CN106602452A - 一种采用环保气体绝缘的隔离断路器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用环保气体绝缘的隔离断路器，包括断路器和隔离开关，断路器由断路器本体和断路器操作机构组成，隔离开关由隔离开关本体和隔离开关操作机构组成，所述断路器本体和隔离开关本体左右布置安装在密封的箱体中，箱体内充满环保气体；所述隔离开关静触头除触头部分位于绝缘极柱外，其余部分固封在绝缘极柱内，且隔离开关静触头通过可导电的软连接与真空灭弧室的动导电杆连接；所述接地触头固定连接在隔离开关操作轴上。本发明将断路器和隔离开关设计成一个整体，并将隔离开关静触头设计在断路器绝缘极柱上，隔离开关接地触头设计在隔离开关操作轴上，可大大减小断路器和隔离开关占用的空间，使整个开关设备的结构更加紧凑。

Description

一种采用环保气体绝缘的隔离断路器

技术领域

本发明涉及一种隔离断路器，特别涉及一种采用环保气体绝缘的隔离断路器，属高压电器领域。

背景技术

最早的12KV环网柜是采用空气绝缘的，即柜内相间和相对地的绝缘介质是空气，因为三相之间和相对地必须有足够的绝缘强度，所以要求其空气净距离≥125mm，因此断路器和隔离开关的体积较大，从而环网柜的体积也随之增大，其宽×深×高约为1100×1100×2200mm³。随着技术的进步和节约占地空间，要求环网柜小型化，于是有了采用SF6气体绝缘的环网柜，即把断路器和隔离开关装入一个充有SF6气体的密闭的箱体中，开关电器的相间和相对地的绝缘介质是SF6气体。由于SF6气体具有优越的灭弧性能和绝缘性能，所以相对于空气绝缘而言，相间和相对地的距离减少了很多，因而环网柜的尺寸也减小了很多，其宽×深×高最小的可以做到370×1000×1500mm³。但是，SF6是温室效应气体，充入箱体的SF6气体压力大约是大气压力的6倍，这就不可避免地会产生SF6气体泄漏，对大气造成污染，不满足环保的要求。于是近年来有了采用固体绝缘的环网柜，就是把开关电器元件和导体固封在用绝缘材料压制的绝缘体中，相间和相对地的绝缘介质是固体绝缘材料，这样就完全摒弃了SF6气体，柜体仍然小型化。不过，我国目前实际运行的固体绝缘环网柜都不能称为真正意义上的固体绝缘，近几年的应用情况表明，固体绝缘环网柜还存在一些问题，比如其中隔离开关没有固封在绝缘材料中，仍然是靠空气绝缘而非固体绝缘，因此不可避免地埋下了事故隐患，有些事故甚至是致命的，比如因凝露而引起的短路故障等，事实上，这样的事故近几年已经发生过多次。

于是人们又把关注的目光回到空气绝缘上面来，但是简单的空气绝缘显然是不能满足要求的，其主要原因是湿度变化较大，而湿度是影响开关设备性能的一个重要因素，湿度越大，设备绝缘被破坏的几率就越大。因此人们考虑使用干燥空气、氮气或氮气和干燥空气的混合气体作为开关的绝缘介质，将断路器和隔离开关装在充满这些气体的密封的箱体中，这样就可以把开关电器周围的湿度控制在较低的范围内，密闭箱体中的开关不受外界潮气的影响，可保证开关设备的安全运行，同时因为用干燥空气作为绝缘介质，使得相间、相对地和隔离断口的空气净距离比使用普通空气绝缘的要小，开关的体积也能做到小型化，而干燥空气、氮气等对大气没有污染，是一种环保气体。

采用环保气体绝缘，相间和相对地的绝缘距离需≥100mm，隔离断口的绝缘距离需≥120mm，如简单地按照传统的设计方式来布置断路器、隔离开关等一次元件，开关设备的体积不会比空气绝缘小很多，因此应考虑一种全新的设计，使利用环保气体绝缘的开关和开关设备实现小型化，由此产生本发明技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构紧凑、体积小的采用环保气体绝缘的隔离断路器。

本发明提供的采用环保气体绝缘的隔离断路器，包括断路器和隔离开关，断路器由断路器本体和断路器操作机构组成，隔离开关由隔离开关本体和隔离开关操作机构组成，断路器本体包括绝缘极柱，真空灭弧室固封于绝缘极柱内，隔离开关本体包括隔离开关动触刀、隔离开关静触头和接地触头，所述断路器本体和隔离开关本体左右布置安装在密封的箱体中，箱体内充满环保气体；隔离开关静触头除与隔离开关动触刀接触的触头部分位于绝缘极柱外，其它部分固封在绝缘极柱内，隔离开关静触头通过可导电的软连接与真空灭弧室的动导电杆连接；接地触头固定连接在隔离开关操作轴上。

所述环保气体为干燥空气、氮气或氮气和干燥空气的混合气体。

传统的断路器和隔离开关是分别独立的两个元件，各自分开安装占用了较大的空间，在开关柜中，断路器和隔离开关的三相一般为横向布置，即A、B、C三相为左、中、右的布置方式，横向宽度较大，隔离开关一般布置在断路器的上方或下方，使得整个柜子的高度尺寸较大。

本发明将断路器和隔离开关设计成一个整体，减小了断路器和隔离开关占用的空间，使整个开关设备的宽度和高度尺寸大大减小，同时，由于将隔离开关静触头设计在断路器绝缘极柱上，隔离开关接地触头设计在隔离开关操作轴上，从而大大节省了隔离开关占用的空间，使得结构更加紧凑，开关更加小型化。

另外，由于箱体内充满的是干燥的环保气体，其压力为微正压(即略大于外界大气压力)，所以相间、相对地和断口的净距离比常规的空气绝缘小，相间和相对地的空气净距离≥100mm，隔离断口的空气净距离≥120mm，这样的距离均小于传统空气绝缘开关柜规定的相间、相对地和隔离断口的距离，因此本发明既满足了开关设备对绝缘的要求，又减小了隔离开关占用的空间。

综上所述，本发明具有环保、结构紧凑、使用可靠等优点。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的右视图。

图4为本发明中断路器的立体图。

图5为本发明中断路器的纵剖视图。

图6为本发明中隔离开关的立体图。

图7为本发明中隔离开关的主视图。

图8为本发明在断路器和隔离开关均处于合闸位置时的结构示意图。

图9为本发明在断路器和隔离开关均处于分闸位置时的结构示意图。

图10为本发明在断路器处于分闸位置、隔离开关处于接地位置时的结构示意图。

图中标记：1—箱体 2—断路器本体 21—绝缘极柱 22—真空灭弧室 23—软连接24—绝缘拉杆 25—基座 26—断路器操作轴 27—进线端子 3—断路器操作机构 4—槽钢5—出线套管 6—支母线 7—隔离开关本体 71—隔离开关静触头 72—接地母线 73—接地触头 74—隔离开关动触刀 75—隔离开关操作轴 76—绝缘拉杆 77—接线端子 78—绝缘子 79—安装槽钢 710—螺栓 711—弹簧 712—螺栓 713—法兰 8—支母线 9—进线套管 10—法兰 11—接地导线 12—隔离开关操作机构 221—动导电杆

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例

如图1～图10所示，本发明包括箱体1、断路器本体2、断路器操作机构3、隔离开关本体7和隔离开关操作机构，箱体1用不锈钢板焊接而成，箱体1底部的前后两端分别焊接有槽钢4，用于安装隔离开关本体7。所述断路器本体2和隔离开关本体7左右平行布置在箱体1中，断路器本体2的结构如图4、图5所示，包括绝缘极柱21、真空灭弧室22、绝缘拉杆24和进线端子27，真空灭弧室22固封于绝缘极柱21内，进线端子27的下端和隔离开关静触头71的支撑部分固封在绝缘绝缘极柱21内，与隔离开关动触刀74相接触的隔离开关静触头71的触头部分位于绝缘极柱21外，隔离开关静触头71通过可导电的软连23与真空灭弧室22的动导电杆221连接，这样从动导电杆221流出的电流就可经软连接23到达隔离开关静触头71。断路器的A、B、C的三相采用纵向布置，即A、B、C三相为后、中、前的布置方式，每相的绝缘极柱21的下端通过螺栓固定在基座25上，基座25焊接在箱体1的底部。位于绝缘极柱21顶部的进线端子27通过支母线8与进线导电杆连接，进线导电杆固封在由绝缘材料压制的带有锥度的进线套管9内。绝缘拉杆24的上端与真空灭弧室2的动导电杆221固定连接，下端与断路器操作轴26上的拐臂铰接。断路器操作轴26可转动地安装在基座25上，其中一端伸出箱体1与断路器操作机构3连接。

本发明采用的隔离开关为具有运行、隔离、接地三个工位的隔离开关，包括隔离开关本体7和隔离开关操作机构，所述隔离开关本体7包括隔离开关静触头71、接地母线72、接地触头73、隔离开关动触刀74、隔离开关操作轴75、绝缘拉杆76、接线端子77和绝缘子78，隔离开关静触头71固封在断路器本体2上，隔离开关动触刀74、接线端子77和绝缘子78依次用螺栓紧固在一起后用螺栓710固定在安装槽钢79上，安装槽钢79的两端焊接在前后槽钢4上。接地母线72和接地触头73固定连接在隔离开关操作轴75上，绝缘拉杆76的两端分别与隔离开关动触刀74和隔离开关操作轴75的拐臂铰接，隔离开关操作轴75可转动地安装在箱体1上，其中一端伸出箱体1与隔离开关操作机构连接，另一端铰接在箱体1内侧的法兰713上。接地母线72通过接地导线11与外壳相连，以使开关出线端可靠接地。隔离开关动触刀74的两端均装有弹簧711，转动螺栓712可调整弹簧711的压力，从而使隔离开关动触刀74与隔离开关静触头71和接地触头73能可靠接触。接线端子77通过支母线6与出线导电杆连接，出线导电杆固封在由绝缘材料压制的带有锥度的出线套管5内。断路器的A、B、C的三相也采用纵向布置，即A、B、C三相为后、中、前的布置方式。当逆时针转动隔离开关操作轴75时，隔离开关动触刀74被推向固封在断路器本体2上的隔离开关静触头71，两片隔离开关动触刀74夹住隔离开关静触头71使主回路导通，而当顺时针转动隔离开关操作轴4时，隔离开关动触刀74被拉到隔离位置，进一步转动隔离开关操作轴75，隔离开关动触刀74被拉到接地位置，两片隔离开关动触刀74夹住接地触头73。

本发明安装时，先将箱体1留下一个或两个侧面不焊接，待安装调试完成后再将未焊接的侧面焊接封闭,最后将干燥空气、氮气或氮气和干燥空气的混合气体充入箱体中。为保证密封效果，断路器操作轴26和隔离开关操作轴75的伸出端、以及出线套管5和进线套管9与箱体1之间均采用O型密封圈密封。其中，出线套管5和进线套管9的O型密封圈套在绝缘套管的凹槽中，并用压板将O型密封圈压在绝缘套管与箱体之间以起到密封的作用，压板通过箱体上的螺柱与螺母的配合固定。

图8、图9、图10分别为断路器和隔离开关均处于合闸、分闸位置以及断路器处于分闸位置、隔离开关处于接地位置时的结构示意图。从图8可以看出，当断路器和隔离开关均处于合闸位置时，整个主回路导通，电流从进线套管9进入箱体1，经支母线8、真空灭弧室22、软连接23、隔离开关静触头71、隔离开关动触刀74、接线端子77、支母线6后从出线套管5流出。当需要断开时，如图9所示，先将断路器分闸，然后将隔离开关动触刀74与隔离开关静触头71分开到隔离位置，此时，隔离断口的净距离(图9所示H)大于120mm，形成了一个安全的隔离断口。当需要接地时，如图10所示，将隔离开关动触刀74操作到接地位置与接地触头73关合，通过接地导线11将机箱1外壳与隔离开关的接地母线72连接起来，从而实现开关下端的可靠接地。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种采用环保气体绝缘的隔离断路器，包括断路器和隔离开关，断路器由断路器本体和断路器操作机构组成，隔离开关由隔离开关本体和隔离开关操作机构组成，断路器本体包括绝缘极柱，真空灭弧室固封于绝缘极柱内，隔离开关本体包括隔离开关动触刀、隔离开关静触头和接地触头，其特征在于：

a.断路器本体和隔离开关本体左右布置安装在密封的箱体中，箱体内充满环保气体；

b.隔离开关静触头除与隔离开关动触刀接触的触头部分位于绝缘极柱外，其余部分固封在绝缘极柱内，隔离开关静触头通过可导电的软连接与真空灭弧室的动导电杆连接；

c.接地触头固定连接在隔离开关操作轴上。

2.根据权利要求1所述的采用环保气体绝缘的隔离断路器，其特征在于：所述环保气体为干燥空气、氮气或氮气和干燥空气的混合气体。