CN103944096A - 一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，金属壳体外侧有进线套管和出线套管,壳体内有固封极柱，固封极柱与进出线套管密封连接,固封极柱通过将其表面的金属或半导体层有效接地，从而保证开关运行时表层为零电位,固封极柱内设有真空灭弧室和型腔，真空灭弧室的静触头与出线端在固封极柱内固定连接，真空灭弧室的动触头与进线端在型腔内软连接，型腔内装有绝缘拉杆，绝缘拉杆的内端与动触头连接，绝缘拉杆的外端与传动机构连接，绝缘拉杆的外端与所述型腔的外口之间通过绝缘橡胶件密封。该开关体积小，可靠性高。可以适用于柱上重合器，断路器和负荷开关，可以适配多种类型操作机构，满足多种配电自动化方案的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种户外柱上开关平台，具体地说是一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台。
背景技术
户外柱上开关是电力系统中应用最为广泛的电气设备之一，为了满足不同的应用需求，市场上存在多种形式的柱上重合器，断路器和负荷开关，户外柱上开关由于运行时所处环境恶劣，因风沙，盐雾，凝露等因素，造成绝缘层的腐蚀和磨损，或爬电距离的减少从而造成绝缘破坏酿成事故。
现有技术中，户外中压柱上开关多采用通常是固体绝缘或是复合绝缘方式，由于在开关运行中，极柱表面的电位不为零， 其极柱内部的一次导电体高电位与金属壳体零电位之间的绝缘层次为：固体绝缘：固体绝缘材料(即固封极柱中通过浇注，紧密包裹一次导电体的环氧树脂或硅橡胶)+空气或SF6;复合绝缘:空气或SF6+固体绝缘材料通常是板状的环氧树脂，DMC，尼龙等等绝缘材料+空气或SF6。
为保证必要的绝缘距离，空气介质的开关在体积、和因此带来的成本方面有缺陷，同时，难以避免的凝露现象，也给空气绝缘带来了潜在的绝缘破坏风险。而SF6 气体绝缘方式的开关，虽然能适用了小型化设计，作为一种温室气体，SF6气体的使用受到越来越多的限制。此外，SF6气体的电气性能受电场均匀程度及水分等杂质影响特别大，从而对开关箱体的密封、元件结构及SF6 气体本身质量的要求相当严格，每年因SF6气体泄露造成的事故不在少数。
发明内容
针对上述现有技术中户外柱上开关由于运行时所处环境恶劣，因风沙，盐雾，凝露等因素，造成绝缘层的腐蚀和磨损，或爬电距离的减少从而造成绝缘破坏酿成事故的缺陷，本发明提供一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，包括金属壳体，金属壳体上设有进线套管和出线套管，金属壳体的内部设有固封极柱，进线套管内端和出线套管内端分别与固封极柱密封连接，所述固封极柱内设有真空灭弧室和型腔，所述固封极柱的内层由绝缘材料制成，固封极柱的表层由可导电材料制成，且表层与零电位物体有效连接；
所述固封极柱的内层为环氧树脂或硅橡胶；
所述固封极柱的表层为金属或半导体；
在开关运行过程中，所述固封极柱的表层有效接地处于零电位；
所述进线套管和出线套管处于金属壳体外，与处于金属壳体内的固封极柱的出线端密封连接；
所述进线套管和出线套管的外绝缘层材料为环氧树脂、硅橡胶或陶瓷；
所述固封极柱的进线端内有电流互感器；
所述进线套管和出线套管内设有电容式电压传感器；
所述型腔内的绝缘拉杆上设有电阻式电压传感器；
所述真空灭弧室的静触头与出线端在固封极柱内固定连接，所述真空灭弧室的动触头与进线端在所述型腔内通过软连接连接，所述型腔内设有绝缘拉杆，绝缘拉杆内端与所述动触头连接，绝缘拉杆外端与传动机构连接，绝缘拉杆外端与所述型腔的外口之间通过绝缘橡胶件密封。
本发明的有益效果：
本发明提供的零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，在运行过程中，固封极柱的表层和金属壳体均处于零电位，固封极柱表面和金属壳体之间的空气不起任何绝缘作用，从而固封极柱之间，固封极柱和金属壳体之间不再需要绝缘距离，因此，可以根据实际加工和使用需要，缩小传统固封极柱之间的安装距离，甚至可以将各相极柱，极柱和金属壳体靠拢至表面相接触，以达到开关小型化设计要求；
降低了固封极柱的模具制造难度及提高浇注成品率：同时，由于固封极柱表面全部处于零电位，用以增加爬电距离的固封极柱的伞群设计也不再需要，由于伞群部分是模具制造及浇注中容易出现缺陷的部分，去除伞群部分的设计， 使固封极柱模具的设计得以简化，浇注的成品率增加；
提高了开关对环境适应能力：由于壳体内表面和固封极柱表面间整个空间的电位均为零，两者之间的介质空气或SF6性能变化不会对绝缘性能有任何影响，而介质绝缘性能的变化往往是环境因素导致的，潮湿，盐雾，渗漏等，因此该开关对对环境的适应范围更宽；
减化了壳体的生产工艺及成本：由于不使用SF6气体，金属壳体不需要密封，从而壳体可为金属组装式，不需模具冲压，降低了成本。
附图说明
图1 本发明的外观结构示意图；
图2 本发明的固封极柱及进出线套管剖面示意图；
附图标记：1、金属壳体，2、固封极柱，21、真空灭弧室，211、静触头，212、动触头，22、内层，23、表层，24、出线端，25、进线端，26、电流互感器，27、绝缘拉杆， 271、绝缘拉杆内端，272、绝缘拉杆外端，28、型腔，29、软连接，3、进线套管，31、进线套管内端，4、出线套管， 41、出线套管内端。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的阐述。
如图所示：一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，包括金属壳体1，金属壳体1上设有进线套管3和出线套管4，金属壳体1的内部设有固封极柱2，进线套管内端31和出线套管内端41分别与固封极柱2密封连接，所述固封极柱2内设有真空灭弧室21和型腔28，所述固封极柱2的内层22由绝缘材料制成，固封极柱2的表层23由可导电材料制成，且表层23与零电位物体有效连接；所述真空灭弧室21的静触头211与出线端24在固封极柱2内固定连接，所述真空灭弧室21的动触头212与进线端25在所述型腔28内通过软连接29连接，所述型腔28内设有绝缘拉杆27，绝缘拉杆内端271与所述动触头212连接，绝缘拉杆外端272与传动机构连接，绝缘拉杆外端272与所述型腔28的外口之间通过绝缘橡胶件密封；
所述固封极柱2的内层22为环氧树脂或硅橡胶；所述固封极柱2的表层23为金属或半导体；所述固封极柱2的表层23接地处于零电位；所述进线套管3和出线套管4处于金属壳体外，与处于金属壳体内的固封极柱2的出线端24密封连接；所述进线套管3和出线套管4的外绝缘层材料为环氧树脂、硅橡胶或陶瓷；所述固封极柱2的进线端25内有电流互感器；所述进线套管3和出线套管4内设有电容式电压传感器；所述型腔28内的绝缘拉杆27上设有电阻式电压传感器。
该柱上开关平台的固封极柱、进线套管、出线套管、传动机构乃至整个开关本体，都可以采用标准化、模块化设计；结构设计上考虑与各种操作机构弹簧电动机构、弹簧手动机构、永磁含单稳态和双稳态不带手动合闸机构、永磁带手动合闸机构等配套；各种操作机构通过灵活的传动设计与标准化的开关本体融为一体；
固封极柱采用传统的固封方式加可导电材料金属或半导体表面层，先采用绝缘材料如环氧树脂或硅橡胶等将真空灭弧室及上下出线端固封在极柱内，然后在已固封的极柱表面，加一层导电材料层，如喷涂一层约1.5mm的金属表层，或是二次浇注一层约3mm厚半导体硅橡胶，总装过程中固封极柱的表面层有效接地与金属壳体相连接，从而保证开关在运行过程中，固封极柱的表面始终处于零电位；软连接、绝缘拉杆安装在极柱型腔内，型腔与出线套管连接处由橡胶密封绝缘，用橡胶件将运动部件如绝缘拉杆封在型腔内，橡胶件的2 个开口端分别用紧固件压封在极柱的型腔口与绝缘拉杆的一端，在绝缘拉杆做分合闸运动时橡胶件的绝缘拉杆端能随着绝缘拉杆而运动；
而壳体为金属组装式，不需模具冲压，由于不使用SF6气体，也不需要密封，降低了成本，也减少了密封泄漏问题带来的故障和事故的概率；通过将固封极柱整体容纳在壳体内，壳体保护极柱表面的金属或半导体层不受风沙，盐雾，鸟啄的影响，以保证极柱表面层导电连续性，在开关运行过程表面层始终处于零电位，壳体同时起到支撑，安装，定位，以及接地的作用；
金属壳体外有进线套管和出线套管，进线套管中内置电流互感器，也可按实际需求，在进出线套管中内置电容式电压传感器，进出线套管的内端分别与固封极柱的上下出线端密封连接；
位于固封极柱型腔内的绝缘拉杆，可按实际需要内置电阻式电压传感器；
金属壳体外固封极柱型腔端可通过不同的传动连接与各类市场上通用机构弹簧机构，永磁机构等相连，以实现开关的分合动作。
而本发明涉及的零电位表层固封极柱户外柱上开关，由于在开关运行中，极柱表面的电位为零，其极柱内部的一次导电体高电位与固封柱极及金属壳体零电位之间的绝缘层次仅为：固体绝缘材料(即固封极柱中通过浇注，紧密包裹一次导电体的环氧树脂或硅橡胶)， 该固体绝缘材料位于极柱内部一次导电体与极柱表面导电层之间，独立起到绝缘作用。从而使即极柱表面和金属壳体间不需要任何气体绝缘介质作用。
Claims (10)
1.一种有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，包括金属壳体（1），金属壳体（1）上设有进线套管（3）和出线套管（4），金属壳体（1）的内部设有固封极柱（2），进线套管内端（31）和出线套管内端（41）分别与固封极柱（2）密封连接，所述固封极柱（2）内设有真空灭弧室（21）和型腔（28），其特征在于：所述固封极柱（2）的内层（22）由绝缘材料制成，固封极柱（2）的表层（23）由可导电材料制成，且表层（23）与零电位物体有效连接。
2.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述固封极柱（2）的内层（22）为环氧树脂或硅橡胶。
3.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述固封极柱（2）的表层（23）为金属或半导体。
4.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：在开关运行过程中，所述固封极柱（2）的表层（23）有效接地处于零电位。
5.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述进线套管（3）和出线套管（4）处于金属壳体外，与处于金属壳体内的固封极柱（2）的出线端（24）密封连接。
6.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述进线套管（3）和出线套管（4）的外绝缘层材料为环氧树脂、硅橡胶或陶瓷。
7.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述固封极柱（2）的进线端（25）内有电流互感器。
8.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述进线套管（3）和出线套管（4）内可以设有电容式电压传感器。
9.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述型腔（28）内的绝缘拉杆（27）上可以设有电阻式电压传感器。
10.如权利要求1所述的有零电位表层固封极柱的户外柱上开关平台，其特征在于：所述真空灭弧室（21）的静触头（211）与出线端（24）在固封极柱（2）内固定连接，所述真空灭弧室（21）的动触头（212）与进线端（25）在所述型腔（28）内通过软连接（29）连接，所述型腔（28）内设有绝缘拉杆（27），绝缘拉杆内端（271）与所述动触头（212）连接，绝缘拉杆外端（272）与传动机构连接，绝缘拉杆外端（272）与所述型腔（28）的外口之间通过绝缘橡胶件密封。
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