CN105119183A - 氮气绝缘环网柜 - Google Patents

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鲁晓东
杜仲江
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    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS, OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangements of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangements of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055Features relating to the gas

Abstract

本发明是氮气绝缘环网柜,其特征是包括充气单元1、柜体2、标准电缆头3,其中标准电缆头3安装在充气单元单元1的电缆连接锥上,充气单元1通过螺钉安装在柜体2中的后上部。优点:由于采用了真空灭弧室作为开断电流的元件,不会产生电弧,无爆炸或有害气体产生。隔离开关其自身具有合闸、分闸(隔离)、接地共三个工作位置,这样极大的简化了开关的结构。采用氮气作为绝缘介质,在工作过程中不会产生有害物质,且所有零部件达到使用寿命后均可回收,极大提高产品的环保性,适应环保需求。由于所有带电体均安装在密封的箱体,不会受到如水汽、灰尘等外部环境对环网柜的电气性能的影响。减少了设备的维护、延长了使用寿命。

Description

氮气绝缘环网柜
技术领域
[0001] 本发明是一种新型气体绝缘环网柜。属于高压配电设备技术领域。
技术背景
[0002]目前气体绝缘环网柜多数采用SF6气体作为高压带电部分的绝缘或开断介质。由于SF6气体在开断电弧后会分解出有毒气体,出现泄的话可能会危及人身安全。并且SF6气体在产品寿命终结后无法回收处理。另外根据《京都议定书》,作为气体绝缘环网柜的绝缘或开断介质,SF6气体被明确列为温室效应气体之一,要求减少其使用量。
发明内容
[0003] 本发明提出的是一种新型充氮气绝缘环网柜,其目的在于克服现有技术所存在的上述缺陷,具有体积小、环保型、功能集成、可靠性高、免维护、全绝缘等优点。
[0004] 本发明的技术解决方案:其结构包括充气单元1、柜体2、标准电缆头3,其中标准电缆头3通过螺钉安装在柜体2中的充气单元I上,充气单元I通过螺钉和柜体2连接,安装在柜体上后部。
[0005] 本发明的优点:由于采用了真空灭弧室作为开断电流的元件,不会产生电弧,无爆炸或有害气体产生。隔离开关其自身具有合闸、分闸(隔离)、接地共三个工作位置,这样极大的简化了开关的结构。采用氮气作为绝缘介质,在工作过程中不会产生有害物质,且所有零部件达到使用寿命后均可回收,极大提高产品的环保性,适应环保需求。由于所有带电体均安装在密封的箱体,不会受到如水汽、灰尘等外部环境对环网柜的电气性能的影响。减少了设备的维护、延长了使用寿命。
[0006] 附图说明:
附图1是氮气绝缘环网柜的结构图。
[0007] 附图2是图1的侧视图。
[0008] 附图3是氮气绝缘环网柜的充气单元结构图。
[0009]图中的I是充气单元、2是柜体、3是标准电缆头、4是母线扩展锥、5是封箱体内、6是隔离开关组件、7是固封极柱、8是连接导体、9是防爆膜、10是电缆连接锥、11是操作机构、12是隔离刀合闸静触头、13是绝缘罩、14是隔离开关动刀片、15是隔离开关操作主轴、16是真空灭弧室静端触头、17是软连接、18是真空灭弧室动端触头、19是绝缘螺钉、20是硅橡胶套、21是真空灭弧室、22是传动拐臂、23是真空灭弧室动端螺钉、24是触头弹簧组件、25是真空灭弧室传动主轴、26是隔离开关接地触头。
具体实施方式
[0010] 对照附图1,氮气绝缘环网柜,其结构包括充气单元1、柜体2、标准电缆头3,其中标准电缆头3安装在充气单元单元I的电缆连接锥上,充气单元I通过螺钉安装在柜体2中的后上部。
[0011] 对照附图2、3,充气单元I的结构是:隔离开关组件6、固封极柱7、连接导体8、电缆连接锥10安装在由不锈钢板焊接的密封箱体5内,3个母线扩展锥4按前中后顺序安装在密封箱体5的上部,3个电缆连接锥10按左中右的顺序安装在焊接气箱5的正面下部,母线扩展锥4的内部浇注隔离刀合闸静触头12,母线扩展锥4上空套防护罩13,密封箱体5的底部安装防爆膜9,伸出焊接气箱5的隔离开关操作主轴15的前端与操作机构11的隔离开关机构输出端相连;隔离开关操作主轴15的后端固定在固封极柱7的安装板上,固封极柱7内部浇注有真空灭弧室静端触头16、真空灭弧室21和真空灭弧室动端触头18。
[0012] 所述的母线扩展锥4是由环氧树脂浇注而成,母线扩展锥4的锥形的一部分外漏在密封箱体5外部,供2组以上环网柜拼装时连接导电回路用,母线扩展锥4的另一部分在密封箱体5内部。
[0013] 所述的防护罩13是由环氧树脂浇注而成,空套在母线扩展锥4上,其将三相隔离刀合闸静触头12之间,以及对焊接箱体5之间隔开,起到增加绝缘性能的作用。
[0014] 所述的隔离开关组件6由一个三相一体的绝缘隔离开关操作主轴15和2片一对共3对的隔离开关动刀片14组成,其中隔离开关操作主轴15上有三个空腔凸台,每个凸台内部安装2片隔离开关动刀片14,每2片隔离开关动刀片14的一端通过轴销与浇注在固封极柱7上的真空灭弧室静端触头16上,并可以以真空灭弧室静端触头16为转动中心旋转,每2片隔离开关动刀片14的另一端随着旋转分别与隔离刀合闸静触头12、隔离开关接地触头26连接。
[0015] 所述的固封极柱7是由环氧树脂浇注而成,固封极柱7内部的真空灭弧室静端触头16 —端通过螺钉固定在真空灭弧室21静端,真空灭弧室静端触头16的另一端与隔离开关动刀片14相连接,固封极柱7按前中后的顺序安装在密封箱体5的安装板上,固封极柱7通过轴销安装传动拐臂22的中部,固封极柱7的一端与真空灭弧室动端螺钉23连接,固封极柱7的另一端与触头弹簧组件24连接,固封极柱7的安装板上安装真空灭弧室传动主轴25在、隔呙开关接地触头26,当隔呙开关动刀片14与隔呙开关接地触头26嗤合时,将导电部分接地。
[0016] 真空灭弧室动端触头18浇注在固封极柱7的靠近真空灭弧室21动端的部位,真空灭弧室21的动端端面通过真空灭弧室动端螺钉23固定软连接17 —端,软连接17的另一端通过螺钉固定在真空灭弧室动端触头18的一端。
[0017] 所述的连接导体8共3个,由铜棒制作而成,3个连接导体的一端按前中后的顺序通过绝缘螺钉19紧固在固封极柱7的真空灭弧室动端触头18的一端,并在3个连接导体的外部套上一个硅橡胶套20,真空灭弧室动端触头18的另一端通过绝缘螺钉19紧固在电缆连接锥10 —端,并在外部套上另一个硅橡胶套20,二硅橡胶套20是由硅橡胶浇注而成,包裹连接导体8的外侧,起到增强绝缘强度的作用。
[0018] 所述的电缆连接锥10由环氧树脂浇注而成,并在内部浇注有两端带螺纹的铜棒,电缆连接锥10锥形的一侧漏在密封箱体5的外部,与标准电缆头3连接,密封箱体5的内部一侧分别与A、B、C三相连接导体8相连。
[0019] 安装在气箱焊接5底部的防爆膜9,当有内部短路故障时,密封箱体内部气压升高,气压达到规定值时,防爆膜自行打开,内部气体可通过此处释放,降低内部压力,避免箱体爆炸。
[0020] 密封箱体5的正面外侧通过螺钉固定操作机构11,操作机构11的断路器输出端与真空灭弧室传动主轴25连接,并带动其转动;其三工位输出端与隔离开关操作主轴15连接,并带动其转动。
[0021] 所述的触头弹簧组件24由压缩弹簧、绝缘子、杆端关节螺栓组成,触头弹簧组件24 一端与传动拐臂22连接,触头弹簧组件24的另一端与真空灭弧室传动主轴25连接,其中的压缩弹簧在合闸时向真空灭弧室21提供压力,保证其可靠工作。
[0022] 对照附图3,充气单元I的主回路工作状态是:隔离开关动刀片14与隔离刀合闸静触头12啮合,接通母线扩展锥4与真空灭弧室静端触头16。导电回路由母线扩展锥4上的隔离刀合闸静触头12、隔离开关动刀片14、真空灭弧室静端触头16、真空灭弧室21、软连接17、真空灭弧室动端触头18、连接导体8、电缆连接锥10 ;其动作顺序为:先操作操动机构11隔离开关输出端带动隔离开关操作主轴15旋转,继而带动隔离开关动刀片14向隔离刀合闸静触头12转动,并使其啮合,隔离开关即处于合闸位置;再操作操动机构11断路器输出端,继而带动真空灭弧室传动主轴25、触头弹簧组件24、传动拐臂22、真空灭弧室动端螺钉23向合闸位置运动;真空灭弧室动端螺钉23带动真空灭弧室21合闸,接通断路器,工作回路完成导通;
充气单兀I的主回路接地状态是:隔尚开关动刀片14与隔尚开关接地触头26嗤合,接通隔离开关接地触头26与真空灭弧室静端触头16,导电回路由隔离开关接地触头26、隔离开关动刀片14、真空灭弧室静端触头16、真空灭弧室21、软连接17、真空灭弧室动端触头18、连接导体8、电缆连接锥10 ;其动作顺序为:先操作操动机构11隔离开关输出端带动隔离开关操作主轴15旋转,继而带动隔离开关动刀片14向隔离开关接地触头26转动,并使其啮合,隔离开关即处于接地位置;再操作操动机构11断路器输出端,继而带动真空灭弧室传动主轴25、触头弹簧组件24、传动拐臂22、真空灭弧室动端螺钉23向合闸位置运动;真空灭弧室动端螺钉23带动真空灭弧室21合闸,接通断路器。接地回路完成导通。
本发明采用的三工位隔离开关,极大简化了开关的结构,且所有的正常工作电流或短路电流的开断、关合以及接地故障的关合全部由真空灭弧室承担,不会产生电弧、爆炸等危险。另外所有带电体均置于焊接气箱5内,接口均通过密封连接,避免了带电体的外露,具有体积小、环保型、功能集成、可靠性高、免维护、全绝缘等优点。

Claims (10)

1.氮气绝缘环网柜,其特征是包括充气单元、柜体、标准电缆头,其中标准电缆头安装在充气单元单元的电缆连接锥上,充气单元通过螺钉安装在柜体中的后上部。
2.根据权利要求1所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的充气单元的结构是:隔离开关组件、固封极柱、连接导体、电缆连接锥安装在由不锈钢板焊接的密封箱体内,3个母线扩展锥按前中后顺序安装在密封箱体的上部,3个电缆连接锥按左中右的顺序安装在焊接气箱的正面下部,母线扩展锥的内部浇注隔离刀合闸静触头,母线扩展锥上空套防护罩,密封箱体的底部安装防爆膜,伸出焊接气箱的隔离开关操作主轴的前端与操作机构的隔离开关机构输出端相连;隔离开关操作主轴的后端固定在固封极柱的安装板上,固封极柱内部浇注有真空灭弧室静端触头、真空灭弧室和真空灭弧室动端触头。
3.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的母线扩展锥是由环氧树脂浇注而成,母线扩展锥的锥形的一部分外漏在密封箱体外部,供2组以上环网柜拼装时连接导电回路用,母线扩展锥的另一部分在密封箱体内部。
4.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的防护罩是由环氧树脂浇注而成,空套在母线扩展锥上,其将三相隔离刀合闸静触头之间,以及对焊接箱体之间隔开,起到增加绝缘性能的作用。
5.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的隔离开关组件由一个三相一体的绝缘隔离开关操作主轴和2片一对共3对的隔离开关动刀片组成,其中隔离开关操作主轴上有三个空腔凸台,每个凸台内部安装2片隔离开关动刀片,每2片隔离开关动刀片的一端通过轴销与浇注在固封极柱上的真空灭弧室静端触头上,并可以以真空灭弧室静端触头为转动中心旋转,每2片隔离开关动刀片的另一端随着旋转分别与隔离刀合闸静触头、隔尚开关接地触头连接。
6.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的固封极柱是由环氧树脂浇注而成,固封极柱内部的真空灭弧室静端触头一端通过螺钉固定在真空灭弧室静端,真空灭弧室静端触头的另一端与隔离开关动刀片相连接,固封极柱按前中后的顺序安装在密封箱体的安装板上,固封极柱通过轴销安装传动拐臂的中部,固封极柱的一端与真空灭弧室动端螺钉连接,固封极柱的另一端与触头弹簧组件连接,固封极柱的安装板上安装真空灭弧室传动主轴、隔离开关接地触头,当隔离开关动刀片与隔离开关接地触头啮合时,将导电部分接地,所述触头弹簧组件由压缩弹簧、绝缘子、杆端关节螺栓组成,触头弹簧组件一端与传动拐臂连接,触头弹簧组件的另一端与真空灭弧室传动主轴连接,其中的压缩弹簧在合闸时向真空灭弧室提供压力,保证其可靠工作。
7.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的真空灭弧室动端触头浇注在固封极柱的靠近真空灭弧室动端的部位,真空灭弧室的动端端面通过真空灭弧室动端螺钉固定软连接一端,软连接的另一端通过螺钉固定在真空灭弧室动端触头的一端。
8.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的连接导体共3个,由铜棒制作而成,3个连接导体的一端按前中后的顺序通过绝缘螺钉紧固在固封极柱的真空灭弧室动端触头的一端,并在3个连接导体的外部套上一个硅橡胶套,真空灭弧室动端触头的另一端通过绝缘螺钉紧固在电缆连接锥一端,并在真空灭弧室动端触头外部套上另一个硅橡胶套,二个硅橡胶套是由硅橡胶浇注而成,包裹连接导体的外侧,起到增强绝缘强度的作用,所述的电缆连接锥由环氧树脂浇注而成,并在电缆连接锥内部浇注有两端带螺纹的铜棒,电缆连接锥锥形的一侧漏在密封箱体的外部,与标准电缆头连接,密封箱体的内部一侧分别与A、B、C三相连接导体相连。
9.根据权利要求2所述的氮气绝缘环网柜,其特征是所述的密封箱体的底部安装防爆膜,当有内部短路故障时,密封箱体内部气压升高,气压达到规定值时,防爆膜自行打开,内部气体可通过此处释放,降低内部压力,避免箱体爆炸,密封箱体的正面外侧通过螺钉固定操作机构,操作机构的断路器输出端与真空灭弧室传动主轴连接,并带动其转动;其三工位输出端与隔离开关操作主轴连接,并带动其转动。
10.如权利要求1的充气单元分主回路工作状态、主回路接地状态,其中主回路工作状态是:隔离开关动刀片与隔离刀合闸静触头啮合,接通母线扩展锥与真空灭弧室静端触头,导电回路由母线扩展锥上的隔离刀合闸静触头、隔离开关动刀片、真空灭弧室静端触头、真空灭弧室、软连接、真空灭弧室动端触头、连接导体、电缆连接锥;其动作顺序为:先操作操动机构隔离开关输出端带动隔离开关操作主轴旋转,继而带动隔离开关动刀片向隔离刀合闸静触头转动,并使其啮合,隔离开关即处于合闸位置;再操作操动机构断路器输出端,继而带动真空灭弧室传动主轴、触头弹簧组件、传动拐臂、真空灭弧室动端螺钉向合闸位置运动;真空灭弧室动端螺钉带动真空灭弧室合闸,接通断路器,工作回路完成导通; 主回路接地状态是:隔尚开关动刀片与隔尚开关接地触头嗤合,接通隔尚开关接地触头与真空灭弧室静端触头,导电回路由隔离开关接地触头、隔离开关动刀片、真空灭弧室静端触头、真空灭弧室、软连接、真空灭弧室动端触头、连接导体、电缆连接锥;其动作顺序为:先操作操动机构隔离开关输出端带动隔离开关操作主轴旋转,继而带动隔离开关动刀片向隔离开关接地触头转动,并使其啮合,隔离开关即处于接地位置;再操作操动机构断路器输出端,继而带动真空灭弧室传动主轴、触头弹簧组件、传动拐臂、真空灭弧室动端螺钉向合闸位置运动;真空灭弧室动端螺钉带动真空灭弧室合闸,接通断路器,接地回路完成导通。
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