CN103280728A

CN103280728A - 智能固体绝缘金属封闭开关设备

Info

Publication number: CN103280728A
Application number: CN2013102490674A
Authority: CN
Inventors: 任广民; 陈阵
Original assignee: Xuchang Huayuantai Electrical Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Xuchang Huayuantai Electrical Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: CN103280728B

Abstract

本发明涉及智能固体绝缘金属封闭开关设备，有效解决开关体积大，智能化程度低，防护等级低，成本高及污染环境的问题，进线电缆接头和绝缘套管内导体相连，绝缘套管内导体和静触头相接，隔离导杆下端和静触头隔离或相接，上端和真空灭弧室内的导体相连，真空灭弧室内导体经连接机构由数字保护器控制，真空灭弧室内导体连接主母线，接地导杆上端和静触头隔离或相接，隔离、接地导杆和第一、第二交叉连杆机构相连，数字式互感器嵌在绝缘套管上并和数字保护器相连，本发明将真空开关、直动式隔离接地开关、固体绝缘、数字式互感器及微机保护等多项功能融于一体，具有体积小、防护等级高、成本低等优点。

Description

智能固体绝缘金属封闭开关设备

技术领域

本发明涉及一种智能固体绝缘金属封闭开关设备。

背景技术

目前小容量变压器及电机等保护的传统方式一般为熔断器保护或电磁式互感器加继电保护装置来完成。最为广泛的是熔断器保护，故障率高，更换熔断器很繁琐，无法实现智能化；而电磁式互感器的保护方式成本高，易产生磁饱和，有爆炸危险。传统充sf6气体的开关设备存在问题是，sf6气体是六大温室气体之一，充气柜在生产及使用中的sf6泄露对大气层危害很大，在高温电弧的作用下sf6气体会产生氟化亚硫酰等有毒产物，sf6气体与水、铜、铝等反应均会产生有毒物质；由于以上开关设备在结构上存的问题，导致开关体积大，防护等级低，成本高，污染环境，故创新和改进势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种智能固体绝缘金属封闭开关设备，可有效解决开关体积大，智能化程度低，防护等级低，成本高及污染环境的问题。

本发明解决的技术方案是，进线电缆接头和绝缘套管内的导体相连接，绝缘套管内的导体和隔离开关的静触头相接，隔离导杆下端和静触头隔离或相接，上端和真空灭弧室内的导体相连，真空灭弧室内的导体经连接机构由数字保护器控制其分合闸动作，真空灭弧室内的导体连接主母线，接地导杆的上端和静触头隔离或相接，隔离导杆、接地导杆分别和第一交叉连杆机构、第二交叉连杆机构相连接，数字式互感器嵌套在绝缘套管上并和数字保护器相连，进线电缆接头、绝缘套管、静触头、隔离导杆、真空灭弧室、连接机构、主母线、隔离导杆、接地导杆、第一交叉连杆机构和第二交叉连杆机构均置于壳体内，静触头、隔离导杆、接地导杆、第一交叉连杆机构、第二交叉连杆机构构成隔离开关。

本发明将真空开关、直动式隔离接地开关、固体绝缘、数字式互感器及微机保护等多项功能融于一体，具有体积小（约为空气绝缘设备的1/8）、防护等级高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明的结构主视图。

图2为本发明第一或第二交叉连杆机构的结构主视图。

图3为本发明第一或第二交叉连杆机构的使用状态图。

图4为本发明数字式互感器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1-图4给出，本发明进线电缆接头1和绝缘套管2内的导体相连接，绝缘套管内的导体和隔离开关的静触头3相接，隔离导杆4下端和静触头隔离或相接，上端和真空灭弧室5内的导体相连，真空灭弧室5内的导体经连接机构由数字保护器12控制其分合闸动作，以实现对用电设备的保护功能，真空灭弧室5内的导体连接主母线6，接地导杆8的上端和静触头3隔离或相接，隔离导杆、接地导杆分别和第一交叉连杆机构9a、第二交叉连杆机构9b相连接，数字式互感器7嵌套在绝缘套管2上并和数字保护器相连，进线电缆接头、绝缘套管、静触头、隔离导杆、真空灭弧室、连接机构、主母线、隔离导杆、接地导杆、第一交叉连杆机构9a和第二交叉连杆机构均置于壳体内，静触头3、隔离导杆4、接地导杆、第一交叉连杆机构9a、第二交叉连杆机构9b构成隔离开关。

所述的连接机构的结构是，导向杆15和第三拐臂13相连接，第一弹簧16的一端连接第三拐臂的下端，另一端装在壳体14上，第三拐臂的拐角处装在第一转轮17上，上端和第一转轮固定在一起并经第一连杆18和第四拐臂20与第二连杆19的连接处相接，第四拐臂装在第二转轮21上，第二连杆和第三连杆22活动联接，第三连杆和凸轮23相接触，运行时整个机构的分合闸动作由数字保护器12（自动）完成，导向杆接真空灭弧室5内的导体。

所述的第一交叉连杆机构9a和第二交叉连杆机构9b的结构相同，其结构是，包括操作轴、转轮、槽钢、拉杆和拐臂，第一槽钢25中部装有操作轴26，操作轴两边的第一槽钢上对称开有第一滑动孔27a、第二滑动孔27b，操作轴上装有第三转轮26a，第三转轮两边对称装有第一拐臂28a、第二拐臂28b，第一拐臂、第二拐臂的另一端分别经置于第一滑动孔内的第一滑动头29a、第二滑动孔内的第二滑动头29b和第一拉杆30a、第二拉杆30b的一端相连接，第一拉杆和第二拉杆中部经转轴连接在一起，构成交叉活动结构，与第一槽钢平行的第二槽钢31上有与第一滑动孔、第二滑动孔相对应平行的第三滑动孔27c、第四滑动孔27d，第一拉杆另一端上的滑动头、第二拉杆另一端上的滑动头分别置于第四滑动孔、第三滑动孔内，构成拉杆两端分别沿滑动孔水平滑动结构，第一槽钢、第二槽钢两端经绝缘杆32相连接，第二弹簧33的上端固定在第一拐臂与第三转轮相连的一端上，第二弹簧下端固定在绝缘杆外侧的支架34上。

所述的第一拐臂28a、第二拐臂28b分别经销钉与第三转轮活动联接。

所述的第二槽钢31的两端分别经导套24套装在绝缘杆上。

所述的第一交叉连杆机构9a的第二槽钢和隔离导杆相连接。

所述的第二交叉连杆机构9b的第二槽钢和接地导杆相连接。

所述的静触头3和隔离导杆均置于第一绝缘筒11内，真空灭弧室5置于第二绝缘筒10内，第二绝缘筒10和第一绝缘筒11相互垂直。

所述的数字式互感器7结构原理如图4，是由缠绕在非铁磁性材料上的线圈构成，因无铁磁性材料，故不会产生磁饱和；当有交流电流从线圈通过时，a、b两端就会产生与电流大小成正比的弱电压信号。

所述的数字保护器12的CPU采用数字信号处理器DSP，由DSP自带的A/D转换功能采集数字式互感器7的a、b两端电压信号，经A/D转换为数字信号，根据此信号的大小自动判断用电设备是否有故障，并有DSP决定是否断开真空开关。

所述的数字保护器12装在壳体的操作面板上。

所述的导向杆15固定在第三拐臂13的下支臂中部。

本发明使用时，进线电缆接头1至绝缘套管2，绝缘套管2至静触头3，再至隔离导杆4，然后至真空灭弧室5，由真空灭弧室5至主母线6；当作为出线设备时，电能走向与以上顺序相反。数字式互感器7嵌套在绝缘套管2上；隔离导杆4及接地导杆8的操作均由两套相同的交叉连杆机构（如图2）完成；真空灭弧室5封闭在第二绝缘筒10内，隔离导杆4、静触头3封闭在第一绝缘筒11内，整个回路得绝缘性能由绝缘筒及绝缘筒之间的空气来保证，第二绝缘筒10和第一绝缘筒11按图1所示垂直布置；数字保护器12安装在操作面板上。

本发明是将真空开关、直动式隔离接地开关（由静触头3、隔离导杆4、接地导杆、第一交叉连杆机构9a、第二交叉连杆机构9b构成，具体结构如上）、固体绝缘、数字式互感器及微机保护（即数字保护器）等多项功能融于一体。小容量变压器保护的传统方式一般为熔断器保护或电磁式互感器加继电保护装置来完成，最为广泛的是熔断器保护，本发明将以上两种保护进行了彻底改变，采用数字式互感器与数字保护器相结合，真正使产品具备智能化，且数字式互感器取消了导磁的矽钢片，因此不会产生磁饱和，无爆炸危险；本发明相间及相对地采用空气绝缘与固体绝缘相结合，主开关采用真空灭弧室，完全克服了传统充sf6气体的开关设备的缺点，真空及空气对大气层、环境及人体均无害，本发明与纯空气绝缘的同等级设备相比，它具有体积小（约为空气绝缘设备的1/8）、防护等级高、成本低等优点；其中隔离及接地开关采用直动式结构，中间触头及静触头均为镀银弹簧触指，其操作机构为交叉连杆式，具有快速分合功能，且隔离与接地顺序运动，不会产生误操作现象；

综上所述，本发明是一种智能化、占地面积小、对环境无污染、对人无害、成本低的开关设备，它必定会产生良好的社会及经济效益。

Claims

1.一种智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，进线电缆接头（1）和绝缘套管（2）内的导体相连接，绝缘套管内的导体和隔离开关的静触头（3）相接，隔离导杆（4）下端和静触头隔离或相接，上端和真空灭弧室（5）内的导体相连，真空灭弧室（5）内的导体经连接机构由数字保护器（12）控制其分合闸动作，以实现对用电设备的保护功能，真空灭弧室（5）内的导体连接主母线（6），接地导杆（8）的上端和静触头（3）隔离或相接，隔离导杆、接地导杆分别和第一交叉连杆机构（9a）、第二交叉连杆机构（9b）相连接，数字式互感器（7）嵌套在绝缘套管（2）上并和数字保护器相连，进线电缆接头、绝缘套管、静触头、隔离导杆、真空灭弧室、连接机构、主母线、隔离导杆、接地导杆、第一交叉连杆机构（9a）和第二交叉连杆机构均置于壳体内，静触头（3）、隔离导杆（4）、接地导杆、第一交叉连杆机构（9a）、第二交叉连杆机构（9b）构成隔离开关。

2.根据权利要求1所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的连接机构的结构是，导向杆（15）和第三拐臂（13）相连接，第一弹簧（16）的一端连接第三拐臂的下端，另一端装在壳体（14）上，第三拐臂的拐角处装在第一转轮（17）上，上端和第一转轮固定在一起并经第一连杆（18）和第四拐臂（20）与第二连杆（19）的连接处相接，第四拐臂装在第二转轮（21）上，第二连杆和第三连杆（22）活动联接，第三连杆和凸轮（23）相接触，运行时整个机构的分合闸动作由数字保护器（12）完成，导向杆接真空灭弧室（5）内的导体。

3.根据权利要求1所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的第一交叉连杆机构（9a）和第二交叉连杆机构（9b）的结构相同，其结构是，包括操作轴、转轮、槽钢、拉杆和拐臂，第一槽钢（25）中部装有操作轴（26），操作轴两边的第一槽钢上对称开有第一滑动孔（27a）、第二滑动孔（27b），操作轴上装有第三转轮（26a），第三转轮两边对称装有第一拐臂（28a）、第二拐臂（28b），第一拐臂、第二拐臂的另一端分别经置于第一滑动孔内的第一滑动头（29a）、第二滑动孔内的第二滑动头（29b）和第一拉杆（30a）、第二拉杆（30b）的一端相连接，第一拉杆和第二拉杆中部经转轴连接在一起，构成交叉活动结构，与第一槽钢平行的第二槽钢（31）上有与第一滑动孔、第二滑动孔相对应平行的第三滑动孔（27c）、第四滑动孔（27d），第一拉杆另一端上的滑动头、第二拉杆另一端上的滑动头分别置于第四滑动孔、第三滑动孔内，构成拉杆两端分别沿滑动孔水平滑动结构，第一槽钢、第二槽钢两端经绝缘杆（32）相连接，第二弹簧（33）的上端固定在第一拐臂与第三转轮相连的一端上，第二弹簧下端固定在绝缘杆外侧的支架（34）上。

4.根据权利要求3所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的第一拐臂（28a）、第二拐臂（28b）分别经销钉与第三转轮活动联接。

5.根据权利要求3所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的第二槽钢（31）的两端分别经导套（24）套装在绝缘杆上。

6.根据权利要求3所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的第一交叉连杆机构（9a）的第二槽钢和隔离导杆相连接。

7.根据权利要求3所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的第二交叉连杆机构（9b）的第二槽钢和接地导杆相连接。

8.根据权利要求1所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的静触头（3）和隔离导杆均置于第一绝缘筒（11）内，真空灭弧室（5）置于第二绝缘筒（10）内，第二绝缘筒（10）和第一绝缘筒（11）相互垂直。

9.根据权利要求1所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的数字保护器（12）装在壳体的操作面板上。

10.根据权利要求2所述的智能固体绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的导向杆（15）固定在第三拐臂（13）的下支臂中部。