CN104064963A - 纵旋式模块化高压金属封闭开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纵旋式模块化高压金属封闭开关设备，由电缆室模块、隔离断路器室模块、主母线室模块、泄压通道模块、二次智控室模块以及泄压罩模块和开关柜门等构成，各模块间由薄钢板通过数控多重折弯和高精度拉铆组装。本发明所述设备整体结构和各模块结构设计均全面运用了功能复合方式，取消了支母过渡及支撑连接环节，各模块间回路的电气连接均为动静触指间的活动连接，且建立在隔离断路器、电流互感器、接地开关等主元件和主部件功能复合的基础上，并各自形成独立子功能模块，最大限度地做到了结构简单清晰、节材省工、组装灵活方便、高效可靠，实现了功能多样化，有利于整个柜体的小型化。

Description

纵旋式模块化高压金属封闭开关设备

技术领域

本发明内容属于高压电气设备技术领域，涉及一种用于受配电控制保护系列的成套开关设备，特别是一种纵旋式模块化高压金属封闭开关设备。

背景技术

目前，本领域公知的高压开关设备均由一次主母线、支母线和一次主要元器件(一次主元件)在设备整体柜架内拼装组成，安装时，先将一次主元件固定或架设在柜体框架上，然后通过穿墙套管、触头盒将主母线、支母线经多个支撑绝缘子和各元器件相互连接组成主回路，再按照一次主元件、主回路布置方案，采用薄钢板、角钢将高压开关设备的柜体框架整体铆接或焊接成型，或是通过普通紧固件将高压开关设备的柜体框架各类零散的钣金零部件连接组装成型。上述的传统成套开关设备设计因受到高压主回路主元器件功能单一、结构独立分离错位安装、以及过渡、固定支撑连接的制约，致使柜体框架内各主元件的功能隔室必须经纵横交错的金属隔板弯折构成，无法做到功能单元模块化分割设计组装；设备中的断路器室主开关正面安装或正面推进抽出，通过触头盒和主母线、支母线连接，没有明显可见隔离断口，安全性差。另外传统高压开关设备的电流互感器的功能单一，不利于整个柜体的小型化；而设备的活门用上下两块垂直隔板通过两侧的传动提升机构在手车推进抽出时打开或闭合，很难保证同步性。

在以往成套系列化方案实施中，作为一个整体组装的高压开关设备有很多的不同方案高压开关柜的组合，但是其方案变化所影响到的只是其中的一小部分结构，由于现有产品的技术设计无法将该不同结构单独分解出来，因而给生产装配管理带来很大重复劳动，不适宜批量化的生产。又由于现有产品的整体式结构设计的局限，导致无法对市场的需求进行有效地预估，更无法对金属高压封闭开关设备进行预制库存，往往是根据市场需求，才开始安排生产制造，不仅大大延长了供货周期，也造成企业生产任务的不均衡，以致出现在任务负荷少时资源不能发挥而任务负荷多时产品却做不出来的现象。总之，目前公知的高压开关设备在实际应用中还存在结构复杂、材料浪费严重、安装劳动强度大、耗时多、环节多、效率低下、操作不便、工艺繁琐、供货周期长、不能均衡企业的生产任务等诸多问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的各种缺陷，提供一种设计新颖、结构简单合理、节约企业成本、耗材少、成本低、操作安全方便，易于检修维护且适合企业提高劳动效率并缩短供货周期的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备。

为实现上述发明目的的技术解决方案是这样的：所提供的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备由设置在面板壳体内的电缆室模块、隔离断路器室模块、主母线室模块、泄压通道模块、二次智控室模块以及泄压罩模块和开关柜门组成，其中，①、电缆室模块内安装有纵向布置的功能复合型高压电流互感器和高压接地开关，电流互感器上部腔体内设有高压隔离断路器的下静触头，电流互感器下部腔体内设有高压接地开关的静触头，电流互感器左侧腔体内设有电缆接线端子；②、在隔离断路器室模块内的左右两侧板上分别安装有左导轨和右导轨，在隔离断路器室模块的上部通过安装隔板安装有功能复合型一体化触头盒，触头盒上部自主支撑安装一次汇流主母线，在隔离断路器室模块的后背板上安装有扇形导槽摆臂操作的活门机构；③、在主母线室模块的一侧安装有抑制涡流效应的不锈钢板，板上开有用于安装功能复合型一体化触头盒穿墙套管的过孔，在主母线室模块的顶部开有操作泄压孔洞及细条形散热孔；④、泄压通道模块的中部设有具备IP3X防护等级的、可被设备内部电弧故障压力冲开的栅板，在泄压通道模块顶部开有泄压孔洞；⑤、泄压罩模块的基体为两侧面及后侧面设有细条形散热孔的罩板，在泄压罩模块顶部开有长圆形泄压孔洞，在泄压罩模块的后侧面安装有可被设备内部电弧故障压力冲开的封板；⑥、二次智控室模块为一个由薄钢板经重折弯后组装而成的呈四方形的箱体，在箱体顶部设置有眉头。

本发明的技术解决方案还在于：将断路器室模块、主母线室模块、泄压通道模块、二次智控室模块以及泄压罩模块和开关柜门及面板均制成能够适应各种成套系列方案的标准模块，将电缆室模块制成可派生成套系列方案的基本模块，各模块间通过高精度拉铆组装连接。具体实施结构中，各模块的外壳框架均由2mm薄钢板经过多重折弯并采用铆钉紧固件通过冷拉铆接组装而成。

本发明所述设备整体结构和各模块结构设计均全面运用了功能复合方式，取消了以往传统产品的支母过渡及支撑连接环节，各模块间的组装连接除壳体采用刚性拉铆连接外，其它高压导电回路和接地回路的电气连接均为动静触指间的活动连接，且建立在隔离断路器、电流互感器、接地开关等主元件和主部件功能复合的基础上，并各自形成独立子功能模块，最大限度地做到了结构简单清晰、节材省工、组装灵活方便、高效可靠，实现了功能多样化，有利于整个柜体的小型化。本发明突破了传统设计与制造理念的束缚，从提高设备运行可靠性和快速高效应变市场需求出发，立足于对我国高压金属封闭开关设备市场需求和企业生产状况、特点的准确把握，创造性的运用一种模块化功能复合设计的新理念，将为企业向优质高端创新型生产方式转变发挥巨大的作用，产生深远的影响。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

图2为该开关设备的电缆室模块的结构示意图。

图3为该开关设备的隔离断路器室模块的结构示意图。

图4为该开关设备的主母线室模块的结构示意图。

图5为该开关设备的泄压通道模块的结构示意图。

图6为该开关设备泄压罩模块的结构示意图。

图7为该开关设备的二次智控室模块的结构示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1―电缆室模块，1.1―功能复合型高压电流互感器，1.2―高压接地开关；2―隔离断路器室模块，2.1―左导轨，2.2―右导轨，2.3―功能复合型一体化触头盒；3―主母线室模块，3.1不锈钢板；4―泄压通道模块，4.1―栅板；5―泄压罩模块，5.1―罩板，5.2―封板，5.3―封板；6―二次智控室模块，6.1―眉头；7―电缆室门。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际制作结构并不仅限于附图所示的实施例。

参见附图，本发明所述的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备主要包括设置在面板壳体内的电缆室模块1、隔离断路器室模块2、主母线室模块3、泄压通道模块4、二次智控室模块6以及泄压罩模块5和开关柜门等构件，各模块龙骨立柱型框架均由2mm薄钢板经过高精度数控设备多重折弯后再用专门的高强度铆钉紧固件通过高精度冷拉铆接组装而成，具有精度高、强度好、节省材料和节约安装工时的优点。上述各部件组合成一开关柜体，柜后设有封板，柜前设有柜门，从上至下依次是仪表门、隔离断路器室门和电缆室门7。电缆室门7及门框内部设有功能复合型高压金属封闭开关设备操控联锁装置，柜内二次控制、保护、计量、监测、通讯等功能皆由相应的智能装置构成，通过一、二次回路的不同接线方式和要求，可以构成各种满足现场工作需要的功能单元。

电缆室模块1的结构如图2所示，在该模块内设置有纵向布置的功能复合型高压电流互感器1.1和高压接地开关1.2，互感器的绝缘壳体上共有三个一次等电位出线端子，分别对应主回路和接地回路，电流互感器上部腔体内设有与隔离断路器室模块2内高压隔离断路器动触头连接的下静触头，电流互感器下部腔体内设有与高压接地开关动触指连接的静触头，电流互感器左侧腔体内设有电缆接线端子；高压接地开关1.2安装在模块内右侧。

隔离断路器室模块2的结构如图3所示，其内的左右两侧板分别安装有左导轨2.1和右导轨2.2，可抽出式纵旋隔离断路器配置于其上；隔离断路器中的三相极柱腰支在具有纵向旋转横梁的手车架上，在操动机构操作下，极柱可绕横梁作90°旋转，隔离断路器极柱位于竖直位置时是工作位置，水平位置时是隔离位置，有明显可见的隔离断口，具有操作维护方便、运行安全可靠等优点；隔离断路器室模块2上部的安装隔板上安装有功能复合型一体化触头盒2.3，触头盒上部自主支撑安装一次汇流主母线，隔离断路器室模块腔体内部上端面安装有隔离断路器的上静触头，隔离断路器室模块2的后背板上安装有扇形导槽摆臂操作的活门机构2.4，并通过安装在隔离断路器室后上部的导向机构和左右水平位移的金属板型活门连接，工作时可以通过简单轻巧的传动机构作左右线性位移，实现活门的开闭，克服了现有设备中采用两块垂直隔板通过两侧的传动提升机构做上下运动方式所存在的操作力不均匀、同步性差的缺点。

主母线室模块3的结构如图4所示，在该模块右侧安装有抑制涡流效应的不锈钢板3.1，板上开有用于安装功能复合型一体化触头盒2.3穿墙套管的过孔，模块顶部设有长圆形的操作、泄压孔洞，旁边设有细条形散热孔。该模块通过复合型触头盒自主支撑一次主母线，取消过渡支母线，并取消了和主母线连接的多个支撑绝缘子，这样就既节约了铜材，减少了中间环节的回路电阻，同时也大量减少了对环境有害的不可再利用的支撑绝缘子，具有环保型产品的显著特点。

泄压通道模块4的结构如图5所示，在该模块的中部设有具备IP3X防护等级的、可被设备内部电弧故障压力冲开的栅板4.1，通道模块的顶部设有长方形泄压孔。泄压罩模块5的结构如图6所示，该模块的基体是左、右、后侧面设有细条形散热孔的罩板5.1，其顶部开有长方形泄压孔，并安装有可被设备内部电弧故障压力冲开的封板5.2和封板5.3。泄压通道模块4和泄压罩模块5构成本发明开关设备的柜内电弧故障压力释放通道，泄压通道模块内部空间较大，气流通畅、泄压栅板结构设计巧妙，对提高柜内承受故障电弧能力具有显著的作用。

二次智控室模块6的结构如图7所示，它由薄钢板经重折弯后组装而成，箱体呈四方形，顶部设置有眉头6.1，并与其他零部件构成可开启的小母线隔室。

本发明研发过程中，设计者在统筹考虑几十种不同系列的一次方案的基础上，设计分解出成套高压金属封闭开关设备相同的功能结构，形成通用标准模块及派生方案基本模块。其典型成套开关设备主要是由在所有的系列化方案中，具有相同的结构特征的通用标准模块：电缆室模块、隔离断路器室模块、主母线室模块、泄压通道模块、二次智控室模块以及泄压罩模块和开关柜门及面板构成，其中，电缆室模块因成套一次方案变化需要可以派生出其它多种系列模块，所以又将其作为基础模块。通过模块间灵活的标准制式的组合，构成本发明所述的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备。

Claims (3)

1.一种纵旋式模块化高压金属封闭开关设备，其特征在于：由设置在面板壳体内的电缆室模块(1)、隔离断路器室模块(2)、主母线室模块(3)、泄压通道模块(4)、二次智控室模块(6)以及泄压罩模块(5)和开关柜门组成，其中，

电缆室模块(1)内安装有纵向布置的功能复合型高压电流互感器(1.1)和高压接地开关(1.2)，电流互感器上部腔体内设有高压隔离断路器的下静触头，电流互感器下部腔体内设有高压接地开关的静触头，电流互感器左侧腔体内设有电缆接线端子；

在隔离断路器室模块(2)内的左右两侧板上分别安装有左导轨(2.1)和右导轨(2.2)，在隔离断路器室模块(2)的上部通过安装隔板安装有功能复合型一体化触头盒(2.3)，触头盒上部自主支撑安装一次汇流主母线，在隔离断路器室模块(2)的后背板上安装有扇形导槽摆臂操作的活门机构(2.4)；

在主母线室模块(3)的一侧安装有抑制涡流效应的不锈钢板(3.1)，板上开有用于安装功能复合型一体化触头盒(2.3)穿墙套管的过孔，在主母线室模块(3)的顶部开有操作泄压孔洞及细条形散热孔；

泄压通道模块(4)的中部设有具备IP3X防护等级的、可被设备内部电弧故障压力冲开的栅板(4.1)，在泄压通道模块(4)顶部开有泄压孔洞；

泄压罩模块(5)的基体为两侧面及后侧面设有细条形散热孔的罩板(5.1)，在泄压罩模块(5)顶部开有长圆形泄压孔洞，在泄压罩模块(5)的后侧面安装有可被设备内部电弧故障压力冲开的封板(5.2、5.3)；

二次智控室模块(6)为一个由薄钢板经重折弯后组装而成的呈四方形的箱体，在箱体顶部设置有眉头(6.1)。

2.根据权利要求1所述的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备，其特征在于：将断路器室模块(2)、主母线室模块(3)、泄压通道模块(4)、二次智控室模块(6)以及泄压罩模块(5)和开关柜门及面板均制成标准模块，将电缆室模块(1)制成基本模块，各模块间通过高精度拉铆组装连接。

3.根据权利要求1或2所述的纵旋式模块化高压金属封闭开关设备，其特征在于，各模块的外壳框架均由2mm薄钢板经过多重折弯并采用铆钉紧固件通过冷拉铆接组装而成。