CN108767531B - 一种0.4kV智能化快速转接箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种0.4kV智能化快速转接箱，包括转接箱主体、进线电缆插拔装置、出线电缆连接装置、一次电流互感器组和二次电流互感器组，进线电缆插拔装置连接有主电源进线电缆和备用电源进线电缆，一次电流互感器组连接进线电缆插拔装置与出线电缆连接装置，二次电流互感器组连接一次电流互感器组与出线电缆连接装置，进线电缆插拔装置和出线电缆连接装置分别连接有电压表，一次电流互感器组、二次电流互感器组和电压表均与数据处理器连接，数据处理器连接有显示器。本发明提供了一种能够减少停电时间、转接方便、具备核相及负荷检测功能的0.4kV智能化快速转接箱。

Description

一种0.4kV智能化快速转接箱

技术领域

本发明涉及电力系统设备技术领域，尤其涉及一种0.4kV智能化快速转接箱。

背景技术

小区供电系统采用的是美(欧)式降压箱式变电站，具有10kV和0.4kV两个电压等级，10kV一侧接与小区旁边经过的110kV变电站的10kV母线，0.4kV一侧主要用于小区用户及小区公共场所的用电。

随着社会的发展所需以及为了满足配电线路、设备运行规程，需要对原有的箱变进行更换或者增添容量，以往的工作方式将变压器停电之后再进行更换或检修，由于停电时间的限制，往往造成检修质量差、劳动强度大，安全不能保证。同时对用户停电，损失了社会效益和经济效益。

为了减少停电时间，现在常采用旁路不停电方式作业：在原来带电的线路上旁路并联一段电缆线路来代替其运行后，断开原运行的一段线路使其不带电而成为无电区后，对箱变进行停电检修更换工作。

旁路不停电检修更换箱变的作业过程中，存在以下问题：

第一方面，供电线路过长时，会产生原有的出线线缆长度不够转供电的问题；

第二方面，转供困难，导致需要较长时间停电；

第三方面，需接入发电机作为备用电源，当作为主电源的市电电源断开后，备用电源接入，以保证用户用电的可靠性。当多路交流电源并列时，若主电源和备用电源的相位或相序不同，将产生巨大的电流，造成发电机或电气设备的损坏。

发明内容

本发明为了解决在旁路不停电检修更换箱变的作业过程中，多路相位或相序不同的交流电源并列时，将产生巨大的电流，造成发电机或电气设备的损坏的问题，转接不便的问题，以及供电线路过长时，原有的出线线缆长度不够转供电的问题，提供了一种能够减少停电时间、转接方便、具备核相及负荷检测功能的0.4kV智能化快速转接箱。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种0.4kV智能化快速转接箱，包括转接箱主体、进线电缆插拔装置、出线电缆连接装置以及一次电流互感器组和二次电流互感器组，所述进线电缆插拔装置连接有主电源进线电缆和备用电源进线电缆，所述一次电流互感器组连接所述进线电缆插拔装置与所述出线电缆连接装置，所述二次电流互感器组连接所述一次电流互感器组与所述出线电缆连接装置，所述进线电缆插拔装置与所述一次电流互感器组之间设置有第一断路器，所述出线电缆连接装置与所述一次电流互感器组之间设置有第二断路器，所述进线电缆插拔装置和所述出线电缆连接装置分别连接有电压表，所述一次电流互感器组、二次电流互感器组和电压表均与数据处理器连接，所述数据处理器连接有用于指示电源状态、负荷数据以及容载比的显示器。

进一步的，所述进线电缆插拔装置包括四个进线电缆接线端子，所述进线电缆接线端子包括穿墙套管和接线端子盒，所述转接箱主体的一侧壁上设有四个安装孔，每个所述安装孔中分别套设有对应的穿墙套管，所述穿墙套管的一端设有第一铜线排，另一端设有第二铜线排，所述第一铜线排与所述第二断路器电连接，所述第二铜线排连接所述接线端子盒，所述接线端子盒的两侧分别开设有通孔，其中一侧通孔中插入所述第二铜线排，另一侧通孔中套设有不锈钢管，所述接线端子盒中设有线鼻子，所述第二铜线排与所述线鼻子通过导电螺钉固定连接，所述线鼻子部分伸入所述不锈钢管内。

进一步的，所述穿墙套管包括导电杆、内屏蔽层、外绝缘层以及连接法兰，所述导电杆电性连接所述第一铜线排和所述第二铜线排，所述内屏蔽层设置在所述导电杆外围，所述内屏蔽层为半导电材料屏蔽层，所述第一铜线排部分设置在所述内屏蔽层中，所述第二铜线排部分设置在所述内屏蔽层中，所述连接法兰套设在所述内屏蔽层上，所述外绝缘层设置在所述内屏蔽层外围且设置在所述连接法兰的两侧，所述穿墙套管通过所述连接法兰与所述转接箱主体固定连接。

进一步的，所述不锈钢管在管口处设有内螺纹，所述不锈钢管在管口处螺纹连接有密封件，所述密封件包括螺帽和管接头，所述管接头的一端与所述不锈钢管螺纹连接，所述管接头的另一端与所述螺帽螺纹连接。

进一步的，所述螺帽包括螺帽盖体和连接螺帽，所述连接螺帽中部设有与所述螺帽盖体相配合的通孔，所述螺帽盖体呈锥形，所述螺帽盖体的中部设有通孔。

进一步的，所述螺帽盖体为三元乙丙橡胶盖体。

进一步的，所述出线电缆连接装置固定设置在所述转接箱主体内，所述出线电缆连接装置包括四个出线电缆接线端子排，所述出线电缆接线端子排包括端子排罩体，所述端子排罩体为绝缘罩体，每个所述端子排罩体内设有五个管道，五个管道沿出线电缆接线端子排的长度方向设置，所述管道的纵截面呈L形，每个所述管道内分别设有端子体，所述端子体上设有电缆穿插孔和压线螺钉孔，所述电缆穿插孔和压线螺钉孔分别正对于所述管道的两个管口，所述压线螺钉孔加工有内螺纹，所述压线螺钉孔处螺纹连接有压线螺钉。

进一步的，所述端子体呈长方体形，所述端子体的外壁与所述管道的内壁相配合。

进一步的，所述管道在正对于所述压线螺钉孔的管道口处设有防水防尘盖，所述防水防尘盖与正对所述压线螺钉孔的管道口过盈配合。

进一步的，所述进线电缆插拔装置的不锈钢管管口的朝向与所述出线电缆连接装置的电缆插拔孔的朝向相反。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、第一，通过进线电缆插拔装置和出线电缆连接装置起到对箱式变电站输出的多路0.4KV出线电缆的快速转接作用，将原来需要停电6-8小时的停电作业时间变为半小时停电内完成。第二，通过转接箱对进线电缆和出线电缆进行转接，避免了出线电缆长度不够转供电的问题。第三，本发明具备核相功能。由于电力系统是三相供电系统，其三相之间有一个固定的相位差，当主电源和备用电源并列时，相位或相序不同的交流电源并列或合环，将产生巨大的电流，造成发电机或电气设备的损坏。本发明采用一次电流互感器组和二次电流互感器组进行核相，一次电流互感器组使得一次相序和相位正确，二次电流互感器组使得二次相位和相序正确，避免非同期并列。第四，本发明具备负荷检测功能。一次电流互感器组检测进线的电流数据，二次电流互感器组检测各出线分支的电流数据，电压表分别检测进线的电压数据和出线分支的电压数据，数据处理器计算处理各电流数据和电压数据得到进线的负荷数据、出线分支的负荷数据以及容载比，并将计算结果显示在显示器上，方便操作人员实时查看。

2、四个进线电缆接线端子分别连接A相、B相、C相三相电缆线和零线，进线电缆接线端子的穿墙套管起到导电连接作用以及外部绝缘作用，接线端子盒能够实现进线电缆的快速插拔，仅需将进线电缆插入对应的接线端子盒上的不锈钢管内，使得进线电缆和线鼻子以及穿墙套管电性连接，就能够实现进线电缆的接入，大大地减少了停电作业时间。

3、现有技术中的穿墙套管的内屏蔽层设置在导电杆的中部，导电杆的两端露出内屏蔽层的两端，但是，导电杆两端与外绝缘层之间、导电杆两端的铜线排和外绝缘层之间易形成气隙，会造成电场集中，将引起局部放电。本发明将导电杆完全包覆在内屏蔽层中，且铜线排部分包覆在内屏蔽层中，一方面，解决了铜线排与导电杆的连接问题，不需要连接零件连接铜线排与导电杆；另一方面，内屏蔽层与导电杆等电位并与外绝缘层良好接触，避免了在导电杆两端与外绝缘层之间、导电杆两端的铜线排和外绝缘层之间发生局部放电。

4、在不锈钢管的管口设置密封件，以避免因水和尘土进入转接箱主体而引起的转接箱损坏。且管接头与不锈钢管、管接头与螺帽之间均采用螺纹连接，使得密封件的具有良好的密封性能。

5、螺帽盖体为弹性体，三元乙丙橡胶为螺帽盖体的优选材料，螺帽盖体在不受力时，尖端处的通孔处于收缩闭合状态。进线电缆插入不锈钢管时，先将螺帽盖体套在进线电缆的端部，螺帽盖体尖端处的通孔受力张开，再将进线电缆插入到螺帽中，螺帽盖体与连接螺帽相配合，继续插入进线电缆直至进线电缆插入到线鼻子，在此过程中，进线电缆对螺帽盖体作用一摩擦力，螺帽盖体在此摩擦力的作用下将对连接螺帽产生一压力，由于螺帽盖体和连接螺帽的接触面为斜面，在连接螺帽对螺帽盖体的反作用力下，螺帽盖体将进线电缆包裹紧，使得进线电缆接入后水和尘土无法进入转接箱主体。

6、出线电缆连接装置通过压线螺钉压接出线电缆的方式，管道的纵截面呈L形，使得压线螺钉与出线电缆垂直接触，导体接触性好，安装便捷、出线灵活；外设端子排罩体作为出线电缆连接装置的外部绝缘，操作人员不与作为导电体的端子体直接接触，使得出线电缆连接装置具备良好的绝缘性能；采用三相五线制供电方式，出线电缆接线端子排的五个管道分别连接三相电的三个相线(A、B、C线)、零线(N线)以及地线(PE线)，避免了在三相四线制供电中由于三相负载不平衡时和低压电网的零线过长且阻抗过大时，零线将有零序电流通过，过长的低压电网由于环境恶化，导线老化，受潮等因素，导线的漏电电流通过零线形成闭合回路，致使零线也带一定的电位，对安全运行十分不利的问题；四个出线电缆接线端子排最多可以有12个分支出线，可实现小区多路送电。

7、长方体形的端子体在端子排罩体内被端子排罩体限制端子体的移动和转动，以避免端子体上的电缆穿插孔和压线螺钉孔与端子排罩体管道的两个管口错开，导致电缆穿插困难、无法拧紧压线螺钉的情况发生。

8、在端子排罩体的管道在正对于压线螺钉孔的管道口处设置防水防尘盖，以避免因水和尘土进入转接箱主体而引起的转接箱损坏。

9、进线电缆插拔装置的不锈钢管管口的朝向与出线电缆连接装置的电缆插拔孔的朝向相反，以便于接口方向不同的进线电缆和出线电缆的插拔和连接。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的一种0.4kV智能化快速转接箱的结构示意图。

图2为本发明的一种0.4kV智能化快速转接箱的左视图。

图3为本发明的进线电缆和出线电缆的连接结构示意图。

图4为本发明的进线电缆插拔装置的结构示意图。

图5为本发明的进线电缆插拔装置的密封件中的螺帽的结构示意图。

图6为本发明出线电缆连接装置的结构示意图。

图中所标各部件名称如下：

1、转接箱主体；101、箱门；102、安装孔；2、进线电缆插拔装置；201、导电杆；202、内屏蔽层；203、连接法兰；204、外绝缘层；205、第一铜线排；206、第二铜线排；207、不锈钢管；208、线鼻子；209、导电螺钉；210、螺帽；2101、螺帽盖体；2102、连接螺帽；211、管接头；3、出线电缆连接装置；301、端子排罩体；302、端子体；3021、电缆穿插孔；3022、压线螺钉孔；303、压线螺钉；304、防水防尘盖；4、一次电流互感器组；5、二次电流互感器组；6、主电源进线电缆；7、备用电源进线电缆；8、第一断路器；9、第二断路器；10、电压表；11、数据处理器；12、出线电缆；13、显示器。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，一种0.4kV智能化快速转接箱，包括转接箱主体1、进线电缆插拔装置2和出线电缆连接装置3。

转接箱主体1为一封闭壳体，转接箱主体1包括箱门101。进线电缆插拔装置2包括四个进线电缆接线端子，四个进线电缆接线端子分别连接A相、B相、C相三相电缆线和零线。进线电缆接线端子包括穿墙套管和接线端子盒。转接箱主体1的一侧壁上设有四个安装孔102，每个安装孔102中分别套设有对应的穿墙套管。出线电缆连接装置3固定设置在转接箱主体1内，出线电缆连接装置3包括由上至下设置的四个出线电缆接线端子排。

如图3所示，进线电缆插拔装置2用于连接主电源进线电缆6和备用电源进线电缆7，其中主电源由市电电网的变压器输出，备用电源由发电机输出。出线电缆连接装置3连接各出线电缆12。本发明还包括一次电流互感器组4和二次电流互感器组5。一次电流互感器组4连接进线电缆插拔装置2与出线电缆连接装置3，二次电流互感器组5连接一次电流互感器组4与出线电缆连接装置3。进线电缆插拔装置2与一次电流互感器组4之间设置有第一断路器8。出线电缆连接装置3与一次电流互感器4之间设置有第二断路器9。电力系统是三相供电系统，其三相之间有一个固定的相位差，当主电源和备用电源并列时，相位或相序不同的交流电源并列或合环，将产生巨大的电流，造成发电机或电气设备的损坏，因此，采用一次电流互感器组4和二次电流互感器组5进行核相。一次电流互感器组4使得一次相序和相位正确，二次电流互感器组5使得二次相位和相序正确，避免非同期并列。

一次电流互感器组4检测进线的电流数据，二次电流互感器组5检测各出线分支的电流数据。进线电缆插拔装置2和出线电缆连接装置3分别连接有电压表10，电压表10检测进线的电压数据和出线分支的电压数据。一次电流互感器组4、二次电流互感器组5和电压表10连接有数据处理器11，数据处理器11连接有显示器13。数据处理器11计算处理各电流数据和电压数据得到进线的负荷数据、出线分支的负荷数据以及容载比，并将计算结果显示在显示器13上，方便操作人员实时查看。

如图4所示，穿墙套管包括导电杆201、设置在导电杆201外围的内屏蔽层202、套设在内屏蔽层202上的连接法兰203以及设置在内屏蔽层202外围且设置在连接法兰203两侧的外绝缘层204。穿墙套管通过连接法兰203与转接箱主体1固定连接。导电杆201的一端电连接有第一铜线排205，另一端电连接有第二铜线排206，第一铜线排205部分设置在内屏蔽层202中，第二铜线排206部分设置在内屏蔽层202中。第一铜线排205与第二断路器9电连接，第二铜线排206连接接线端子盒。由于导电杆201完全包覆在内屏蔽层202中，且导电杆201两端的铜线排部分包覆在内屏蔽层202中，一方面，解决了铜线排与导电杆201的连接问题，不需要连接零件连接铜线排与导电杆201；另一方面，内屏蔽层202与导电杆201等电位并与外绝缘层204良好接触，避免了在导电杆201两端与外绝缘层204之间、导电杆201两端的铜线排和外绝缘层204之间发生局部放电。

接线端子盒的两侧分别开设有通孔，其中一侧通孔中插入第二铜线排206，另一侧通孔中套设有不锈钢管207，接线端子盒中设有线鼻子208，第二铜线排206与线鼻子208通过导电螺钉209固定连接，线鼻子208部分伸入不锈钢管207内。

不锈钢管207在管口内壁设有螺纹槽，不锈钢管207在管口处螺纹连接有密封件，以避免因水和尘土进入转接箱主体1而引起的转接箱损坏。密封件包括螺帽210和管接头211，管接头211的一端与不锈钢管207螺纹连接，管接头211的另一端与螺帽210螺纹连接。

如图5所示，螺帽210包括螺帽盖体2101和连接螺帽2102，螺帽盖体2101为三元乙丙橡胶盖体，螺帽盖体2101呈锥形，螺帽盖体2101的中部设有通孔。由于螺帽盖体2101为弹性体，螺帽盖体2101在不受力时，螺帽盖体2101尖端处的通孔处于收缩闭合状态。进线电缆插入不锈钢管207时，先将螺帽盖体2101套在进线电缆的端部，螺帽盖体2101尖端处的通孔受力张开，再将进线电缆插入到螺帽210中，螺帽盖体2101与连接螺帽2102相配合，继续插入进线电缆直至进线电缆插入到线鼻子208，在此过程中，进线电缆对螺帽盖体2101作用一摩擦力，螺帽盖体2101在此摩擦力的作用下将对连接螺帽2102产生一压力，由于螺帽盖体2101和连接螺帽2101的接触面为斜面，在连接螺帽2102对螺帽盖体2101的反作用力下，螺帽盖体2101将进线电缆包裹紧，使得进线电缆接入后水和尘土无法进入转接箱主体1。

如图6所示，出线电缆接线端子排包括端子排罩体301，端子排罩体301为绝缘罩体。每个端子排罩体301内设有五个管道，五个管道沿出线电缆接线端子排的长度方向均匀设置，管道的纵截面呈L形。管道内分别设有端子体302，端子体302呈长方体形，端子体302的外壁与管道的内壁相配合。端子体302上设有电缆穿插孔3021和压线螺钉孔3022，电缆穿插孔3021和压线螺钉孔3022分别正对于管道的两个管口，压线螺钉孔3022加工有内螺纹，压线螺钉孔3022螺纹连接有压线螺钉303。长方体形的端子体302在端子排罩体301内被端子排罩体301限制端子体302的移动和转动，以避免端子体302上的电缆穿插孔3021和压线螺钉孔3022与端子排罩体管道的两个管口错开，导致电缆穿插困难、无法拧紧压线螺钉的情况发生。出线电缆端头插入端子体的电缆穿插孔3021内，再通过压线螺钉孔3022内的压线螺钉303压紧，使电缆连接在端子体302内。

管道在正对于压线螺钉孔3022的管道口处设有防水防尘盖304，防水防尘盖304与压线螺钉孔3022正对的管道口过盈配合，以避免因水和尘土进入转接箱主体1而引起的转接箱损坏。

如图2所示，进线电缆插拔装置2的不锈钢管管口207的朝向与出线电缆连接装置3的电缆插拔孔3021的朝向相反，以便于接口方向不同的进线电缆和出线电缆的插拔和连接。

本发明实现了箱式变压器输出的多路0.4KV出线电缆的快速转移，将原来需要停电6-8小时的停电作业时间变为半小时停电内完成；避免了0.4KV出线方式不同和出线电缆长度的问题；实现电缆的快速转接；具备核相及负荷检测功能，同时符合安全设计规程和操作规程，充分保证了用户对供电企业连续供电的可靠性要求。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (7)

1.一种0 .4kV智能化快速转接箱，包括转接箱主体，其特征在于，还包括进线电缆插拔装置、出线电缆连接装置以及一次电流互感器组和二次电流互感器组，所述一次电流互感器组连接所述进线电缆插拔装置与所述出线电缆连接装置，所述二次电流互感器组连接所述一次电流互感器组与所述出线电缆连接装置，所述进线电缆插拔装置与所述一次电流互感器组之间设置有第一断路器，所述出线电缆连接装置与所述一次电流互感器组之间设置有第二断路器，所述进线电缆插拔装置和所述出线电缆连接装置分别连接有电压表，所述一次电流互感器组、二次电流互感器组和电压表均与数据处理器连接，所述数据处理器连接有用于指示电源状态、负荷数据以及容载比的显示器；

所述进线电缆插拔装置包括四个进线电缆接线端子，每个所述进线电缆接线端子均包括穿墙套管和接线端子盒，所述转接箱主体的一侧壁上设有四个安装孔，每个所述安装孔中分别套设有对应的穿墙套管，所述穿墙套管的一端设有第一铜线排，另一端设有第二铜线排，所述第一铜线排与所述第一断路器电连接，所述第二铜线排连接所述接线端子盒，所述接线端子盒的两侧分别开设有通孔，其中一侧通孔中插入所述第二铜线排，另一侧通孔中套设有不锈钢管，所述接线端子盒中设有线鼻子，所述第二铜线排与所述线鼻子通过导电螺钉固定连接，所述线鼻子部分伸入所述不锈钢管内；

所述穿墙套管包括导电杆、内屏蔽层、外绝缘层以及连接法兰，所述导电杆电性连接所述第一铜线排和所述第二铜线排，所述内屏蔽层设置在所述导电杆外围，所述内屏蔽层为半导电材料屏蔽层，所述第一铜线排部分设置在所述内屏蔽层中，所述第二铜线排部分设置在所述内屏蔽层中，所述连接法兰套设在所述内屏蔽层上，所述外绝缘层设置在所述内屏蔽层外围且设置在所述连接法兰的两侧，所述穿墙套管通过所述连接法兰与所述转接箱主体固定连接；

所述不锈钢管在管口处设有内螺纹，所述不锈钢管在管口处螺纹连接有密封件，所述密封件包括螺帽和管接头，所述管接头的一端与所述不锈钢管螺纹连接，所述管接头的另一端与所述螺帽螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种0 .4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述螺帽包括螺帽盖体和连接螺帽，所述连接螺帽中部设有与所述螺帽盖体相配合的通孔，所述螺帽盖体呈锥形，所述螺帽盖体的中部设有通孔。

3.根据权利要求2所述的一种0 .4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述螺帽盖体为三元乙丙橡胶盖体。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的一种0.4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述出线电缆连接装置固定设置在所述转接箱主体内，所述出线电缆连接装置包括四个出线电缆接线端子排，所述出线电缆接线端子排包括端子排罩体，所述端子排罩体为绝缘罩体，每个所述端子排罩体内设有五个管道，五个管道沿出线电缆接线端子排的长度方向设置，所述管道的纵截面呈L形，每个所述管道内分别设有端子体，所述端子体上设有电缆穿插孔和压线螺钉孔，所述电缆穿插孔和压线螺钉孔分别正对于所述管道的两个管口，所述压线螺钉孔加工有内螺纹，所述压线螺钉孔螺纹处连接有压线螺钉。

5.根据权利要求4所述的一种0 .4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述端子体呈长方体形，所述端子体的外壁与所述管道的内壁相配合。

6.根据权利要求4所述的一种0 .4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述管道在正对于所述压线螺钉孔的管道口处设有防水防尘盖，所述防水防尘盖与正对所述压线螺钉孔的管道口过盈配合。

7.根据权利要求4所述的一种0 .4kV智能化快速转接箱，其特征在于，所述进线电缆插拔装置的不锈钢管管口的朝向与所述出线电缆连接装置的电缆插拔孔的朝向相反。