有SF₆温室气体泄漏风险，不产生大量固体废弃物，环保安全且带有自愈特质的空气绝缘结构，不受运行环境影响，对恶劣环境的适应性比较强且可免维护，运行成本低，安装用地少，初始投资以及后期运行的费用都大为减少。 

本发明可通过卸下在共箱气箱的宽度方向上的扩展孔侧封板，增加扩展组件，将共箱气箱向左右侧向灵活扩展，实现多回路的并联运行；本发明能够并联母线联络柜、计量柜或电压互感器柜，以满足供电系统配电运行的多样化使用要求。 

本发明具有结构紧凑、整机体积小、安全环保、操作灵活、性能可靠、使用寿命长、运行费用低的特点。 

附图说明

图1为本发明一实施例的主视结构示意图。 

图2为图1的俯视结构示意图。 

图3为图1的左视结构示意图。 

图4为灭弧室动触头分合的传动组件、灭弧室动触头压簧组件、真空灭弧室及隔离开关静触头组装后的主视结构示意图。 

图5为图4的俯视结构示意图。 

图6为图4的左视结构示意图。 

图7为图1移除前盖面板和下电缆室门板后的结构示意图。 

图8为图1中的A-A向剖视结构示意图。 

图中：1为前盖面板，2为下电缆室门板，3为共箱气箱，4为下电缆室，5为机构室，6为三相真空灭弧室组件，7为传动组件，8为隔离和接地三工位开关，9为灭弧室绝缘支承框架组件，10为低位母线绝缘屏障结构组件，11为灭弧室动触头分合的传动组件，12为灭弧室动触头压簧组件，13为真 空灭弧室，14为隔离开关静触头，15为扩展孔侧封板。 

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。 

参见图1-图8，本断路器开关柜，包括柜体，柜体上设置有前盖面板1、下电缆室门板2、共箱气箱3、下电缆室4、机构室5和二次室，其中，共箱气箱3设置在柜体的中部，下电缆室4设置在柜体的下部，共箱气箱3为常压密封箱体，共箱气箱3内填充常压空气。 

二次室、机构室、下电缆室4设置在共箱气箱3外，机构室5和二次室分别设置在共箱气箱3的前后两侧，机构室5设置于柜体的中部且位于前盖面板1的后面。 

共箱气箱3内设置有一至三个进、出线导电回路的三相真空灭弧室组件6、灭弧室动触头分合的传动组件11、隔离和接地三工位开关8、灭弧室绝缘支承框架组件9、低位母线绝缘屏障结构组件10。 

共箱气箱3的侧面设置有用于增加扩展组件的扩展孔侧封板15。 

三相真空灭弧室组件6包括灭弧室动触头分合的传动组件11、灭弧室动触头压簧组件12、真空灭弧室13、隔离开关静触头14、灭弧室绝缘支承框架组件9、隔离和接地三工位开关8、低位母线绝缘屏障结构组件10。 

低位母线绝缘屏障结构组件10包括呈裙式绝缘结构的低位母线；该低位母线的支撑构成相间与相对地的有屏障的空气绝缘结构。 

灭弧室绝缘支承框架组件9实现结构强度构件与绝缘材料的集合，承担电气开关开断工作状况下的机械支持强度和分隔绝缘作用的支承框架，把灭弧室带电体屏蔽在绝缘支承框架之间，使相与相，相与地之间电场变为均匀电场。 

灭弧室绝缘支承框架组件是具有承担电气开关开断工作状况下的机械支持强度和分隔绝缘作用的支承框架，绝缘结构尺寸可以做到很少，且把灭弧室带电体屏蔽在绝缘支承框架之间，使相与相，相与地之间电场变为均匀电场。多于一个导电回路的共箱结构，得到最大限度的紧凑尺寸，约是传统同样功能线路的开关柜的占地的三分之一。 

从三相真空灭弧室组件6与灭弧室绝缘支承框架组件9的每相之间设置有用于主动预防相间故障发生的绝缘隔板，该绝缘隔板固定安装在灭弧室绝缘支承框架组件9的下支承梁上。 

一至三个进、出线导电回路的每相进线连接有电缆套管。 

一至三个进、出线导电回路的真空断路器与隔离和接地三工位开关8的操作机构设置在共箱气箱3的前侧，真空断路器与隔离和接地三工位开关8 操作轴连接；通过四个固定螺栓就能快捷进行更换与升级。 

二次室设置在共箱气箱3的前侧、隔离和接地三工位开关8的操作机构的旁边，以减低外形尺寸。 

隔离和接地三工位开关可以通过设置在柜体上的透明的观察孔进行隔离和接地位置的可视。接地三工位开关具有E2级额定短路电流的关合能力，能减少故障扩大，提高电力设备的供电可靠性。 

本发明通过采用钣金箱板专用长效密封胶填封接缝形成箱体的静密封，密封圈拼接操作转动轴孔形成箱体的动密封；将运行环境中的尘埃，污秽，潮湿空气隔离，有效地减缓了电源体的腐蚀，延长了开关柜的使用寿命，确保免维护的结构长寿命有效工作。 

本发明工作时，灭弧室动触头分合的传动组件11在操作机构动作向上拉，真空灭弧室13的动静触头断开，逆时针旋转拉开隔离和接地三工位开关8至隔离位置，完成停电操作；当隔离和接地三工位开关8顺时针旋转至合闸位置时，将灭弧室动触头分合的传动组件11在操作机构动作向下压，真空灭弧室13的动静触头关合，完成送电操作。 

以上仅为本发明的最佳实施例，但是，凡在本发明的精神与原则之内的等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种断路器开关柜，包括柜体，柜体上设置有前盖面板（1)、下电缆室门板（2）、共箱气箱（3)、下电缆室（4)、机构室（5）和二次室，其中，共箱气箱（3）设置在柜体的中部，下电缆室（4）设置在柜体的下部，其特征是共箱气箱（3）为常压密封箱体，共箱气箱（3）内填充常压空气。

2.根据权利要求1所述的断路器开关柜，其特征是所述机构室（5）和二次室分别设置在共箱气箱（3）的前后两侧，机构室（5）设置于柜体的中部且位于前盖面板（1）的后面。

3.根据权利要求2所述的断路器开关柜，其特征是所述共箱气箱（3）内设置有一至三个进、出线导电回路的三相真空灭弧室组件（6)、灭弧室动触头分合的传动组件（11)、隔离和接地三工位开关（8)、灭弧室绝缘支承框架组件（9）、低位母线绝缘屏障结构组件（10）。

4.根据权利要求3所述的断路器开关柜，其特征是所述低位母线绝缘屏障结构组件（10）包括呈裙式绝缘结构的低位母线。

5.根据权利要求4所述的断路器开关柜，其特征是所述从三相真空灭弧室组件（6）与灭弧室绝缘支承框架组件（9）的每相之间设置有用于主动预防相间故障发生的绝缘隔板，该绝缘隔板固定安装在灭弧室绝缘支承框架组件（9）的下支承梁上。

6.根据权利要求5所述的断路器开关柜，其特征是所述一至三个进、出线导电回路的每相进线连接有电缆套管。

7.根据权利要求6所述的断路器开关柜，其特征是所述一至三个进、出线导电回路的真空断路器与隔离和接地三工位开关（8）的操作机构设置在共箱气箱（3）的前侧，真空断路器与隔离和接地三工位开关（8）操作轴连接。

8.根据权利要求7所述的断路器开关柜，其特征是所述二次室设置在共箱气箱（3）的前侧、隔离和接地三工位开关（8）的操作机构的旁边。

9.根据权利要求1至8任一所述的断路器开关柜，其特征是所述共箱气箱（3）的侧面设置有用于增加扩展组件的扩展孔侧封板（15）。

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