CN108270168A - 一种新型充气型开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，该新型充气型开关柜包括：气箱、机构室、电缆室，线路需送电时首先将隔离机构中的隔离机构轴带动隔离主轴旋转，从而使隔离刀与隔离静触头相搭接实现隔离开关合闸，随后将断路器机构储能，按下断路器机构中的合闸按钮，使断路器轴带动主开关主轴旋转，从而使真空灭弧室内的动触头与静触头完全压实，实现主开关合闸，达到线路导通，完成送电过程；线路断电或检修时先将主开关分闸随后将隔离开关分闸和接地。该新型充气型开关柜不仅其气箱采用共箱式结构，从而具有体积小、安装简单、制造成本低的优点，还采用高模块化设计，从而具有维护量小、更换方便的优点。

Description

一种新型充气型开关柜

技术领域

本申请涉及40.5KV高压开关柜技术领域，特别涉及一种新型充气型开关柜。

背景技术

随着经济的发展，环境保护意识不断增强，风力发电越来越受到世界上各个国家的重视。伴随风力发电的大力发展，开关设备的市场也迎来了良好的发展时机，预计未来很长一段时间都将保持高速发展，同时盈利能力也将随着技术的逐渐成熟稳步提升。根据风力发电行业变化，对充气型开关柜提出了新的要求。

目前风力发电市场上应用的充气型开关柜以40.5KV/1250A为主，但40.5KV/1250A充气型开关柜都是应用在容量大、电流等级高的风力发电机组，不能满足风力发电行业对容量中等且电流等级不高的充气型开关柜的需求；另外40.5KV/1250A充气型开关柜不仅所采用的气箱都是分箱式结构存在体积大、安装复杂、成本高的缺陷，还有其部件为非模块化设计导致维护量大，更换困难的缺点。

综上所述，如何设计出一种适用于风力发电行业及其他行业对体积小、安装便捷、成本低、维护量小、更换方便，容量中等且电流等级不高的充气型开关柜，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型充气型开关柜，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，其特征在于，包括：气箱、机构室，其中：

气箱内设置有进线套管、隔离开关、主开关、出线套管，所述进线套管通过导电母排与所述主开关相连接，所述隔离开关位于所述主开关的下方，所述隔离开关通过导电母排与所述出线套管相连接；

所述隔离开关包括隔离主轴、隔离拐臂、连板、隔离刀，所述隔离主轴与所述隔离拐臂相连接、所述隔离拐臂与所述连板相连接，所述连板与所述隔离刀相连接，所述隔离刀通过导电母排与所述出线套管相连接；

所述主开关包括主开关主轴、主开关拐臂、灭弧室动端、真空灭弧室、导电棒、隔离静触头，所述导电棒一端通过导电母排与进线套管相连接，且其另一端与所述真空灭弧室相连接，所述真空灭弧室内设有静触头、动触头，所述灭弧室动端位于所述真空灭弧室的下方，所述灭弧室动端上设置有触头簧，所述主开关拐臂与所述灭弧室动端相接触，所述主开关拐臂与所述主开关主轴相连接，所述隔离静触头位于所述主开关拐臂下方；

所述机构室用于放置隔离机构、断路器机构，所述隔离机构与所述隔离开关相连接，所述隔离机构用于为所述隔离开关运动提供动力，所述断路器机构与所述主开关相连接，所述断路器机构用于为所述主开关运动提供动力；

所述隔离机构包括隔离操作手柄、隔离操作孔、接地操作孔、隔离机构轴，所述隔离操作手柄插入所述隔离操作孔后与所述隔离机构轴相接触，或所述隔离操作手柄插入所述接地操作孔后与所述隔离机构轴相接触，所述隔离机构轴与所述隔离主轴相连接；

所述断路器机构包括储能操作手柄、断路器操作孔、断路器轴，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后与所述断路器轴相连接，所述断路器轴与所述主开关主轴相连接。

进一步，所述隔离开关还包括接地触头，所述接地触头用于所述隔离开关接地时与所述隔离刀相接触。

进一步，所述隔离机构还包括隔离电机、隔离操作手柄，所述隔离电机通电实现所述隔离开关的电动合闸，或分闸，或接地操作；

手动操作所述操作手柄实现所述隔离开关的手动合闸，或分闸，或接地操作。

进一步，所述断路器机构还包括储能弹簧、合闸按钮，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后顺时针旋转操作，将为所述储能弹簧进行储能，所述储能弹簧用于为所述合闸按钮操作提供动力。

进一步，所述断路器机构还包括断路器电机，所述断路器电机、储能轴，所述断路器电机与所述储能轴相连接，且带动所述储能轴旋转实现储能，并完成所述主开关的电动合闸操作。

进一步，所述储能操作手柄用于手动实现储能，并完成所述主开关的手动合闸操作。

进一步，所述气箱还包括防爆窗组件，所述防爆窗组件用于所述气箱出现六氟化硫气体泄露或爆炸时泄放压力。

进一步，所述气箱还包括气体压力仪表，所述气体压力仪表用于检测所述气箱内六氟化硫气体压力值小于阈值时，实现自动闭锁。

进一步，所述气箱还包括去潮装置，所述去潮装置用于防止气箱内六氟化硫气体与水进行分解反应。

进一步，所述新型充气型开关柜还包括电缆室，所述电缆室位于所述气箱的下方，所述电缆室用于放置高压出线以及避雷器。

本发明提出了一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，该新型充气型开关柜包括：气箱、机构室、电缆室，线路需送电时首先将隔离机构中的隔离机构轴带动隔离主轴旋转，从而使隔离刀与隔离静触头相搭接实现隔离开关合闸，随后将断路器机构储能，按下断路器机构中的合闸按钮，使断路器轴带动主开关主轴旋转，从而使真空灭弧室内的动触头与静触头完全压实，实现主开关合闸，达到线路导通，完成送电过程；线路断电或检修时先将主开关分闸随后将隔离开关分闸和接地。与现有技术中的40.5KV/1250A充气型开关柜相比，该新型充气型开关柜不仅其气箱采用共箱式结构，从而具有体积小、安装简单、制造成本低的优点，还采用高模块化设计，从而具有维护量小、更换方便的优点。

附图说明

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为本发明具体实施例中提出的一种新型充气型开关柜的正面示意图；

图2为本发明具体实施例中提出的一种新型充气型开关柜的左侧面结构示意图；

图3为本发明具体实施例中提出的一种新型充气型开关柜的右侧面结构示意图；

图4为本发明具体实施例中提出的主开关立体结构示意图；

图5为本发明具体实施例中提出的主开关正面结构示意图；

图6为本发明具体实施例中提出的隔离开关立体结构示意图；

图7为本发明具体实施例中提出的隔离开关正面结构示意图；

图8为本发明具体实施例中提出的进线套管立体结构示意图；

图9为本发明具体实施例中提出的出线套管立体结构示意图；

图例说明：

1-气箱；11-进线套管；12-隔离开关；121-隔离主轴；122-隔离拐臂；123-连板；124-隔离刀；125-接地触头；13-主开关；132-主开关拐臂；133-灭弧室动端；134-真空灭弧室；135-导电棒；136-隔离静触头；14-出线套管；15-防爆窗组件；16-气体压力仪表；18-导电母排；2-机构室；21-隔离机构；22-断路器机构；4-电缆室。

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的一部分实施例，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作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。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，如图1-9所示，该固体绝缘计量柜包括气箱1、机构室2，以及二次低压室和电缆室4，具体说明如下：

(1)气箱1。

如图3所示，气箱1内设置有进线套管11、隔离开关12、主开关13、出线套管14(如图9所示)，所述进线套管11通过导电母排18与所述主开关13相连接，所述隔离开关12位于所述主开关13的下方，所述隔离开关12通过导电母排18与所述出线套管14相连接。

其中，如图8所示，气箱1内的进线套管11不仅可以做为新型充气型开关柜的进线套管11，还可以做为该新型充气型开关柜与其他开关柜的并柜套管。

在具体应用场景中，气箱1采用共箱式结构，具有体积小、安装简单、制造成本低的优点。另外气箱1焊接使用焊接机器人，通过编程，配合旋转工装进行焊接，焊缝均匀，夹角处的处理合理，从而使气箱1的精度、刚度都得到大幅度的提高，同时降低气箱1的漏气率，最大程度上保证气箱1的气密性。

如图6、图7所示，所述隔离开关12包括隔离主轴121、隔离拐臂122、连板123、隔离刀124，所述隔离主轴121与所述隔离拐臂122相连接、所述隔离拐臂122与所述连板123相连接，所述连板123与所述隔离刀124相连接，所述隔离刀124通过导电母排18与所述出线套管14相连接。

在具体应用场景中，当线路需要送电时，此时进线套管11及与导电母排18相连端有电，且此时隔离开关12处于分闸状态，将隔离机构21中的隔离操作手柄插入隔离操作孔，顺时针旋转隔离操作手柄，隔离机构21轴带动隔离主轴121旋转，同时带动隔离主轴121上隔离拐臂122和与其连接的连板123、隔离刀124转动，使隔离开关12合闸。通过隔离开关12上隔离刀124和隔离静触头136搭接，从而实现隔离开关12与主开关13下端及出线套管14的连通。

进一步，所述隔离开关12还包括接地触头125，如图7所示，所述接地触头125用于所述隔离开关12接地时与所述隔离刀124相接触。

在具体应用场景中，当线路出现故障需要检修或其他原因需断开电路时，先将主开关13分闸随后将隔离开关12分闸后，从隔离操作孔内拔出隔离操作手柄，并插入接地操作孔，进行逆时针旋转操作，此时隔离刀124会与接地触头125相接触，完成接地操作，可进行检修或维护。

如图4、图5所示，所述主开关13包括主开关13主轴、主开关拐臂132、灭弧室动端133、真空灭弧室134、导电棒135、隔离静触头136，所述导电棒135一端通过导电母排18与进线套管11相连接，且其另一端与所述真空灭弧室134相连接，所述真空灭弧室134内设有静触头、动触头，所述灭弧室动端133位于所述真空灭弧室134的下方，所述灭弧室动端133上设置有触头簧，所述主开关拐臂132与所述灭弧室动端133相接触，所述主开关拐臂132与所述主开关13主轴相连接，所述隔离静触头136位于所述主开关拐臂132下方。

在具体应用场景中，当线路需要送电时，且隔离开关12已合闸，此时需要将主开关13完成合闸。断路器机构22中的断路器轴在合闸过程中会带动主开关13主轴旋转，顺势带动主开关13主轴上主开关拐臂132旋转，向上推动灭弧室动触头，压缩触头簧，使真空灭弧室134内的动触头与静触头完全压实，从而完成主开关13合闸过程。主开关13完成合闸后，线路导通，实现送电。

进一步，所述气箱1还包括防爆窗组件15，如图3所示，所述防爆窗组件15用于所述气箱1出现六氟化硫气体泄露或爆炸时泄放压力。

进一步，所述气箱1还包括气体压力仪表16，如图2所示，所述气体压力仪表16用于检测所述气箱1内六氟化硫气体的压力值小于阈值时，实现自动闭锁。

在具体应用场景中，气箱1可以配备低气压闭锁功能的气体压力仪表16，可以更好的检测六氟化硫气体液化的风险，当气体压力仪表16指针指到红色区域时，即气箱1内六氟化硫气体压力值小于阈值，其阈值的压力值为0.03MPa，可通过二次控制，实现闭锁。

进一步，所述气箱1还包括去潮装置(图未示)，所述去潮装置用于防止气箱1内六氟化硫气体与水进行分解反应。

在具体应用场景中，所述去潮装置可以为分子筛，也可以为其他去潮材料，在保证气箱1内六氟化硫气体不与水进行分解反应的情况下，具体采用哪种去潮材料可以根据实际需要进行选择，这样的变化并不会影响本申请的保护范围。

(2)机构室2。

如图1、图2所示，所述机构室2用于放置隔离机构21、断路器机构22，所述隔离机构21与所述隔离开关12相连接，所述隔离机构21用于为所述隔离开关12运动提供动力，所述断路器机构22与所述主开关13相连接，所述断路器机构22用于为所述主开关13运动提供动力；

所述隔离机构21包括隔离操作手柄、隔离操作孔、接地操作孔、隔离机构21轴，所述隔离操作手柄插入所述隔离操作孔后与所述隔离机构21轴相接触，或所述隔离操作手柄插入所述接地操作孔后与所述隔离机构21轴相接触，所述隔离机构21轴与所述隔离主轴121相连接。

进一步，所述隔离机构21还包括隔离电机(图未示)、隔离操作手柄(图未示)，所述隔离电机通电实现所述隔离开关12的电动合闸，或分闸，或接地操作；

手动操作所述隔离操作手柄实现所述隔离开关12的手动合闸，或分闸，或接地操作。

在具体应用场景中，隔离机构21不仅可以采用隔离电机实现所述隔离开关12的电动合闸，或分闸，或接地操作，还可以采用人工手动操作隔离操作手柄也可实现所述隔离开关12的手动合闸，或分闸，或接地操作。本领域技术人员可根据产品需要具体选择任一合闸，或分闸，或接地操作方式，所选择的任一合闸，或分闸，或接地操作方式均不影响所述隔离开关12的工作。且其合闸，或分闸，或接地操作方式的变化并不会影响本申请的保护范围。

如图1、图2所示，所述断路器机构22包括储能操作手柄(图未示)、断路器操作孔(图未示)、断路器轴(图未示)，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后与所述断路器轴相连接，所述断路器轴与所述主开关13主轴相连接。

进一步，所述断路器机构22还包括储能弹簧、合闸按钮，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后顺时针旋转操作，将为所述储能弹簧进行储能，所述储能弹簧用于为所述合闸按钮操作提供动力。

在具体应用场景中，将断路器机构22中的储能操作手柄插入断路器操作孔，顺时针旋转，使储能弹簧蓄能，当旋转过一定角度后，储能完成，按下合闸按钮会完成合闸，合闸过程中，断路器轴带动主开关13主轴旋转。

进一步，所述断路器机构22还包括断路器电机(图未示)、储能轴(图未示)，所述断路器电机与所述储能轴相连接，且带动所述储能轴旋转实现储能，并完成所述主开关13的电动合闸操作。

进一步，所述储能操作手柄用于手动实现储能，并完成所述主开关13的手动合闸操作。

在具体应用场景中，断路器机构22不仅可以采用断路器电机实现电动合闸操作，还可以采用人工旋转储能操作手柄用实现手动合闸操作。本领域技术人员可根据产品需要具体选择任一合闸方式，所选择的任一合闸方式均不影响所述主开关13的工作。且其合闸方式的变化并不会影响本申请的保护范围。

(3)电缆室4。

进一步，所述新型充气型开关柜还包括电缆室4，如图3所示，所述电缆室4位于所述气箱1的下方，所述电缆室4用于放置高压出线以及避雷器。

本发明提出了一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，该新型充气型开关柜包括：气箱1、机构室2、电缆室4，线路需送电时首先将隔离机构21中的隔离机构21轴带动隔离主轴121旋转，从而使隔离刀124与隔离静触头136相搭接实现隔离开关12合闸，随后将断路器机构22储能，按下断路器机构22中的合闸按钮，使断路器轴带动主开关13主轴旋转，从而使真空灭弧室134内的动触头与静触头完全压实，实现主开关13合闸，达到线路导通，完成送电过程；线路断电或检修时先将主开关13分闸随后将隔离开关12分闸和接地。与现有技术中的40.5KV/1250A充气型开关柜相比，该新型充气型开关柜不仅其气箱1采用共箱式结构，从而具有体积小、安装简单、制造成本低的优点，还采用高模块化设计，从而具有维护量小、更换方便的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型充气型开关柜，应用于40.5KV的开关设备中，其特征在于，包括：气箱、机构室，其中：

气箱内设置有进线套管、隔离开关、主开关、出线套管，所述进线套管通过导电母排与所述主开关相连接，所述隔离开关位于所述主开关的下方，所述隔离开关通过导电母排与所述出线套管相连接；

所述隔离开关包括隔离主轴、隔离拐臂、连板、隔离刀，所述隔离主轴与所述隔离拐臂相连接、所述隔离拐臂与所述连板相连接，所述连板与所述隔离刀相连接，所述隔离刀通过导电母排与所述出线套管相连接；

所述主开关包括主开关主轴、主开关拐臂、灭弧室动端、真空灭弧室、导电棒、隔离静触头，所述导电棒一端通过导电母排与进线套管相连接，且其另一端与所述真空灭弧室相连接，所述真空灭弧室内设有静触头、动触头，所述灭弧室动端位于所述真空灭弧室的下方，所述灭弧室动端上设置有触头簧，所述主开关拐臂与所述灭弧室动端相接触，所述主开关拐臂与所述主开关主轴相连接，所述隔离静触头位于所述主开关拐臂下方；

所述机构室用于放置隔离机构、断路器机构，所述隔离机构与所述隔离开关相连接，所述隔离机构用于为所述隔离开关运动提供动力，所述断路器机构与所述主开关相连接，所述断路器机构用于为所述主开关运动提供动力；

所述隔离机构包括隔离操作手柄、隔离操作孔、接地操作孔、隔离机构轴，所述隔离操作手柄插入所述隔离操作孔后与所述隔离机构轴相接触，或所述隔离操作手柄插入所述接地操作孔后与所述隔离机构轴相接触，所述隔离机构轴与所述隔离主轴相连接；

所述断路器机构包括储能操作手柄、断路器操作孔、断路器轴，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后与所述断路器轴相连接，所述断路器轴与所述主开关主轴相连接。

2.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述隔离开关还包括接地触头，所述接地触头用于所述隔离开关接地时与所述隔离刀相接触。

3.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述隔离机构还包括隔离电机、隔离操作手柄，所述隔离电机通电实现所述隔离开关的电动合闸，或分闸，或接地操作；

手动操作所述操作手柄实现所述隔离开关的手动合闸，或分闸，或接地操作。

4.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述断路器机构还包括储能弹簧、合闸按钮，所述储能操作手柄插入所述断路器操作孔后顺时针旋转操作，将为所述储能弹簧进行储能，所述储能弹簧用于为所述合闸按钮操作提供动力。

5.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述断路器机构还包括断路器电机、储能轴，所述断路器电机与所述储能轴相连接，且带动所述储能轴旋转实现储能，并完成所述主开关的电动合闸操作。

6.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述储能操作手柄用于手动实现储能，并完成所述主开关的手动合闸操作。

7.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述气箱还包括防爆窗组件，所述防爆窗组件用于所述气箱出现六氟化硫气体泄露或爆炸时泄放压力。

8.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述气箱还包括气体压力仪表，所述气体压力仪表用于检测所述气箱内六氟化硫气体压力值小于阈值时，实现自动闭锁。

9.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述气箱还包括去潮装置，所述去潮装置用于防止气箱内六氟化硫气体与水进行分解反应。

10.如权利要求1所述的新型充气型开关柜，其特征在于，所述新型充气型开关柜还包括电缆室，所述电缆室位于所述气箱的下方，所述电缆室用于放置高压出线以及避雷器。