CN107968348B - 气体绝缘开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体绝缘开关柜，包括：一个气箱，其内部能够密封绝缘气体；一个接线套管，其位于气箱上，且其一端位于气箱内；一个防弧部件，其位于气箱内，并接地；一个引弧部件，其位于气箱内且其一端与接线套管的一端连接，其另一端朝向防弧部件延伸；其中，引弧部件的另一端与防弧部件之间的间距大于或等于最小绝缘距离。本发明，通过在气体绝缘开关柜的气箱内的接线套管上设置引弧部件，且该引弧部件朝向接地的防弧部件延伸，这样，当气箱内有电弧产生时，引弧部件能够将电弧引向防弧部件，进而使得电弧尽快熄灭。

Description

气体绝缘开关柜

技术领域

本发明涉及电气设备领域，特别是气体绝缘开关柜。

背景技术

随着经济的快速发展，气体绝缘开关柜已经被广泛应用于住宅小区、高层建筑、大型公共建筑等各种场合中。气箱绝缘开关柜的气箱中密封一般有六氟化硫的气体作为绝缘介质，六氟化硫具有很好的绝缘性能以及灭弧能力。

实际中，虽然由于六氟化硫的作用，气体绝缘开关柜中电弧事故极少发生，但是不可能完全避免。电弧事故一旦发生，会对设备产生冲击和损坏，甚至发生爆炸，威胁附近人员的生命安全。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了气体绝缘开关柜。

本发明一方面提供气体绝缘开关柜，包括一个气箱和一个接线套管，所述气箱内部能够密封绝缘气体，所述接线套管位于所述气箱上，且其一端位于所述气箱内，还包括一个防弧部件和一个引弧部件，其中防弧部件位于所述气箱内，并接地；引弧部件位于所述气箱内且其一端与所述接线套管的所述一端连接，其另一端朝向所述防弧部件延伸；其中，所述引弧部件的所述另一端与所述防弧部件之间的间距大于或等于最小绝缘距离。

通过在气体绝缘开关柜的气箱内的接线套管上设置引弧部件，且该引弧部件朝向接地的防弧部件延伸，这样，当气箱内有电弧产生时，引弧部件能够将电弧引向防弧部件，进而使得电弧尽快熄灭，不仅能够避免由于电弧释放的巨大能量对气体绝缘开关柜造成的损伤，而且能够保护附近人员的生命安全。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述引弧部件具有一个板状部，所述板状部的一端朝向所述防弧部件延伸。采用该板状部，能够通过简单的结构来实现引弧的功能，这样不会过多的增加生产成本，而且工艺较为简单。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述板状部包括相互堆叠的一个第一金属板和一个第二金属板，其中所述第二金属板的熔点大于所述第一金属板。设置堆叠的第一金属板和第二金属板，能够尽量避免第一金属板和第二金属板被电弧产生的能量完全融化，保证引弧功能。此外，即使电弧引起的高温使得第一金属板融化，熔点较高的第二金属板仍然可以起到引弧的作用。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述第一金属板、所述第二金属板均与所述接线套管连接，且所述第二金属板自与所述接线套管连接的连接位置处向所述防弧部件延伸。这样，不仅能够在第一金属板融化的情况下，仍能够尽量保证将电弧引向防弧部件的位置，而且不会过多地浪费材料。另外，也能够尽量控制电弧的方向。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，还包括一个导电连接件，其一端与所述第一金属板连接，另一端与一个断路器连接，所述导电连接件与所述第一金属板的材料相同。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述第一金属板的导电率大于所述第二金属板的导电率。这样，能够保证气体绝缘开关柜的导电性能。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述第一金属板为铜排，所述第二金属板为钢排。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述第一金属板位于所述第二金属板的上方。这样，能够保证气体绝缘开关柜的导电性能，使得电流尽量从第一金属板上通过，而且安装工艺简单方便。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述气箱为立方体，所述防弧部件分布于所述气箱依次相邻的三个内侧壁上。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述防弧部件还包括相互堆叠的一个第三金属板和一个绝缘板，所述绝缘板靠近所述气箱的内侧壁。这样，即使第三金属板损坏，也会由于绝缘板的作用使得电弧不能够破坏气箱的内侧壁。

根据上述的气体绝缘开关柜，可选地，所述第三金属板为钢板或铁板。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明一实施例的引弧部件与导电连接件的结构示意图。

图2为根据本发明另一实施例的引弧部件与接线套管连接的结构示意图。

图3为根据本发明再一实施例的引弧部件位于气箱内的分布结构示意图。

图4为根据本发明又一实施例的气箱内部结构示意图。

图5为根据本发明另一实施例的防弧部件的结构示意图。

附图标记

100-气箱 101-引弧部件 1011-板状部

1012-第一金属板 1013-第二金属板 102-防弧部件

110-接线套管 120-导电连接件 130-螺栓

201-断路器 301-顶部

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

当有气体绝缘开关柜中的出现绝缘击穿时，会产生电弧并造成相间短路，引发瞬时故障大电流。电弧会在短时间内释放巨大的能量，容易造成气体绝缘开关柜的柜体内部气体膨胀、压力骤增。经过大量研究发现，电弧在接线套管位于气箱内的一端产生的几率较大。因此，本实施例在接线套管位于气箱内的一端设置引弧部件，并在气箱内设置有接地的防弧部件。这样，当电弧产生时，引弧部件会将电弧引向防弧部件，而防弧部件是接地的，从而将电弧熄灭，有效降低由于内部燃弧造成的伤害。此外，能够尽量避免电弧对气箱内壁造成破坏而导致气体从破坏处外泄的情况。即，本发明能够实现控制气体尽量从气箱上的一个防爆膜处沿预设通道泄出，进而避免对附近的工作人员造成伤害。防爆膜是装在气箱上以防止气箱爆炸的金属薄膜，是一种安全装置，又称防爆片或爆破片。当气箱内压力超过一定限度时，金属薄膜先被冲破，因而可以降低气箱内的压力，避免爆炸。防爆膜一般都会设置在一个能够尽量不伤害到工作人员的位置。

下面具体说明本发明的气体绝缘开关柜，该气体绝缘开关柜中设置有气箱，气箱上设置有接线套管，气箱中设置有断路器，断路器通过导电部件与接线套管连接，该导电部件例如是下文中的导电连接件。

如图1所示，本发明的气体绝缘开关柜包括一个气箱100、一个接线套管110、一个防弧部件102和一个引弧部件101。

其中，气箱100的内部能够密封绝缘气体。例如，该气箱100可以密封SF6。该气体绝缘开关柜的断路器设置在气箱100中。该气箱100可以为立方体，其具有顶部301、底部和四个侧壁。

如图1和图4所示，接线套管110位于气箱100上，例如可以设置于气箱100的顶部。接线套管110的一端位于气箱100内部，另一端露出气箱100，即另一端位于气箱 100的外部。该接线套管110可以用于连接另一开关柜的母线。

如图4和图5所示，防弧部件102位于气箱100内，并接地。防弧部件102接地的方式有很多，例如通过导体接到接地部件上，具体可以根据实际需要选择，在此不再赘述。防弧部件102可以是单独的钢板、铁板或其他任意导电板，也可以包括多层板，例如包括相互堆叠的一个第三金属板和一个绝缘板。其中，绝缘板可以靠近气箱100的内侧壁，例如直接固定于气箱100的内侧壁上，固定方式可以采用螺栓固定。第三金属板可以是钢板、铁板或其他任意导电板，绝缘板可以是尼龙板或环氧树脂板。第三金属板可以与绝缘板固定在一起，固定方式为螺栓固定。

当电弧被引到第三金属板时，由于第三金属板接地，此时电弧会熄灭。但是由于电弧从到达第三金属板到熄灭需要一定的时间，因此，在这段时间内，电弧会在第三金属板上燃烧，此时同样会产生大量的热量，有可能对第三金属板造成损坏。为了避免由于第三金属板损坏后电弧会对气箱100的内侧壁造成损伤，因此，将一个绝缘板与第三金属板堆叠，这样，即使第三金属板损坏，也会由于绝缘板的作用使得电弧尽量不能够破坏气箱100的内侧壁。另外，尽管电弧会熄灭，其也会引起气箱100内的气体膨胀、压力骤增。此时，电弧会从气箱100上的防爆膜(图中未示出)处沿预设通道泄出，进而尽量避免伤害附近的工作人员。

更为具体地，如图5所示，防弧部件102可以分布于气箱100依次相邻的三个内侧壁上。这样，能够尽量将电弧限制在防弧部件102所围成的空间中，进而尽量使得所有的电弧能够接触到防弧部件102，然后熄灭。当然，在气箱100顶部301的内壁上也可以设置有防弧部件102，具体可以根据实际需要选择，在此不再赘述。

如图1所示，引弧部件101位于气箱100内且其一端与接线套管110位于气箱100 内部的一端连接，另一端朝向防弧部件102延伸。其中，引弧部件101的另一端与防弧部件102之间的间距大于或等于最小绝缘距离。该最小绝缘距离指的是，引弧部件101 与防弧部件102之间不会产生放电的最小间距。

可选地，如图1至图3所示，引弧部件101具有一个板状部1011。该板状部1011 的一端朝向防弧部件102延伸。采用该板状部1011，能够通过简单的结构来实现引弧的功能，这样不会过多的增加生产成本，而且工艺较为简单。

该板状部1011可以包括相互堆叠的一个第一金属板1012和一个第二金属板1013，且该第二金属板1013的熔点大于第一金属板1012。例如第二金属板1013的熔点是第一金属板1012的四倍或五倍以上。第一金属板1012可以是具有良好的导电性能的金属板，例如，第一金属板1012的导电率大于第二金属板1013的导电率。更为具体地，第一金属板1012的导电率为第二金属板1013的导电率四倍或五倍以上。更为具体地，第一金属板1012可以为铜板，第二金属板1013可以为钢板。设置堆叠的第一金属板1012和第二金属板1013，能够尽量避免第一金属板1012和第二金属板1013被电弧产生的能量完全融化，保证引弧功能。此外，即使电弧引起的高温使得第一金属板1012融化，熔点较高的第二金属板1013仍然可以起到引弧的作用。该第一金属板1012和第二金属板1013 均可以通过螺栓固定的方式连接至接线套管110。当然，第一金属板1012和第二金属板 1013之间可以通过螺栓固定。如图2所示，第一金属板1012、第二金属板1013和接线套管110三者可以通过同一个螺栓130固定在一起，这样工艺较为简单，安装方便。

可选地，第二金属板1013自与接线套管110连接的连接位置处向防弧部件102延伸。由于本实施例的引弧部件101所在的位置为电弧发生几率较大的位置，这样，第二金属板1013从连接位置处向防弧部件102延伸，不仅能够在第一金属板1012融化的情况下，仍能够尽量保证将电弧引向防弧部件102的位置，而且不会过多地浪费材料。另外，也能够尽量控制电弧的方向。

第一金属板1012可以位于第二金属板1013的上方，这样，第一金属板1012可以直接与接线套管110连接，既能够保证气体绝缘开关柜的导电性能，使得电流尽量从第一金属板1012上通过，又能够使安装工艺简单方便。尤其是对于某些标准来说，其要求气体绝缘开关柜的主回路上必须采用单一且导电率较好的金属，例如铜来作为导体。若第一金属板1012为铜排，则接线套管110必须直接连接到第一金属板1012上，才能满足国家标准。这样，将第一金属板1012设置于第二金属板1013的上方，既能够满足某些标准，又能够实现引弧作用。

可选地，本实施例的气体绝缘开关柜还包括一个导电连接件120，其一端与第一金属板1012连接，另一端与一个断路器201连接。第二金属板1013的熔点同样可以大于该导电连接件120的熔点，该导电连接件120的导电率也可以大于第二金属板1013的导电率。具体举例来说，该导电连接件120的材料可以与第一金属板1012相同。例如，导电连接件120可以与第一金属板1012一体成型，这样既能够避免过多的连接部件，进而使其安装工艺较为简单，又能够保证气体绝缘开关柜正常工作。而且，在产生电弧时，导电连接件120若被电弧产生的能量融化，则电弧就不会继续进入到断路器201，对断路器201继续造成损伤。如图1至图3所示，导电连接件120呈阶梯状，这样能够更好地适应接线套管110和断路器201的位置，以使两者进行连接。

作为一个具体示例，第一金属板1012可以是铜排，第二金属板1013可以是铁排或者钢排，导电连接件120和第一金属板1012一体成型，即均为铜排。第一金属板1012 和第二金属板1013通过一个螺丝固定至接线套管110。这样，通过一个简单的螺栓130，就能够将第一金属板1012、第二金属板1013、导电连接件120的位置均固定下来，且能够实现断路器201与接线套管110的电连接。

当前大多数开关柜的主回路上使用铜排进行连接，若气箱100内由于绝缘击穿产生电弧，该电弧产生的巨大热量很有可能会将铜排融化，即将第一金属板1012和导电连接件120融化，此时，电弧无法从导电连接件120这个路径到达断路器201，只会沿着第二金属板1013进而到达接地的防弧部件102，这样不仅可以有效地控制电弧的方向，而且能够使电弧尽快熄灭，以避免其产生的压力破坏气体绝缘开关柜，伤害附近人员的生命安全。

本发明中，接线套管110与引弧部件101的数量一致。例如图2至图4所示，接线套管110的个数为3个，引弧部件101的个数同样为3个，即每一相对应的接线套管110 都具有一个引弧部件101。

根据本实施例的气体绝缘开关柜，通过在气体绝缘开关柜的气箱100内的接线套管 110上设置引弧部件101，且该引弧部件101朝向接地的防弧部件102延伸，这样，当气箱100内有电弧产生时，引弧部件101能够将电弧引向防弧部件102，进而使得电弧尽快熄灭，不仅能够避免避免由于电弧释放的巨大能量对气体绝缘开关柜造成的损伤，而且能够保护附近人员的生命安全。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.气体绝缘开关柜，包括一个气箱（100）和一个接线套管（110），所述气箱（100）内部能够密封绝缘气体，所述接线套管（110）位于所述气箱（100）上，且其一端位于所述气箱（100）内，其特征在于，还包括：

一个防弧部件（102），其位于所述气箱（100）内，并接地；

一个引弧部件（101），其位于所述气箱（100）内且其一端与所述接线套管（110）的所述一端连接，其另一端朝向所述防弧部件（102）延伸；

其中，所述引弧部件（101）的所述另一端与所述防弧部件（102）之间的间距大于或等于最小绝缘距离；

所述引弧部件（101）具有一个板状部（1011），所述板状部（1011）的一端朝向所述防弧部件（102）延伸，所述板状部（1011）包括相互堆叠的一个第一金属板（1012）和一个第二金属板（1013），其中所述第二金属板（1013）的熔点大于所述第一金属板（1012）。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述第一金属板（1012）、所述第二金属板（1013）均与所述接线套管（110）连接，且所述第二金属板（1013）自与所述接线套管（110）连接的连接位置处向所述防弧部件（102）延伸。

3.根据权利要求1所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，还包括：

一个导电连接件（120），其一端与所述第一金属板（1012）连接，另一端与一个断路器（201）连接，所述导电连接件（120）与所述第一金属板（1012）的材料相同。

4.根据权利要求1所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述第一金属板（1012）的导电率大于所述第二金属板（1013）的导电率。

5.根据权利要求1所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述第一金属板（1012）为铜排，所述第二金属板（1013）为钢排。

6.根据权利要求1所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述第一金属板（1012）位于所述第二金属板（1013）的上方，所述接线套管（110）直接连接到所述第一金属板（1012）。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述气箱（100）为立方体，所述防弧部件（102）分布于所述气箱（100）依次相邻的三个内侧壁上。

8.根据权利要求7所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述防弧部件（102）还包括相互堆叠的一个第三金属板和一个绝缘板，所述绝缘板靠近所述气箱（100）的内侧壁。

9.根据权利要求8所述的气体绝缘开关柜，其特征在于，所述第三金属板为钢板或铁板。