CN104124641A - 智能型固体绝缘真空开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能型固体绝缘真空开关设备，包括主母线室及设置于其上方的开关室，所述开关室包括三相独立设置的绝缘体，其中任一相绝缘体均包括固封于其内的、采用真空开关设计的隔离开关、主开关及接地开关，所述开关室上方设置有机构传动箱，其与所述开关室传动连接。本智能型固体绝缘真空开关设备，利用真空灭弧室进行灭弧，环氧树脂固封进行绝缘，配上智能化控制系统，使其具有体积小，全工况、使用安全可靠、智能化控制、绿色环保等特点。

Description

智能型固体绝缘真空开关设备

技术领域

 本发明属于电气设备领域，特别是涉及一种智能型固体绝缘真空开关设备。

背景技术

我国10kV的开关设备经历了油开关、少油开关、真空开关、SF6开关的发展过程，其中油开关以及少油开关已逐步被淘汰，SF6开关设备是把开关、母线等高压元件密封在充有一定压力的SF6气体的金属气箱内的一种供电设备。由于SF6气体优越的灭弧性能及绝缘性能，SF6开关设备具有体积小、结构简单、操作安全、不受使用环境影响、价格低等优点，在市场上占据了垄断地位。

但近年来，科学研究结果证明，SF6气体分子地球暧化系数是二氧化碳气体分子地球暧化系数的2400～26000倍，SF6气体分子既不能化学降解，也不能光学降解，在大气中其寿命为3400年，对大气污染造气累积效应，所以在《京都议定书》中明确规定SF6气体是六种温室气体之一，我国在1998年颁布并实施的《国家危险废物名录》也将SF6气体列入危险废物名单。SF6气体在产品运行过程中回收困难，在电弧、火花放电、电晕放电的作用下能分解和游离多种有害产物。鉴于上述原因，使用SF6气体进行绝缘及灭弧的SF6开关设备的用量必将不断减少，最终完全退出市场。为此，人们需要寻找一种能够替代SF6开关设备的产品，以满足市的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种智能型固体绝缘真空开关设备，利用真空灭弧室进行灭弧，环氧树脂固封进行绝缘，配上智能化控制系统，使其具有体积小，全工况、使用安全可靠、智能化控制、绿色环保等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

智能型固体绝缘真空开关设备，包括主母线室及设置于其上方的开关室，所述开关室包括三相独立设置的绝缘体，其中任一相绝缘体均包括固封于其内的、采用真空开关设计的隔离开关、主开关及接地开关，所述开关室上方设置有机构传动箱，其与所述开关室传动连接。

作为上述技术方案的改进，所述机构传动箱包括依所述三相绝缘体结构对应设置的隔离开关操作组件、主开关操作组件及接地开关操作组件，其中所述隔离开关操作组件、接地开关操作组件均包括传动轴、手动弹簧操作机构、传动杆、连杆及传动拐臂。

作为上述技术方案的改进，所述手动弹簧操作机构包括操作主轴、操作主轴传动拐臂及弹簧。

作为上述技术方案的改进，所述主开关操作组件包括主开关主轴、主开关主轴传动拐臂、主开关分闸弹簧及主开关分闸缓冲装置。

作为上述技术方案的改进，所述机构传动箱前端设置有与所述主开关主轴传动拐臂传动连接的弹簧操作机构或永磁操作机构。

作为上述技术方案的改进，所述机构传动箱通过一绝缘拉杆与所述开关室传动连接。

作为上述技术方案的改进，所述绝缘拉杆与所述开关室之间设置有真空灭弧室动触杆。

作为上述技术方案的改进，所述主母线室内设置有PT安装位，所述PT采用全绝缘全密封结构及安装方式。

作为上述技术方案的改进，所述开关设备配备有智能化接口，其可用于满足智能电网需求。

作为上述技术方案的改进，所述开关设备还包括机构仪表室、二次控制室、控制室及电缆室。

本发明带来的有益效果有：

本开关设备开关室内的任一相绝缘体其隔离开关、主开关、接地开关均为真空开关，其开合功能由真空灭弧室完成，且同相的各真空灭弧室固封于一个绝缘体，可以有效保证设备的安全可靠运行，操作机构通过机构传动箱将合分动作传送至开关室，此种传动方式具有结构简单、零部件数量少、加工方便、加工精度易保证、传动效率高及传动可靠等优点。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

附图1是本发明的开关设备结构主视图；

附图2是本发明的开关设备结构剖视图；

附图3是本发明的绝缘体结构主视图；

附图4是本发明的绝缘体结构剖视图；

附图5是本发明的机构传动箱结构示意图；

附图6是本发明的机构传动箱结构剖视图；

附图7是本发明的分合闸操作结构示意图；

附图8是本发明的主开关分合闸操作结构示意图；

附图9是本发明的隔离开关分合闸操作结构示意图；

附图10是本发明的接地开关分合闸操作结构示意图。

具体实施方式

本发明的智能型固体绝缘真空开关设备，其主要利用真空灭弧室进行灭弧，并通过环氧树脂固封进行绝缘，配上智能化控制系统，较之于现有产品其具有体积小、全工况、使用安全可靠、可实现智能化控制、绿色环保等特点。

参照附图1至附图6，其开关柜体内顺时针依次包括主母线室1、开关室2、机构传动箱3、机构仪表室4、主开关操作机构、二次控制室6、控制室7及电缆室8。

具体的，开关室2内平行设置有三相独立的绝缘体20，分别为A相绝缘体20、B相绝缘体20和C相绝缘体20，其中任一相绝缘体20均包括固封于其内、并采用真空开关设计的隔离开关21、主开关22及接地开关23，它们的开合功能由其真空灭弧室完成，同时，在布局上我们使隔离开关21、主开关22、接地开关23自后向前依次排列，将接地开关23安装于开关柜体的最前方，确保操作人员的安全。

机构传动箱3设置于开关室2壳体之上，其通过绝缘拉杆35与开关室2传动连接，同时该绝缘拉杆35与开关室2之间设置有真空灭弧室动触杆350。机构传动箱3内设置有依上述的三相绝缘体20结构对应设置的隔离开关操作组件、主开关操作组件及接地开关操作组件，其主要传动零部件为传动轴31、传动拐臂34、连杆33及传动杆32。关于各开关的操作机构，其中隔离开关21与接地开关23均采用简易的手动弹簧操作机构30，二者的传动方式及结构相同，且传动拐臂34与连杆33零件可通用，该传动结构具有结构简单，零部件数量少，加工方便，加工精度容易保证，传动效率高，传动可靠等优点，而主开关22的操作机构则采用设置于机构仪表室4上方的主开关弹簧操作机构或永磁操作机构5。

参照附图7，为本发明产品运用于三相交流电力系统中的某一具体实施例，其可实现开断负荷电流、过载电流及短路电流等功能，可广泛应用于城区配网及用户供电系统，作为配电线路分段、控制并可升级为保护之用，以下为操作实例：

1、送电：

1）通过手动操作把接地开关23分闸；

2）通过手动操作把隔离开关21合闸；

3）通过手动操作或远程操作把主开关22合闸。

2、正常停电：通过手动操作或远程操作把主开关22分闸。

3、过载或短路停电：由缓冲装置触发主开关22的分闸按钮，使主开关22分闸。

4、停电检修：

1）通过手动操作或远程操作把主开关22分闸；

2）通过手动操作把隔离开关21分闸；

3）通过手动操作把接地开关23合闸。

参照附图8，以永磁操作机构5为主开关22的操作机构时，机械传动过程如下：

1、主开关22合闸：

按下永磁操作机构5的合闸按钮，永磁操作机构5的动力输出端向右运动，带动主开关主轴传动拐臂222，使主开关主轴221逆时针旋转；主开关主轴传动拐臂222带动传动杆32向左运动，同时带动传动拐臂34逆时针旋转，从而使绝缘拉杆35向下运动，主开关22合闸。

2、主开关22分闸：

按下永磁操作机构5的分闸按钮，永磁操作机构5的动力输出端向左运动，带动主开关主轴传动拐臂222，使主开关主轴221顺时针旋转；主开关主轴传动拐臂222带动传动杆32向右运动，同时带动传动拐臂34顺时针旋转，从而使绝缘拉杆35向上运动，主开关22分闸。

参照附图9，以手动弹簧操作机构30为隔离开关21的操作机构，机械传动过程如下：

1、隔离开关21合闸：

顺时针转动隔离开关操作主轴301，压缩弹簧303，此时弹簧303储能；当手动弹簧操作机构传动拐臂经过最低点后，弹簧303释能，推动隔离开关操作主轴301以一定的速度顺时针转动，隔离开关操作主轴传动拐臂302带动传动杆32向左运动，同时带动传动拐臂34逆时针旋转，从而使绝缘拉杆35向下运动，隔离开关21合闸。

2、隔离开关21分闸：

逆时针转动隔离开关操作主轴301，压缩弹簧303，此时弹簧303储能；当手动弹簧操作机构传动拐臂经过最低点后，弹簧303释能，推动隔离开关操作主轴301以一定的速度逆时针转动，隔离开关操作主轴传动拐臂302带动传动杆32向右运动，同时带动传动拐臂34顺时针旋转，从而使绝缘拉杆35向上运动，隔离开关21分闸。

参照附图10，以手动弹簧操作机构30为接地开关23的操作机构，机械传动过程如下：

1、接地开关23合闸：

顺时针转动接地开关操作主轴301，压缩弹簧303，此时弹簧303储能；当手动弹簧操作机构传动拐臂经过最低点后，弹簧303释能，推动接地开关操作主轴301以一定的速度顺时针转动，接地开关操作主轴传动拐臂302带动传动杆32向左运动，同时带动传动拐臂34逆时针旋转，从而使绝缘拉杆35向下运动，接地开关23合闸。

2、接地开关23分闸：

逆时针转动接地开关操作主轴301，压缩弹簧303，此时弹簧303储能；当手动弹簧操作机构传动拐臂经过最低点后，弹簧303释能，推动接地开关操作主轴301以一定的速度逆时针转动，接地开关操作主轴传动拐臂302带动传动杆32向右运动，同时带动传动拐臂34顺时针旋转，从而使绝缘拉杆35向上运动，接地开关23分闸。

此外，本发明开关柜采用下进下出的走线方式，隔离开关操作机构、接地开关操作机构、主开关分闸弹簧223、主开关分闸缓冲装置224均如上所述放置在机构传动箱3内，为机构仪表室4腾出了大量的空间，为产品小型化提供了条件。

其他的，本开关柜的开关室2、机构传动箱3，机构本体部分均采用密封结构，满足全工况的要求，开关柜的进出线采用可触摸型全封闭全绝缘专用电缆附件，使用安全可靠，主母线室1内设置有PT安装位9，PT采用全绝缘全密封结构及安装方式，可对开关柜二次部分提供电源，节省了专用的PT柜，我们还可为本开关设备配备智能化接口，使其满足配网自动化及智能电网应用需求。

最后需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：包括主母线室（1）及设置于其上方的开关室（2），所述开关室（2）包括三相独立设置的绝缘体（20），其中任一相绝缘体（20）均包括固封于其内的、采用真空开关设计的隔离开关（21）、主开关（22）及接地开关（23），所述开关室（2）上方设置有机构传动箱（3），其与所述开关室（2）传动连接。

2.根据权利要求1所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述机构传动箱（3）包括依所述三相绝缘体（20）结构对应设置的隔离开关操作组件、主开关操作组件及接地开关操作组件，其中所述隔离开关操作组件、接地开关操作组件均包括传动轴（31）、手动弹簧操作机构（30）、传动杆（32）、连杆（33）及传动拐臂（34）。

3.根据权利要求2所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述手动弹簧操作机构（30）包括操作主轴（301）、操作主轴传动拐臂（302）及弹簧（303）。

4.根据权利要求2所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述主开关操作组件包括主开关主轴（221）、主开关主轴传动拐臂（222）、主开关分闸弹簧（223）及主开关分闸缓冲装置（224）。

5.根据权利要求4所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述机构传动箱（3）前端设置有与所述主开关主轴传动拐臂（222）传动连接的弹簧操作机构或永磁操作机构（5）。

6.根据权利要求1所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述机构传动箱（3）通过一绝缘拉杆（35）与所述开关室（2）传动连接。

7.根据权利要求6所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述绝缘拉杆（35）与所述开关室（2）之间设置有真空灭弧室动触杆（350）。

8.根据权利要求1所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述主母线室（1）内设置有PT安装位（9），所述PT采用全绝缘全密封结构及安装方式。

9.根据权利要求1所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述开关设备配备有智能化接口，其可用于满足智能电网需求。

10.根据权利要求1所述的智能型固体绝缘真空开关设备，其特征在于：所述开关设备还包括机构仪表室（4）、二次控制室（6）、控制室（7）及电缆室（8）。