CN106384961B - 一种气体绝缘母线接地装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的气体绝缘母线快速接地装置，包括：充气隔室本体，充气隔室本体包括充气隔室和泄压通道，泄压通道与充气隔室之间设置有泄压装置，在充气隔室上设置自封阀；安装在充气隔室侧板上的六个母线套管；两个母线套管为一相，相对设置；位于充气隔室内的三相主母排，每相主母排安装在对应相的两个母线套管之间，每相主母排通过该相的两个母线套管与外部开关柜主母线连接；位于充气隔室内的三相接地组件，每相接地组件的上端与对应相的主母排连接，每相接地组件中的导杆下端支撑在所述充气隔室中的一侧板连接；一驱动三相接地组件实现接地合闸和接地分闸的驱动机构。本发明满足了气体绝缘开关柜主母线可靠接地，关合能力强、体积小、安全性高。

Description

一种气体绝缘母线接地装置

技术领域

本发明涉及气体绝缘开关柜技术领域，特别涉及一种气体绝缘母线接地装置。

背景技术

接地开关为开关柜的重要组成部件，通常安装在开关柜内部，供电线路或设备出现故障以及正常检修时，接地开关可合闸，实现主母线或者分支母线的接地。

气体绝缘开关柜是中压开关领域的高新技术产品，电压等级一般在12～40.5kV，短路电流耐受能力一般在40kA以下，它将断路器、隔离开关、接地开关等高压元件装在密封的金属柜体中，内充低压力的SF6气体或其他绝缘气体作为绝缘介质，实现与外部环境的隔离，提高开关柜运行的稳定性。

现有气体绝缘接地开关装置一般为旋转刀闸式结构，采用前中后布置方式，一般应用于12kV电压等级开关柜，短路关合能力在25kA以下。接地装置一般设置有安装支架，用于与母线连接的合闸触座，与旋转主轴连接的接地刀片，高压部件通过支撑绝缘子对地绝缘，通过弹簧机构驱动旋转主轴快速动作，实现接地开关的合闸。该结构能够正确执行接地所需的所有功能，但因其采用刀闸结构，接地刀片一般为扁铜排，端部存在尖端或者较小的圆角，导致断口电场分布较差，易引起尖端放电现象。在关合过程中，如系统存在预置短路，触头运动过程更容易产生预击穿，对普通铜质刀闸产生电弧烧蚀，对接地开关造成严重损伤。

现有气体绝缘直动式三工位开关可实现线路的接地功能，直动式三工位开关一般采用丝杆驱动动触头前后运动，实现合闸、分闸、接地功能。接地合闸过程采用慢速动作，因此，此类直动式三工位开关无法实现接地短路关合功能，需要配套的真空灭弧室合闸实现接地关合，配套使用的元器件较多，结构及联锁装置较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对目前接地开关绝缘能力弱，无法满足40.5kV电压等级的应用，体积大，无法与紧凑型气体绝缘开关柜匹配，关合能力弱，安全性不高，无法实现免维护的缺点，提供一种能够与气体绝缘开关柜主母线连接的气体绝缘母线快速接地装置，实现气体绝缘开关柜主母线的可靠接地功能。本发明基于接地开关的功能进行全新设计，实现接地开关装置的气体绝缘，并对接地开关进行全新结构设计，满足高绝缘能力以及高接地关合能力要求，实现免维护设计，满足高电压等级的应用。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

气体绝缘母线快速接地装置，包括：

一充气隔室本体，所述充气隔室本体包括充气隔室和泄压通道，所述泄压通道与所述充气隔室之间设置有泄压装置，在所述充气隔室上设置有充气接头，在所述充气接头上安装有一自封阀；

安装在所述充气隔室两相对侧板上的六个母线套管；每两个母线套管为一相，相对设置；

位于所述充气隔室内的三相主母排，每相主母排安装在对应相的两个母线套管之间，每相主母排通过该相的两个母线套管与外部开关柜主母线连接；

位于所述充气隔室内的三相接地组件，每相接地组件的上端与对应相的主母排连接，每相接地组件中的导杆下端支撑连接在所述充气隔室中的一侧板上；

一驱动三相接地组件实现接地合闸和接地分闸的驱动机构。

在本发明的一个优选实施例中，所述充气接头上安装有自封阀。

在本发明的一个优选实施例中，每相接地组件还包括：

一与所述主母排固定连接的静触头；

一上端与所述静触头固定连接的绝缘筒，所述绝缘筒内具有一内孔；

一固定在所述绝缘筒下端的触座，所述触座具有与所述绝缘筒的内孔同轴的中心孔，所述导杆的中上部穿过所述触座的中心孔插入到所述绝缘筒的内孔中；

一触管，所述触管具有一用以套设在所述导杆上的内孔，所述触管的内孔套在所述导杆上；所述触管也穿过所述触座的中心孔插入到所述绝缘筒的内孔中；所述触座通过设置在所述触座的中心孔孔壁上的触指与所述触管电气连接；所述触管与所述驱动机构驱动连接，由所述驱动机构带动沿所述导杆上下移动；

固定在所述触管顶端上并与所述触管电气连接的动触头，接地合闸时，所述触管向上移动带动动触头与所述静触头接触，接地分闸时，所述触管向下移动带动所述动触头与所述静触头分离；

固定在所述触座上并与所述触座电气连接的短接母排，所述短接母排与所述充气隔室的侧板电气连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述静触头上设置有一屏蔽罩，所述屏蔽罩罩在所述静触头以及绝缘筒中上部的外围。

在本发明的一个优选实施例中，在所述触管上还安装有一导向环，所述导向环的外周缘与所述绝缘筒的内孔壁滑动接触。

在本发明的一个优选实施例中，在所述导向环的外周缘设置有第一密封圈，所述第一密封圈用以密封所述导向环的外周缘与所述绝缘筒的内孔壁之间的接触间隙。

在本发明的一个优选实施例中，在所述触座的中心孔的孔壁上设置有第二密封圈，所述第二密封圈用以密封所述触座的中心孔的孔壁与所述触管的外周壁之间的接触间隙。

在本发明的一个优选实施例中，在所述触管的内孔的孔壁上设置有第三密封圈，所述第三密封圈用以密封所述触管的内孔与所述导杆外周面之间的间隙。

在本发明的一个优选实施例中，所述动触头通过一螺钉安装在所述触管上，在所述螺钉上开设有一中心通孔，在所述触管上开设有至少一个的径向通孔，所述螺钉上的中心通孔与所述触管上的径向通孔连通；所述导向环与所述触座之间的这部分绝缘筒内孔构成一压力空间，所述触管上的径向通孔与所述压力空间连通；在所述静触头上设置有换气孔。

在本发明的一个优选实施例中，所述动触头为自力型触头，触指间张开一定间距的槽口。

在本发明的一个优选实施例中，所述泄压装置设置于所述充气隔室的顶部或底部。

在本发明的一个优选实施例中，所述驱动机构包括：

一安装在所述充气隔室外的操作机构；

一由所述操作机构驱动转动的主轴，所述主轴插入所述充气隔室内；

沿所述主轴的轴向间隔安装在所述主轴上的三块拐臂，所述主轴同步带动三块拐臂转动，每一拐臂通过一动杆与所述触管铰接，每一拐臂通过动杆带动对应的触管上下移动。

本发明为实现一种满足气体绝缘开关柜主母线可靠接地，关合能力强、体积小、安全性高的气体绝缘母线接地装置，其基本原理是将连通主母线的母线套管、主母排、接地组件及传动系统密封于充气隔室内，接地组件安装于连接母线套管的主母排上，通过接地组件的快速关合功能实现主母线的可靠接地。

本发明通过密封安装于金属壳体内的母线套管，实现与外部气体绝缘开关柜的拼柜连接，母线套管型号规格可更换，满足与不同电压及电流等级开关柜主母线的拼接；接地组件通过主母排与母线套管固定连接，与拐臂活动连接，安装于充气隔室的内部；操作机构安装于充气隔室的外部，与驱动主轴密封连接，可操作接地组件快速接地及取消接地，实现本发明的母线接地功能。泄压装置设置于充气隔室的顶部或底部，实现故障条件下充气隔室内高压气体定向排放至下部的泄压通道，保证人员操作安全；金属壳体上设置有自封阀，可充入高性能绝缘气体，实现接地装置的气体绝缘及环境隔离。

本发明气体绝缘母线接地装置的高压部件全部密封安装于充气隔室内，包括通过法兰安装于金属壳体内部的母线套管，接地组件通过连通母线套管的主母排进行固定安装，接地组件的触管与在拐臂内滑动的动杆活动连接，驱动主轴本体穿装于传动拐臂内孔并可与拐臂同步转动，导向杆穿装于接地组件的触管内孔并垂直安装于支架上,用于对接地组件的触管进行导向，支架通过支撑件与金属壳体固定安装，保证导向杆安装强度。

本发明的接地组件包括用于绝缘及支撑的圆管形绝缘筒，绝缘筒两端设置有螺纹，静触头及触座安装于绝缘筒两端，其中静触头设置有换气孔，用于接地组件灭弧介质的气体交换；触座内孔设置有触指及密封圈，触管通过触座内孔穿装于绝缘筒内，通过触座内孔的触指导电，通过密封圈实现气体动密封；触管主体为圆管形结构，与动触头连接的上端设置有径向通孔，径向通孔与固定动触头的螺钉中的中心通孔连通；触管下端设置有密封圈，与穿装于触管内孔的导向杆配合，用于实现运动导向及气体动密封；动触头通过螺钉与触管固定连接，并固定安装用于导向动触头的导向环，其中螺钉中心设置为通孔，用于气体连通；导向环外圆设置有密封槽，用于安装密封圈，实现运动导向及气体动密封；触管、导向环及触座与绝缘筒的密封配合可在绝缘筒内形成密封空间，当触管从分闸位置向合闸位置快速运动过程中，可在密封空间内形成负压，形成气体流动，可冷却触头关合过程中的预击穿电弧，降低触头烧损程度；短接母排设置于接地装置下端，通过螺母与触座固定安装，实现相间的短接，用于承载短路电流；屏蔽罩设置于接地装置上端，绝缘筒外侧，与静触头固定安装，用于高压侧静触头的电场屏蔽，在不改变接地组件主体结构的基础上，可通过调整屏蔽罩的外形尺寸，达到控制接地组件高压侧电场强度的效果，实现不同电压等级接地开关装置的应用；触管下端设置安装孔，用于与拐臂内的动杆连接，接受机构输出力矩，实现触管上的动触头在接地装置内上下运动，完成接地装置的合分闸操作。

本发明对主母线接地装置进行全新设计，采用金属封闭、气体密封及定向泄压结构。接地装置密封安装于独立的金属气室内，可充入绝缘气体实现气体绝缘，设置有专用泄压装置及泄压通道，使用安全性大幅提高；主母线接地装置采用直动方式，同轴电场设计结构，提高断口绝缘能力，满足高电压等级气体绝缘开关柜的使用；接地部件及母线连接装置设置于密封的金属壳体内，母线连接装置可更换，满足不同规格气体绝缘开关柜的主母线接地功能；接地装置动、静触头端部设置耐电弧材料，触头接触位置设计气流场，关合预击穿电流可通过气流场冷却，降低动、静触头的烧损，实现母线接地装置的免维护设计。

附图说明

图1本发明的结构示意图。

图2本发明的侧视图。

图3本发明的接地组件结构示意图。

图4本发明动作关系示意图。

具体实施方式

本发明的技术手段，创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示(图1、图2、图3、图4)，进一步闸述本发明：

本发明的一种气体绝缘母线接地装置，可通过如下结构实现，具体结构包括：

一充气隔室本体30，充气隔室本体30包括充气隔室11和泄压通道13，泄压通道13位于充气隔室11的下部，泄压通道13与充气隔室11之间设置有泄压装置12，在充气隔室11上设置有充气接头，在充气接头上安装有一自封阀14，可通过自封阀14向充气隔室11充入绝缘气体。

母线套管1为六个，分为三组，每组相对设置。每个母线套管1可通过过渡法兰2安装于充气隔室11的侧板，分别通过三个主母排7进行主母线的电气连通，通过母线套管1实现本发明母线接地装置与外部开关柜主母线的连接；接地组件3与主母排7固定连接，接地组件3通过触管26与动杆8活动连接，动杆8穿装于拐臂9的内孔，通过拐臂9的转动，驱动接地组件3的触管26上下运动，实现接地组件3的合分动作；导杆4穿装于触管26的内孔，通过支撑板5及支撑座6固定于充气隔室11的侧板，用于触管26的动作导向；泄压装置可通过泄压通道13进行内部电弧故障气体的收集；主轴10一端密封安装于充气隔室11内部，与拐臂9固定连接并可自由旋转，主轴10的另一端设置于充气隔室11的外部，可与操作机构15进行连接，实现机构能量的传递。

接地组件3设置于充气隔室11内部，其静触头16及触座21采用螺纹方式连接在绝缘筒20的上下两端，通过绝缘筒20实现接地断口的绝缘及支撑。屏蔽罩17设置于绝缘筒20的静触头16侧，用于对接地组件3的高压部分进行电场屏蔽，屏蔽罩17罩在静触头16以及绝缘筒20中上部的外围，可通过控制屏蔽罩17的外圆尺寸实现接地组件3高压侧电场强度的调整，达到满足不同电压等级接地组件的绝缘要求；动触头18通过螺钉24实现与触管26固定电气连接，并实现导向环19的固定安装；导向环19通过与绝缘筒20的配合，可实现动触头18直线运动方向上的导向；触座21的中心孔的孔壁上设置有触指27，可实现触管26与触座21的活动电气连接；触管26通过动杆8的连接，可随拐臂9的转动在导杆4的竖直方向上按图4所示实现上下运动，实现接地组件3的合分动作，完成开关柜主母线的接地功能；短接母排22设置于接地组件3的触座21侧，通过螺母23实现接地组件3的相间短接，并与充气隔室11固定连接，可实现电力系统的三相短接，并平衡系统三相不平衡电流。

导向环19上可设置第一密封圈25，触座21上可设置第二密封圈28，触管26上可设置第三密封圈29，通过导向环19、导杆4、触管26、触座21及绝缘筒20可在接地组件3内形成压力空间A；在静触头16上设置有换气孔32。触管26的外圆设置有1个以上的径向通孔31，此径向通孔31在接地组件3处于分闸位置时仍处于压力空间A内；动触头18为自力型触头，触指间开一定间距的槽口，因此，压力空间A仅能通过触管26的径向通孔31、螺钉24的中心通孔33及动触头18的槽口与外部气体相通。当接地组件3在分闸位置时，压力空间A体积较小，当操作接地装置合闸接地操作，触管26受拐臂9及动杆8的驱动，快速带动动触头18向静触头16运动，压力空间A内的体积迅速增大，形成负压，因此，充气隔室11的绝缘介质通过唯一的气流通道，从动触头18流向压力空间A，在动触头18及静触头16间产生灭弧气体的流动。接地关合操作过程中，当断口距离减小到绝缘击穿后，即产生关合预击穿，动、静触头间产生的流动绝缘气体可冷却预击穿电弧，降低动、静触头的电弧烧蚀，达到气体绝缘母线接地装置免维护的目的。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，包括：

一充气隔室本体，所述充气隔室本体包括充气隔室和泄压通道，所述泄压通道与所述充气隔室之间设置有泄压装置，在所述充气隔室上设置有充气接头，在所述充气接头上安装有一自封阀；

安装在所述充气隔室两相对侧板上的六个母线套管；每两个母线套管为一相，相对设置；

位于所述充气隔室内的三相主母排，每相主母排安装在对应相的两个母线套管之间，每相主母排通过该相的两个母线套管与外部开关柜主母线连接；

位于所述充气隔室内的三相接地组件，每相接地组件的上端与对应相的主母排连接，每相接地组件中的导杆下端支撑连接在所述充气隔室中的一侧板上；

一驱动三相接地组件实现接地合闸和接地分闸的驱动机构；

每相接地组件还包括：

一与所述主母排固定连接的静触头；

一上端与所述静触头固定连接的绝缘筒，所述绝缘筒内具有一内孔；

一固定在所述绝缘筒下端的触座，所述触座具有与所述绝缘筒的内孔同轴的中心孔，所述导杆的中上部穿过所述触座的中心孔插入到所述绝缘筒的内孔中；

一触管，所述触管具有一用以套设在所述导杆上的内孔，所述触管的内孔套在所述导杆上；所述触管也穿过所述触座的中心孔插入到所述绝缘筒的内孔中；所述触座通过设置在所述触座的中心孔孔壁上的触指与所述触管电气连接；所述触管与所述驱动机构驱动连接，由所述驱动机构带动沿所述导杆上下移动；

固定在所述触管顶端上并与所述触管电气连接的动触头，接地合闸时，所述触管向上移动带动动触头与所述静触头接触，接地分闸时，所述触管向下移动带动所述动触头与所述静触头分离；

固定在所述触座上并与所述触座电气连接的短接母排，所述短接母排与所述充气隔室的侧板电气连接；

所述动触头通过一螺钉安装在所述触管上，在所述螺钉上开设有一中心通孔，在所述触管上开设有至少一个的径向通孔，所述螺钉上的中心通孔与所述触管上的径向通孔连通；在所述触管上还安装有一导向环，所述导向环的外周缘与所述绝缘筒的内孔壁滑动接触；所述导向环与所述触座之间的这部分绝缘筒内孔构成一压力空间，所述触管上的径向通孔与所述压力空间连通；在所述静触头上设置有换气孔。

2.如权利要求1所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，所述充气接头上安装有自封阀。

3.如权利要求1所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，在所述静触头上设置有一屏蔽罩，所述屏蔽罩罩在所述静触头以及绝缘筒中上部的外围。

4.如权利要求1所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，在所述导向环的外周缘设置有第一密封圈，所述第一密封圈用以密封所述导向环的外周缘与所述绝缘筒的内孔壁之间的接触间隙。

5.如权利要求4所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，在所述触座的中心孔的孔壁上设置有第二密封圈，所述第二密封圈用以密封所述触座的中心孔的孔壁与所述触管的外周壁之间的接触间隙。

6.如权利要求5所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，在所述触管的内孔的孔壁上设置有第三密封圈，所述第三密封圈用以密封所述触管的内孔与所述导杆外周面之间的间隙。

7.如权利要求1所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，所述动触头为自力型触头，触指间张开一定间距的槽口。

8.如权利要求7所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，所述泄压装置设置于所述充气隔室的顶部或底部。

9.如权利要求3至8任一项权利要求所述的气体绝缘母线快速接地装置，其特征在于，所述驱动机构包括：

一安装在所述充气隔室外的操作机构；

一由所述操作机构驱动转动的主轴，所述主轴插入所述充气隔室内；

沿所述主轴的轴向间隔安装在所述主轴上的三块拐臂，所述主轴同步带动三块拐臂转动，每一拐臂通过一动杆与所述触管铰接，每一拐臂通过动杆带动对应的触管上下移动。