CN105428145A - 带有隔离开关的高压户外真空开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压开关电气领域中应用的带有隔离开关的高压户外真空开关，特别是全密封全绝缘的户外高压真空开关。该高压户外真空开关包括：绝缘进、出线(1)；起到支撑和绝缘作用的左侧绝缘体(4)、右侧绝缘体(7)；装在密封的、充满液态绝缘硅脂的隔离开关腔(20)内的隔离开关；外锥形的电源变压器(19)；外锥形的电压互感器(5)；外锥形的避雷器(15)。由于高压带电体大部份浇注在固态绝缘体内，裸露的部分也被液态绝缘体浸盖或锥面绝缘密封，使得体积大幅降低。左侧绝缘体(4)、右侧绝缘体(7)间采用齿型对接方式增大爬电距离，同时对接面垫有成型的硅橡胶绝缘垫片(26)，达到密封绝缘的目的。

Description

带有隔离开关的高压户外真空开关

技术领域

本发明涉及带有隔离开关的高压户外真空开关(3.6kV～40.5kV)，特别是户外全密封全绝缘的高压真空开关。

背景技术

目前，公知的带有隔离开关的高压户外真空开关特征如下：

①采用气体介质来加强带电体之间以及对地之间的绝缘，以此来减小体积。这带来了如下问题：

a.采用的气体大多为SF₆气体，该种气体对环境的不利影响很大，是受环保公约限制排放的气体；

b.随着环境温度的变化，外壳内的气体压力也会变化，如果密封不严，就会泄露。泄漏后气体浓度会降低，影响绝缘性能；

c.只要不是空气，就不好在现场补充，维护困难。

②采用绝缘型材来加强带电体之间以及相对地之间的绝缘，以此来减小体积。这带来了如下问题：

a.各相导体之间、对地之间，既有固体绝缘也有空气绝缘，电场在不同的介质中因介电常数不同而场强也不同。电场在空气中强度较强，在固体绝缘介质中反而弱。但是，空气耐受电场强度却低，固体绝缘介质反而高，这就会引发空气隙局部放电进而击穿，酿成事故；

b.由于绝缘件的种类过多，成本也高；

c.减小体积的效果有限。

③把隔离开关外置，采用空气作为隔离开关各相及相对地的绝缘介质。只把开关灭弧室用固体绝缘介质固定、支撑并密封。这带来了如下问题：

a.要保证足够的绝缘强度，就要有足够的间隙，使得整个开关设备体积庞大；

b.开关设备体积庞大，必然造成成本过高；

c.密封不好，也会造成内部凝露，影响绝缘性能。外置隔离开关的金属件也容易锈蚀，影响导电性能。

④不论采用以上哪种方案，只要带有隔离开关，不论内置还是外置，体积都比较大，甚至无法安装。如果再附加其它设备(如电源变压器等)，往往只能外置，使设备受环境影响严重，增加事故率。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述缺陷而提供一种新式的带有隔离开关的高压户外真空开关。

该带有隔离开关的高压户外真空开关包括：左侧绝缘体；右侧绝缘体；引出线；绝缘拉杆腔；电流互感器；电压互感器；真空灭弧室；开关主轴；触头压簧；拐臂；隔离开关腔；隔离动触头；隔离开关绝缘轴；零序电流互感器；绝缘拉杆；弹簧触指；避雷器；电源变压器以及快速熔断器等。

上述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于：把隔离开关动触头、静触头放在右侧绝缘体的空腔内，空腔内充满液态的绝缘硅脂，既保证足够的绝缘强度，又占用很小的体积。左、右侧两个绝缘体之间的对接面为锯齿形，且垫有硅橡胶垫片保证不会有漏电流通过。

上述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于：引出线、电流互感器、真空灭弧室、零序电流互感器全部浇注在固态绝缘体内，而需要更换的电压互感器、避雷器、电源变压器采用内、外锥体连接并密封。

采取了上述设计方案，可以达到以下有益效果：

①把真空灭弧室、电流互感器等无需更换的零部件预埋在固态绝缘体中，大幅度地减小了体积、降低了造价；

②把隔离开关放置在充满液态绝缘硅脂(永不凝固)的空腔内，大幅度降低了隔离开关的体积；

③把需要检修更换的电源变压器、电压互感器、避雷器设计为外锥式结构，插入到内锥式的绝缘体内，压紧密封，同时使导电部分连接。由于有了界面密封绝缘，可以使体积大幅度减小；

④把快速熔断器安放在电源变压器的外锥形头内，两锥形头分别插入到内锥形孔内(取两边相电源)，既保证变压器的安全，也减小了占用的空间；

⑤把绝缘拉杆安装在一个四周绝缘的空气腔内，减小了占用的空间；

⑥高压户外真空开关分闸后，才能操作隔离开关分闸，确保能隔离电压，保证安全。合闸时，首先操作隔离开关，使隔离开关合闸，而后开关机构才能动作，使灭弧室合闸。开关与隔离开关之间设计有满足上述条件的联锁装置，简单、安全、可靠；

附图说明

图1为该高压户外真空开关主视图；

图2为该高压户外真空开关的A-A向剖视图；

图3为该高压户外真空开关的B-B向剖视图；

图4为该高压户外真空开关俯视图(绝缘导线出线方式)；

图5为该高压户外真空开关俯视图(裸导线出线方式)。

图中：1-绝缘进、出线；2-硅橡胶包覆层；3-电流互感器；4-左侧绝缘体；5-电压互感器；6-真空灭弧室；7-右侧绝缘体；8-动端引出导体；9-弹簧触指；10-主轴；11-触头压簧；12-拐臂；13-绝缘拉杆；14-上盖板；15-避雷器；16-绝缘拉杆腔；17-零序电流互感器；18-快速熔断器；19-电源变压器；20-隔离开关腔；21-隔离开关绝缘轴；22-压紧螺栓；23-下盖板；24-扇形隔离开关动触头；25-灭弧室动导电杆；26-硅橡胶绝缘垫片；27-操动机构；28-密封螺栓；29-排气孔；30-侧板；31-轴承套；32-动密封圈；33-轴承；34-隔离拐臂；35-碟簧；36-接线端。

具体实施方式

该带有隔离开关的高压户外真空开关包括：

(1)绝缘进、出线1-与外部一次导线连接用；

(2)硅橡胶包覆层2-防紫外线照射到绝缘体及保护作用；

(3)电流互感器3-测量每相电流用；

(4)左侧绝缘体4-起到支撑和绝缘的作用。受加工工艺的限制，整个绝缘体分成左侧绝缘体(4)和右侧绝缘体(7)；

(5)电压互感器5-测量每相电压及零序电压用；

(6)真空灭弧室6-开断、接通一次回路电流用；

(7)右侧绝缘体7-起到支撑和绝缘的作用。；

(8)动端引出导体8-真空灭弧室(6)引出线用；

(9)弹簧触指9-动端引出导体(8)与灭弧室动导电杆(25)之间滑动接触用；

(10)主轴10-传动三相真空灭弧室(6)快速动作用；

(11)触头压簧11-保证真空灭弧室(6)动、静触头间有足够的接触压力用；

(12)拐臂12-传动用；

(13)绝缘拉杆13-传动和绝缘用；

(14)上盖板14-密封保护用；

(15)避雷器15-保护设备和线路过电压用；

(16)绝缘拉杆腔16-内置绝缘拉杆(13)用；

(17)零序电流互感器17-测量零序电流用；

(18)快速熔断器18-保护电源变压器(19)用；

(19)电源变压器19-提供所有操作、控制电源用，进出线两侧各一只；

(20)隔离开关腔20-安放隔离开关并密封储存绝缘硅脂用；

(21)隔离开关绝缘轴21-传动并绝缘用；

(22)压紧螺栓22-紧固碟簧(34)及定位用；

(23)下盖板23-密封保护用；

(24)扇形隔离开关动触头24-连接导电及隔离作用；

(25)灭弧室动导电杆25-向外引线用；

(26)硅橡胶绝缘垫片26-起到密封和绝缘的作用；

(27)操动机构27-开关及隔离开关操作、联锁用；

(28)密封螺栓28-填充硅脂及抽真空后密封用；

(29)排气孔29-填充硅脂及排气用；

(30)侧板30-防紫外线照射到绝缘体及保护作用；

(31)轴承套31-支承轴承(32)及动密封圈(31)用；

(32)动密封圈32-密封作用；

(33)轴承33-支撑转动用；

(34)隔离拐臂34-支撑固定扇形隔离开关动触头(24)用；

(35)碟簧35-保证扇形隔离开关动触头(24)与静触头有足够的压力用；

(36)接线端36-连接裸架空导线用。

下面结合附图1～5及实施例对本发明作进一步说明：

1.带有隔离开关的高压户外真空开关结构要点：

①三相真空灭弧室(6)、引出线(1)以及电流互感器(3)全部预埋在左侧绝缘体(4)中，构成一个部件；

②引出线(1)、电流互感器(3)、零序电流互感器(17)等预埋在右侧绝缘体(7)中，构成一个部件；

③隔离开关放置在充满绝缘硅脂的隔离开关腔(20)，既保证足够的绝缘强度，也减小了体积；

④左侧绝缘体(4)与右侧绝缘体(7)对接面为齿形，再垫上硅橡胶绝缘垫片(26)并紧固(见附图1)。由于接触面为齿形，有效地增大了爬电距离；

⑤电压互感器(5)为外锥式，分别插入到右侧绝缘体(7)、左侧绝缘体(4)，最后再紧固密封。安全性高、占用的体积非常小；

⑥两只电源变压器(19)接线端也是外锥式的，内置快速熔断器(18)，分别插入到左侧绝缘体(4)和右侧绝缘体(7)中，再紧固。安全性高、占用的体积非常小；

⑦隔离开关内置在隔离开关腔(20)中，充满液态的绝缘硅脂，既保证绝缘性能，占用的体积也非常小；

⑧绝缘拉杆(13)内置在空气腔(16)中，减少占用的体积。

电流通过绝缘进、出线(1)到真空灭弧室(6)、灭弧室动导电杆(25)、弹簧触指(9)、动端引出导体(8)、扇形隔离开关动触头(24)，最后到另一侧的绝缘进、出线(1)，构成完整的导电回路，同时，该回路的接通和分断又由开关控制。附加的电流互感器(3)起测量电流用，电压互感器(5)用作测量电压和零序电压用，避雷器(15)用作过电压保护用，电源变压器(19)用于取电源用。

2.真空开关合闸、分闸过程：

图1所示为开关分闸后状态。在操动机构(27)的带动下，主轴(10)快速顺时针旋转，带动拐臂(12)顺时针转动，拐臂(12)最后带动绝缘拉杆(13)向左移动使真空灭弧室(6)动、静触头接触并有一定的接触行程，完成合闸。相反，在操动机构(27)的带动下，主轴(10)快速逆时针旋转，带动拐臂(12)逆时针转动，拐臂(12)最后带动绝缘拉杆(13)向右移动到开关的额定开距(见附图1)，完成分闸。

3.隔离开关合闸、分闸过程

附图1所示为隔离开关分闸后状态。合闸时，扇形隔离开关动触头(24)绕隔离绝缘轴(21)顺时针转动90°，扇形隔离开关动触头(24)把动端引出导体(8)与绝缘进、出线(1)连通，完成隔离开关合闸。分闸时再逆时针转动90°，两者断开，形成隔离断口。

Claims (6)

1.带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，包括：在灭弧室动端引出导体(8)与绝缘进、出线(1)之间，充满液态绝缘硅脂的隔离开关腔(20)。

2.根据权利要求1所述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，该带有隔离开关的高压户外真空开关还包括：右侧绝缘体(7)、左侧绝缘体(4)间采用的齿型对接面及硅橡胶绝缘垫片(26)。

3.根据权利要求1所述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，该带有隔离开关的高压户外真空开关还包括：内装绝缘拉杆(13)的绝缘拉杆腔(16)。

4.根据权利要求1所述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，该带有隔离开关的高压户外真空开关还包括：带有快速熔断器(18)的外锥式电源变压器(19)。

5.根据权利要求1所述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，该带有隔离开关的高压户外真空开关还包括：锥形避雷器(15)。

6.根据权利要求1所述的带有隔离开关的高压户外真空开关，其特征在于，该带有隔离开关的高压户外真空开关还包括：锥形电压互感器(5)。