CN104752984B - 一种环保气体绝缘的开关柜及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电力开关设备技术领域，提供了一种环保气体绝缘的开关柜及其操作方法，其中，开关柜包括电缆室、充气室、设置于充气室内的隔离开关和断路器组件、操作机构室、泄压室以及低压室。本发明的真空灭弧室内部为真空状态，真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后产生的电弧瞬间熄灭，避免烧毁设备以及意外事故的发生。本发明的开关柜并没有应用SF6，而是应用对环境无害的绝缘气体，即使意外泄漏到外面的环境，也不会对环境产生有害的影响。同时，所有的带电导体及开关都密封于充气室内，由此可以避免外界环境(温湿度，海拔、污秽等)对开关柜绝缘性能的影响。

Description

一种环保气体绝缘的开关柜及其操作方法
技术领域
本发明属于电力开关设备技术领域，尤其涉及一种环保气体绝缘的开关柜及其操作方法。
背景技术
随着社会经济、技术的快速发展，工程建设的不断壮大，作为基础设施的电力设备也在不断发展。高压带电导体在导通或断开的瞬间会产生电弧，电弧会造成电路短路，瞬间巨大的能力可能烧毁设备。因此，电力设备的开关柜内需要进行灭弧。
SF6(六氟化硫)具有很好的绝缘性能以及灭弧能力，其电气强度是空气的2.5倍，灭弧性能约是空气的100倍。通常情况下，应用SF6的气体绝缘开关柜，其设有封闭的气箱，SF6填充于气箱中，高压带电导体封闭在气箱中，导体导通或断开时产生的电弧在SF6的作用下，可快速熄灭。而且，气体绝缘开关柜不受外界环境条件变化的影响可在恶劣条件下使用，使设备具有高可靠性和运行的安全性，同时，封闭在气箱里的金属部件避免了生锈等现象，减少了设备的维护次数。然而，在气箱老化或意外损坏后，其内部的SF6气体会进入到空气中。
在“京都协议”中，SF6已经被规定为受限制排放的六种温室气体之一，SF6排放在空气中，SF6气体一个分子对温室效应的影响为CO2分子的25000倍，在大气中存在的寿命约为3400年。同时，电气设备中SF6气体在高温电弧下会产生SF4，HF，H2SO4等对人体有毒的物质。因此，需要研发一种应用环保气体的开关柜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种环保气体绝缘的开关柜及其操作方法，旨在解决现有技术中的气体绝缘开关柜存在的环境污染隐患的问题。
本发明是这样实现的，一种环保气体绝缘的开关柜，包括电缆室、充气室以及设置于所述充气室内的隔离开关、断路器组件，所述断路器组件包括静导电触头、动导电触头以及可往复运动的活动杆，所述动导电触头安装在所述活动杆上，并可与所述静导电触头接触或分离；所述充气室内填充有对环境无害的绝缘气体，所述断路器组件还包括真空灭弧室以及导电端口，所述静导电触头、动导电触头设置于所述真空灭弧室内，所述导电端口设置于所述真室灭弧室外，其一端与所述静导电触头或动导电触头电连接，另一端与所述电缆室内的电缆电连接。
进一步地，所述活动杆由绝缘材料制造而成。
进一步地，所述的绝缘气体为氮气。
进一步地，所述断路器组件还包括导电杆，所述导电杆的一端与所述导电端口电连接，另一端与所述电缆室内的电缆电连接。
进一步地，所述隔离开关包括动闸刀、静触头、接地端以及可旋转的转轴，所述静触头与开关柜母线系统电连接，所述接地端与所述充气室的壁体接触，所述动闸刀固定在所述转轴上，可分别与所述静触头、接地端接触或分离。
进一步地，所述断路器组件还包括带动所述活动杆往复运动的驱动机构，所述驱动机构包括可转动的转轴以及固定在所述转轴上的摆动件，所述摆动件上开设有边缘为弧形的卡孔，所述活动杆远离所述动导电触头的一端延伸出卡头，所述卡头卡入所述卡孔内。
进一步地，所述活动杆夹置于两个所述的摆动件之间，所述活动杆远离所述动导电触头一端的两侧均延伸出所述卡头，两侧的卡头分别卡入活动杆两侧摆动件的卡孔内。
进一步地，所述卡头的一端设置有夹持部，所述卡孔的边缘夹置于所述活动杆与夹持部之间。
本发明为解决上述技术问题，还提供了所述环保气体绝缘的开关柜的操作方法：在合闸时，先合隔离开关，再合断路器组件；分闸时，先分断路器，再分隔离开关；闭合接地时，先使隔离开关接地，再合断路器组件；断开接地时，先分断路器组件，再分隔离开关接地。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明的真空灭弧室内部为真空状态，真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后产生的电弧瞬间熄灭，避免烧毁设备以及意外事故的发生。同时，本发明的开关柜并没有应用SF6，而是应用对环境无害的绝缘气体，即使意外泄漏到外面的环境，也不会对环境产生有害的影响。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种环保气体绝缘的开关柜内部结构的立体示意图。
图2是图1所示开关柜的另一立体结构示意图。
图3是图1所示开关柜的驱动机构的立体结构示意图。
图4a是图1所示开关柜处于合闸状态时的原理图。
图4b是图1所示开关柜处于分闸状态时的原理图。
图4c是图1所示开关柜处于接地状态时的原理图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1及图2所示，为本发明的一较佳实施例，一种环保气体绝缘的开关柜，包括电缆室1、充气室2、隔离开关3、断路器组件4、操作机构室5、泄压室6以及低压室(图中未示出)。隔离开关3以及断路器组件4设置于充气室2内。充气室2内填充有对环境无害的绝缘气体，本实施例中，填充的绝缘气体为氮气。
断路器组件4包括静导电触头41、动导电触头(图中未示出)、可往复运动的活动杆42、真空灭弧室43、导电端口44、导电杆45以及驱动机构46，动导电触头安装在活动杆42上。
请一同参见图3，驱动机构46包括可转动的转轴461以及固定在转轴461上的摆动件462。摆动件462上开设有边缘为弧形的卡孔4621，活动杆42远离动导电触头的一端延伸出卡头421，卡头421卡入卡孔4621内。卡头421的一端设置有夹持部4211，卡孔4621的边缘夹置于活动杆42与夹持部4211之间。具体地，活动杆42夹置于两个摆动件462之间，活动杆42远离动导电触头一端的两侧均延伸出上述的卡头421，两侧的卡头421分别卡入活动杆42两侧摆动件462的卡孔4621内。于本实施例中，转轴461由马达(图中未示出)驱动，在某一角度范围内来回转动，转轴461带动摆动件462摆动。摆动件462在摆动时，其弧形的卡孔4621可抵顶活动杆42来回运动，使安装在活动杆42上的动导电触头与静导电触头41接触或分离。
静导电触头41、动导电触头均设置于真空灭弧室43内。静触头与开关柜母线系统电连接。导电端口44设置于真室灭弧室43外，导电端口44的一端与静导电触头41或动导电触头电连接，另一端与电缆室1内的电缆电连接。导电杆45的一端与导电端口44电连接，另一端与电缆室1内的电缆电连接。于本实施例中，开关柜内设置有三组并排的隔离开关3以及断路器组件4。活动杆42由绝缘材料制造而成，导电端口44的一端与动导电触头电连接。每组静导电触头41与动导电触头接触后，单独地通过导电杆45导到电缆线上，活动杆42是绝缘体，可防止电流经过转轴461，并在转轴461上产生爬电现象，影响相邻的断路器组件4。
隔离开关3包括动闸刀31、静触头32、接地端33以及可旋转的转轴34，静触头31与开关柜外的电缆电连接，接地端33与充气室2的壁体接触，动闸刀31固定在转轴34上，可分别与静触头31、接地端33接触或分离。
本实施例中，上述转轴461、34的每次转动的角度、时间、速度均通过操作机构室5来控制。
请一同参见图4a～4c，本实施例开关柜的操作方法如下：
在合闸时，先合隔离开关3，再合断路器组件4；分闸时，先分断路器组件4，再分隔离开关3；闭合接地时，先使隔离开关3接地，再合断路器组件4；断开接地时，先分断路器组件4，再分隔离开关3接地。
可见，以上的步骤中，隔离开关3均是在无电状态下进行操作，并不会产生电弧，而断路器组件4中的导电触头与静导电触头41均是在带电情况下操作，在操作过程中会产生电弧，但电弧可瞬间在真空状态下的真空灭弧室43熄灭，可防止电弧烧毁设备以及防止其他意外事故的发生。同时，本发明的开关柜并没有应用SF6，而是应用对环境无害的绝缘气体，即使意外泄漏到外面的环境，也不会对环境产生有害的影响。同时，所有的带电导体及开关都密封于充气室内，由此可以避免外界环境(温湿度，海拔、污秽等)对开关柜绝缘性能的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环保气体绝缘的开关柜，包括电缆室、充气室以及设置于所述充气室内的隔离开关、断路器组件，所述断路器组件包括静导电触头、动导电触头以及可往复运动的活动杆，所述动导电触头安装在所述活动杆上，并可与所述静导电触头接触或分离；其特征在于，所述充气室内填充有对环境无害的绝缘气体，所述断路器组件还包括真空灭弧室以及导电端口，所述静导电触头、动导电触头设置于所述真空灭弧室内，所述导电端口设置于所述真室灭弧室外，其一端与所述静导电触头或动导电触头电连接，另一端与所述电缆室内的电缆电连接；所述断路器组件还包括带动所述活动杆往复运动的驱动机构，所述驱动机构包括可转动的转轴以及固定在所述转轴上的摆动件，所述摆动件上开设有边缘为弧形的卡孔，所述活动杆远离所述动导电触头的一端延伸出卡头，所述卡头卡入所述卡孔内。
2.如权利要求1所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述活动杆由绝缘材料制造而成。
3.如权利要求1所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述的绝缘气体为氮气。
4.如权利要求1至3任意一项所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述断路器组件还包括导电杆，所述导电杆的一端与所述导电端口电连接，另一端与所述电缆室内的电缆电连接。
5.如权利要求1至3任意一项所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述隔离开关包括动闸刀、静触头、接地端以及可旋转的转轴，所述静触头与开关柜母线系统电连接，所述接地端与所述充气室的壁体接触，所述动闸刀固定在所述转轴上，可分别与所述静触头、接地端接触或分离。
6.如权利要求5所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述活动杆夹置于两个所述的摆动件之间，所述活动杆远离所述动导电触头一端的两侧均延伸出所述卡头，两侧的卡头分别卡入活动杆两侧摆动件的卡孔内。
7.如权利要求5所述的环保气体绝缘的开关柜，其特征在于，所述卡头的一端设置有夹持部，所述卡孔的边缘夹置于所述活动杆与夹持部之间。
8.如权利要求1所述的环保气体绝缘的开关柜的操作方法，其特征在于，在合闸时，先合隔离开关，再合断路器组件；分闸时，先分断路器，再分隔离开关；闭合接地时，先使隔离开关接地，再合断路器组件；断开接地时，先分断路器组件，再分隔离开关接地。
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