CN107887807A - 一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，包括拼柜母线、柜体、开关单元、电缆出线头和电流互感器，所述开关单元以及电流互感器均安装在柜体上。所述开关单元包括断路器和三工位开关，所述断路器包括进线锥导体、软连接、断路器绝缘拉杆、真空灭弧室、灭弧室静端导体和断路器机构，所述三工位开关包括隔离静触头、刀闸组件、隔离触头座、出线锥导体、三工位绝缘拉杆、连杆、接地触头和隔离‑接地机构，所述进线锥导体、真空灭弧室、灭弧室静端导体、出线锥导体均浇注在屏蔽式固封极柱内。本发明将刀闸组件整体装入屏蔽式固封极柱内，降低因空间小装配不到位的问题，产品可靠性高，提高了生产效率。

Description

一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜

技术领域

本发明涉及高压开关柜设备技术领域，特别是涉及一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜。

背景技术

环网供电是配电系统中常用的供电形式，而环网柜是实现安全供电的核心部件，一般分空气绝缘，SF6绝缘和固体绝缘三类。由于空气绝缘性能限制，空气绝缘环网柜一般体积较大，占地面积大，并且由于高压带电部件直接暴露于空气中，产品性能受和可靠性会直接受环境影响。SF6是一种温室效应极强的气体，极不易分解，SF6气体污染环境、不环保，对密封柜的密封要求高，SF6环网柜还存在泄漏而严重降低产品绝缘性能的隐患。固体绝缘环网柜通过将高压带电部件固封于环氧材料内，利用环氧优异的电气性能来实现绝缘，虽然在环氧腔体内部的绝缘介质同样是空气，但它的体积远远小于传统空气环网柜。

而目前市场上的固体绝缘环网柜将隔离开关和接地开关做成刀闸式三工位开关，刀闸固定需要销轴固定在导体上，真空灭弧室动导电杆处软连接需要螺钉紧固，由于销轴和螺钉的凸起会造成电场集中，从而降低产品的电气性能。三工位开关的刀闸与隔离静触头的接触受到电动力的影响，长时间会使刀闸偏离原来的位置，影响刀闸与触头的接触，电阻变大，导电回路发热超出标准，发生事故。因此，需要研发一种能够克服该问题的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种体积小、环保型、可靠性高的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，包括拼柜母线、柜体、开关单元、电缆出线头和电流互感器，所述开关单元以及所述电流互感器均安装在所述柜体上；

所述开关单元包括断路器和三工位开关，所述断路器和三工位开关均包括主回路部分和操作机构部分，所述断路器和三工位开关的主回路部分均设置于屏蔽式固封极柱内，所述断路器和三工位开关的操作机构部分均设置于开关框架内；

所述断路器主回路部分包括进线锥导体、软连接、断路器绝缘拉杆、真空灭弧室、灭弧室静端导体，所述断路器操作机构部分包括断路器机构；所述进线锥导体、真空灭弧室和灭弧室静端导体均浇筑在所述屏蔽式固封极柱内；所述进线锥导体一端与所述拼柜母线连接，所述进线锥导体另一端与所述软连接的一端相连接；所述软连接的另一端通过所述断路器绝缘拉杆的一端与所述真空灭弧室的动导电杆固定连接，所述断路器绝缘拉杆的另一端与所述断路器机构连接，所述断路器机构通过所述断路器绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导电杆做直线运动；所述真空灭弧室的静端导电杆与所述灭弧室静端导体的一端相连；

所述三工位开关主回路部分包括隔离静触头、刀闸组件、隔离触头座、出线锥导体、三工位绝缘拉杆、连杆和接地触头，所述三工位开关操作机构部分包括隔离-接地机构；所述出线锥导体浇筑在所述屏蔽式固封极柱内；所述灭弧室静端导体的另一端与所述隔离静触头相连；所述隔离触头座固定在所述出线锥导体上，所述刀闸组件旋转设置在所述隔离触头座上，所述三工位绝缘拉杆的一端与所述刀闸组件连接，所述三工位绝缘拉杆的另一端通过所述连杆与所述隔离-接地机构的输出端连接，所述隔离-接地机构能带动所述连杆直线水平运动，所述连杆通过所述三工位绝缘拉杆能带动所述刀闸组件沿所述隔离触头座做旋转运动，所述刀闸组件能旋转至与所述隔离静触头或所述接地触头连接；

所述出线锥导体的另一端与所述电缆出线头连接，所述出线锥导体通过所述电缆出线头连接有出线电缆，所述出线电缆穿过所述电流互感器后与用电负载设备连接。

可选的，所述屏蔽式固封极柱的外表面层涂有导电层，对所述断路器和三工位开关的主回路的电场进行屏蔽接地，所述出线锥导体还与避雷器连接。

可选的，所述进线锥导体与所述拼柜母线的连接处设置有屏蔽环；所述真空灭弧室与所述灭弧室静端导体的连接处设置有灭弧室静端屏蔽环；所述出线锥导体与所述电缆出线头的连接位置设置有屏蔽环。

可选的，所述进线锥导体与所述软连接的连接处设置有真空灭弧室动端均压环；所述灭弧室静端导体与所述隔离静触头连接处设置有静触头处均压环；所述隔离触头座与所述刀闸组件旋转连接处设置有隔离旋转处均压环。

可选的，所述真空灭弧室动端均压环上设置有多个圆孔；所述隔离旋转处均压环上设置有多个圆孔；所述静触头处均压环设计有多个圆孔。

可选的，所述断路器绝缘拉杆与所述断路器机构为密封连接，所述连杆与所述三工位绝缘拉杆为防尘密封连接。

可选的，所述刀闸组件包括刀片、限位套和刀闸触头罩，所述刀片为两个，所述限位套设置于两个所述刀片之间，用于限定两个所述刀片之间的间距，在两个所述刀片的一端通过销钉将两个所述刀片与所述刀闸触头罩固定，两个所述刀片的另一端通过销钉将两个所述刀片与所述刀闸触头罩旋转设置于所述隔离触头座上。

可选的，所述刀闸触头罩与所述销钉连接处设置有用于将所述销钉包覆在内的沉孔。

可选的，所述刀闸组件还包括碟簧，所述碟簧设置于所述刀闸触头罩与所述刀片之间。

可选的，所述三工位绝缘拉杆通过销轴与所述刀闸组件固定连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，具有体积小、无污染、对柜体密封性要求不高的优点，有效解决了销轴和螺钉的凸起会造成电场集中的问题；刀闸组件整体装入屏蔽式固封极柱中，降低因空间小装配不到位的问题，产品可靠性高，开关主回路装配零部件少，提高了生产效率，降低了因生产失误的隐患，电场优化处理，无电场集中问题，提升了产品电气性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜的结构示意图；

图2为本发明中的开关单元的结构示意图；

图3为本发明中刀闸组件的结构示意图。

附图标记说明：1、拼柜母线；2、柜体；3、开关单元；4、电缆出线头；5、避雷器；6、出线电缆；7、电流互感器；8、屏蔽式固封极柱；9、屏蔽环；10、进线锥导体；11、软连接；12、真空灭弧室动端均压环；13、断路器绝缘拉杆；14、开关框架；15、断路器机构；16、接地触头；17、隔离-接地机构；18、拉杆；19、三工位绝缘拉杆；20、销轴；21、出线锥导体；22、隔离触头座；23、隔离旋转处均压环；24、刀闸组件；25、隔离静触头；26、静触头处均压环；27、灭弧室静端导体；28、真空灭弧室；29、灭弧室静端屏蔽环；30、销钉；31、限位套；32、碟簧；33、刀闸触头罩；34、刀片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其包括拼柜母线1、柜体2、开关单元3、电缆出线头4和电流互感器7；拼柜母线1可以将多组固体绝缘环网柜用电缆连接起来，开关单元3以及电流互感器7均安装在柜体2上。

如图2所示，所述开关单元3主要包括屏蔽式固封极柱断路器和三工位开关，所述断路器和三工位开关均包括主回路部分和操作机构部分，所述断路器和三工位开关的主回路部分均设置于屏蔽式固封极柱8内，所述断路器和三工位开关的操作机构部分均设置于开关框架14内屏蔽式固封极柱。

所述断路器主回路部分包括进线锥导体10、软连接11、断路器绝缘拉杆13、真空灭弧室28和灭弧室静端导体27，所述断路器操作机构部分包括断路器机构15，断路器机构15设置于开关框架14内。进线锥导体10、真空灭弧室28和灭弧室静端导体27均浇筑在屏蔽式固封极柱8内，于本实施例中，屏蔽式固封极柱8是由环氧树脂浇注而成，屏蔽式固封极柱8内设计有腔体，进线锥导体10、真空灭弧室28和灭弧室静端导体27直接浇注在屏蔽式固封极柱8中，软连接11和断路器绝缘拉杆13设置于屏蔽式固封极柱8的腔体内；进线锥导体10的一端与拼柜母线1连接，进线锥导体10的另一端与软连接11的一端相连接；真空灭弧室28包括静端导电杆和动导电杆，软连接11的另一端通过断路器绝缘拉杆13的一端与真空灭弧室28的动导电杆固定连接，断路器绝缘拉杆13的另一端与断路器机构15的输出端连接，操作断路器机构15能使断路器绝缘拉杆13带动真空灭弧室28的动导电杆做直线运动，实现所述断路器的分合状态；真空灭弧室28作为所述断路器的核心部件，真空灭弧室28的内部设置有动静触头，真空灭弧室28的静端导电杆与灭弧室静端导体27的一端相连。

所述三工位开关主回路部分包括隔离静触头25、刀闸组件24、隔离触头座22、出线锥导体21、三工位绝缘拉杆19、连杆18和接地触头16，所述三工位开关操作机构部分包括隔离-接地机构17，隔离-接地机构17设置于开关框架14内。出线锥导体21浇筑在屏蔽式固封极柱8内，于本实施例中，屏蔽式固封极柱8是由环氧树脂浇注而成，屏蔽式固封极柱8内设计有腔体，出线锥导体21直接浇注于屏蔽式固封极柱8内，隔离静触头25、刀闸组件24、隔离触头座22、三工位绝缘拉杆19和接地触头16设置于屏蔽式固封极柱8的腔体内。

灭弧室静端导体27的另一端与隔离静触头25相连；隔离触头座22固定在出线锥导体21上，刀闸组件24旋转设置在隔离触头座22上，三工位绝缘拉杆19的一端与刀闸组件24连接，三工位绝缘拉杆19的另一端通过连杆18与隔离-接地机构17的输出端连接，通过操作隔离-接地机构17带动连杆18直线水平运动，连杆18通过三工位绝缘拉杆19带动刀闸组件24沿隔离触头座22做旋转运动，以实现刀闸组件24和隔离静触头25或接地触头16的连接。

出线锥导体21的另一端与电缆出线头4连接，出线锥导体21通过电缆出线头4连接有出线电缆6，电流互感器7内部穿入出线电缆6连接至用电负载设备。

为了便于屏蔽式固封极柱8均匀主回路整体电场，于本实施例中，屏蔽式固封极柱8的外表面涂有导电层接地，对所述断路器和三工位开关的主回路的电场进行屏蔽接地，使产品的可靠性显著提升。进一步地，出线锥导体21还与避雷器5连接。

为了优化电场过渡，消灭电场集中，于本实施例中，进线锥导体10与拼柜母线1的连接处设置有屏蔽环9，屏蔽环9直接浇注在屏蔽式固封极柱8内；进一步地，出线锥导体21与电缆出线头4的连接位置处也设置有屏蔽环9。

为了均匀电场，避免电场集中，于本实施例中，进线锥导体10与软连接11的连接处安装有真空灭弧室动端均压环12，真空灭弧室动端均压环12将软连接11与进线锥导体10和真空灭弧室28固定用的紧固件包覆在内，为了进一步避免因紧固件凸起引起的电场集中，改善此部分回路电场，真空灭弧室动端均压环12上设置有若干个圆孔，避免因零件安装凸起引起的电场集中，改善此部分回路电场。

为了保证屏蔽式固封极柱8的腔体内部导电部件不受外部环境影响，提高产品的可靠性，于本实施例中，断路器绝缘拉杆13与断路器机构15的连接处做密封处理。

为了优化电场过渡，避免电场集中，真空灭弧室28与灭弧室静端导体27的连接处设置有灭弧室静端屏蔽环29，于本实施例中，灭弧室静端导体27上铆接有灭弧室静端屏蔽环29。

为了优化电场过渡，避免电场集中，于本实施例中，灭弧室静端导体27与隔离静触头25连接处设置有静触头处均压环26，进一步地，静触头处均压环26上设置有若干个圆孔，避免因零件安装凸起引起的电场集中，改善此部分回路电场。

为了均匀电场，避免电场集中，于本实施例中，隔离触头座22与刀闸组件24旋转连接处设置有隔离旋转处均压环23，隔离旋转处均压环23优选为铆接于隔离触头座22上，进一步地，隔离旋转处均压环23上设置有若干个圆孔，避免因零件安装凸起引起的电场集中，改善此部分回路电场。

为了保证屏蔽式固封极柱8的腔体内部导电部件不受外部环境影响，提高产品可靠性，于本实施例中，连杆18与三工位绝缘拉杆19为防尘密封连接。

如图3所示，于本实施例中，刀闸组件24包括刀片34、限位套31和刀闸触头罩33，一组刀闸组件24包括两个刀片34，限位套31设置于两个刀片34之间，用于限定两个刀片34之间的间距，在两个刀片34的一端通过销钉30将两个刀片34与刀闸触头罩33固定，两个刀片34的另一端通过销钉将两个刀片34与刀闸触头罩33旋转设置于隔离触头座22上。于本实施例中，刀片34优选为导电铜件，刀闸触头罩33优选为铝合金材料。

为了便于刀闸组件24与隔离静触头25或接地触头16的接触，于本实施例中，两个刀片34的相对位置设置有凸点。

为了均匀电场，避免电场集中，于本实施例中，刀闸触头罩33与销钉连接处设置有用于将所述销钉包覆在内的沉孔。

为了保证刀闸组件24与隔离静触头25或接地触头16的接触电阻，于本实施例中，刀闸组件24还包括碟簧32，碟簧32设置于刀闸触头罩33与刀片34之间，碟簧32用于在刀闸组件24与隔离静触头25或接地触头16接触时提供一定的触头压力。

于本实施例中，三工位绝缘拉杆19通过销轴20与刀闸组件24固定连接。

将隔离触头座22、隔离旋转处均压环23、刀闸组件24、销轴20、三工位绝缘拉杆19和连杆18组装好后统一安装在屏蔽式固封极柱8中的出线锥导体21上，避免因空间小装配不到位的问题，产品可靠性高，提高生产效率，降低因生产失误的隐患。

所述的开关单元3的电路主回路工作状态是：进线锥导体10通过软连接11与真空灭弧室28导通，真空灭弧室28通过灭弧室静端导体27与隔离静触头25导通，隔离静触头25与刀闸组件24接触，从而使隔离静触头25与刀闸组件24中的刀片34导通，刀片34通过隔离触头座22与出线锥导体21导通；开关单元3的导电回路由进线锥导体10、软连接11、真空灭弧室28、灭弧室静端导体27、隔离静触头25、刀片34、隔离触头座22、出线锥导体21组成。其动作顺序为：先操作断路器机构15，断路器机构15带动断路器绝缘拉杆13直线运动，断路器绝缘拉杆13带动软连接11和真空灭弧室28的动导电杆做直线运动，使真空灭弧室28的动触头与真空灭弧室28的静触头相连，断路器即处于合闸位置，操作隔离-接地机构17，使隔离-接地机构17带动连杆18做直线运动，连杆18通过三工位绝缘拉杆19带动刀闸组件24做逆时针转动，使刀闸组件24中的刀片34与隔离静触头25接触，工作回路完成导通；

开关单元3的主回路接地状态是：接地触头16与刀闸组件24接触，从而使接地触头16与刀闸组件24中的刀片34导通，刀片34通过隔离触头座22与出线锥导体21导通；开关单元3的接地回路由接地触头16、刀片34、隔离触头座22、出线锥导体21组成。其动作顺序为：先操作断路器机构15，断路器机构15带动断路器绝缘拉杆13直线运动，断路器绝缘拉杆13带动软连接11和真空灭弧室28的动导电杆做直线运动，使真空灭弧室28的动触头与真空灭弧室28的静触头分离，断路器即处于分闸位置，操作隔离-接地机构17，操作隔离-接地机构17带动连杆18做直线运动，连杆18通过三工位绝缘拉杆19带动刀闸组件24做顺时针转动，使刀闸组件24中的刀片34与接地触头16接触，接地回路完成导通；

断路器机构15和隔离-接地机构17设计联锁，保证断路器处于合闸位置时，不能操作隔离-接地机构17，避免因设备误操作引起的安全事故。

需要说明的是，三工位绝缘拉杆与刀闸组件的固定连接方式并不局限于本实施例，只要能实现三工位绝缘拉杆与刀闸组件的连接即可；本发明并不局限于实施例中刀闸组件的结构，实施例仅是提供了一种优选技术方案，其他能实现能旋转至与隔离静触头或接地触头连接的刀闸组件均可。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，包括拼柜母线、柜体、开关单元、电缆出线头和电流互感器，所述开关单元以及所述电流互感器均安装在所述柜体上；

所述开关单元包括断路器和三工位开关，所述断路器和三工位开关均包括主回路部分和操作机构部分，所述断路器和三工位开关的主回路部分均设置于屏蔽式固封极柱内，所述断路器和三工位开关的操作机构部分均设置于开关框架内；

所述断路器主回路部分包括进线锥导体、软连接、断路器绝缘拉杆、真空灭弧室、灭弧室静端导体，所述断路器操作机构部分包括断路器机构；所述进线锥导体、真空灭弧室和灭弧室静端导体均浇筑在所述屏蔽式固封极柱内；所述进线锥导体一端与所述拼柜母线连接，所述进线锥导体另一端与所述软连接的一端相连接；所述软连接的另一端通过所述断路器绝缘拉杆的一端与所述真空灭弧室的动导电杆固定连接，所述断路器绝缘拉杆的另一端与所述断路器机构连接，所述断路器机构通过所述断路器绝缘拉杆带动所述真空灭弧室的动导电杆做直线运动；所述真空灭弧室的静端导电杆与所述灭弧室静端导体的一端相连；

所述三工位开关主回路部分包括隔离静触头、刀闸组件、隔离触头座、出线锥导体、三工位绝缘拉杆、连杆和接地触头，所述三工位开关操作机构部分包括隔离-接地机构；所述出线锥导体浇筑在所述屏蔽式固封极柱内；所述灭弧室静端导体的另一端与所述隔离静触头相连；所述隔离触头座固定在所述出线锥导体上，所述刀闸组件旋转设置在所述隔离触头座上，所述三工位绝缘拉杆的一端与所述刀闸组件连接，所述三工位绝缘拉杆的另一端通过所述连杆与所述隔离-接地机构的输出端连接，所述隔离-接地机构能带动所述连杆直线水平运动，所述连杆通过所述三工位绝缘拉杆能带动所述刀闸组件沿所述隔离触头座做旋转运动，所述刀闸组件能旋转至与所述隔离静触头或所述接地触头连接；

所述出线锥导体的另一端与所述电缆出线头连接，所述出线锥导体通过所述电缆出线头连接有出线电缆，所述出线电缆穿过所述电流互感器后与用电负载设备连接。

2.根据权利要求1所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述屏蔽式固封极柱的外表面层涂有导电层，对所述断路器和三工位开关的主回路的电场进行屏蔽接地，所述出线锥导体还与避雷器连接。

3.根据权利要求1所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述进线锥导体与所述拼柜母线的连接处设置有屏蔽环；所述真空灭弧室与所述灭弧室静端导体的连接处设置有灭弧室静端屏蔽环；所述出线锥导体与所述电缆出线头的连接位置设置有屏蔽环。

4.根据权利要求1所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述进线锥导体与所述软连接的连接处设置有真空灭弧室动端均压环；所述灭弧室静端导体与所述隔离静触头连接处设置有静触头处均压环；所述隔离触头座与所述刀闸组件旋转连接处设置有隔离旋转处均压环。

5.根据权利要求4所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述真空灭弧室动端均压环上设置有多个圆孔；所述隔离旋转处均压环上设置有多个圆孔；所述静触头处均压环设计有多个圆孔。

6.根据权利要求1所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述断路器绝缘拉杆与所述断路器机构为密封连接，所述连杆与所述三工位绝缘拉杆为防尘密封连接。

7.根据权利要求1-6中任一所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述刀闸组件包括刀片、限位套和刀闸触头罩，所述刀片为两个，所述限位套设置于两个所述刀片之间，用于限定两个所述刀片之间的间距，在两个所述刀片的一端通过销钉将两个所述刀片与所述刀闸触头罩固定，两个所述刀片的另一端通过销钉将两个所述刀片与所述刀闸触头罩旋转设置于所述隔离触头座上。

8.根据权利要求7所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述刀闸触头罩与所述销钉连接处设置有用于将所述销钉包覆在内的沉孔。

9.根据权利要求7所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述刀闸组件还包括碟簧，所述碟簧设置于所述刀闸触头罩与所述刀片之间。

10.根据权利要求1所述的刀闸式三工位开关屏蔽式固体绝缘环网柜，其特征在于，所述三工位绝缘拉杆通过销轴与所述刀闸组件固定连接。