CN110137839A - 带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在煤矿井下大量使用的隔爆型高压真空配电装置，具体涉及带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置。带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，包括位于前部的开关腔和位于后部的接线箱，所述接线箱由母线腔和出线腔组成，所述隔爆型高压真空配电装置的底板下面设置有地刀箱，所述地刀箱中设置有高压接地刀；所述开关腔内设置有开关小车，所述开关小车上装配有高压真空断路器或高压真空接触器；所述地刀箱前后跨越并连接在开关腔和出线腔所在位置处的底板下面。本发明保持了产品基本结构不变，外形尺寸不变，开关操作习惯不变，联台安装方式不变的情况下，升级了接地刀开关功能，可实现新老产品升级、改造、互通、互换的装配要求。

Description

带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置

技术领域

本发明涉及一种在煤矿井下大量使用的隔爆型高压真空配电装置，具体涉及带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置。

背景技术

隔爆型高压真空配电装置是大量使用于有爆炸危险的工作场所的高压配电开关设备，尤其大量使用于有爆炸危险的煤矿井下。

目前在煤矿井下使用的矿用隔爆型高压真空配电装置，是九十年代初全国联合设计产品，其初型即存在着一个检修安全隐患，即柜内没有装置接地刀闸，给检修工作增添了生产安全隐患。

国家《电业安全工作规程》明确规定：设备检修时，必须在可能来电的各个方面装设接地线。所以，电气设备检修时都要装设接地线。高压开关柜的内部比较紧凑、空间狭小，不容易进入内部装设接地线，大多数厂家就在开关柜内整合了接地刀闸，以便于用户在检修时替代接地线来布置安全措施，它能方便、可靠、快速地实现接地和脱开的切换。同时采用“五防措施”避免人为误操作，这样有效地防止了安全事故的发生，起到了切实保护设备和人身安全的作用。

目前在煤矿井下大量使用的矿用隔爆型高压真空配电装置（以下简称高爆柜）在九十年代初全国联合设计过程中也参考了国外同类防爆产品，未见有带接地刀的高爆柜，其时国内隔爆配电设备处于探索起步阶段，考虑到煤矿井下电气设备使用环境和现场装配搬运条件的限制，要求高爆柜结构紧凑、方便搬运移动(井下因防爆要求缺少动力搬运设备，很多要依靠人力将设备搬运到现场)，所以目前大量使用的高爆柜在设计的初型就不具有接地刀闸，在维修时须切断供电电源（停电停产），按《电业安全工作规程》要求临时在现场对高爆柜的电源馈出端加装接地线，检修完成再拆除该接地线，这样的操作流程常因人工或现场条件而遭忽视成为安全隐患。

随着生产力的发展以及对煤矿安全生产认识的提高和重视，对高爆柜性能要求已和八、九十年代的要求有很大提高，而高爆柜加装接地刀一直是高爆柜长期以来的一个难题，造成这种现状的主要原因是高爆柜产品结构已定型，隔爆产品不允许随意变更结构，生产过程和产品隔爆性能受国家煤安办严格的质量监管，任何结构变更需做严格的隔爆性能审查和试验考核，高压接地刀闸体积较大，加装接地刀需要增加一个较大的安装空间，这样加装接地刀就会影响到高爆柜产品的基本结构布置，影响外形结构尺寸和安装尺寸，并影响煤矿井下现场联台安装时的一些特殊要求。目前市场上大量使用的矿用隔爆型高压真空配电装置的隔爆柜体基本结构主要有前门、箱体、后盖板等部分构成，柜体安装在底座上和地面基础联结。箱体为长方体，中隔板将箱体隔成前后两部分，前半部分作为开关腔，内有开关小车，小车上装有高压真空断路器或接触器（以下统称高压真空开关）。箱体后半部分为接线箱，并通过横隔板将后半部分接线箱隔成上部母线腔和下部出线腔，三相高压供电母线在母线腔内左右横向贯通各高爆柜，每台高爆柜高压一次供电从高压母线上经分支母排接入真空开关电源侧，经真空开关的负荷侧接通至后接线箱下部出线腔接线柱，并经馈出电缆送至矿井内各高压用电器。

中隔板上有六只内装有静触头的绝缘座，三只位于上部母线腔，构通了后面母线腔和前面开关腔的隔爆电传导的电源侧通道，另三只位于下部出线腔，构通了后面出线腔和前面开关腔的隔爆电传导的负荷侧通道。箱体内的开关小车上装有真空开关，真空开关上装有上下各三个动触头，分别连接A、B、C三相，随小车的前后移动真空开关的动触头和安装在中隔板上的静触头完成接触和分离的动作，从而实现高压电源输入和输出两端的接通和隔离，真空开关则实现高压一次电路的开断功能。由于开关腔内有电路的开断动作，会产生引起爆炸危险的火花，但开关腔内的爆炸不能传导并引爆开关腔后面的接线箱和高爆柜体的外部空间，这就是高爆柜的基本隔爆要求。箱体前半部和前门构成的开关腔以及箱体后半部和后盖板等构成的接线箱其结构均构成独立的隔爆腔，它满足各种结构强度并符合相关技术标准的隔爆结构参数，因而具备隔爆性能，从而允许在有爆炸危险的煤矿井下使用。

隔爆箱体放置在底座上，底座起固定箱体作用并和地面基础相连接，能满足箱体搬运时适应相应装卸机械和搬运设备的要求。

高爆柜在煤矿井下常单台或几十台集中安装在配电硐室内，相邻各台之间通过母线腔的左右两侧法兰用紧固件联结成一横列，法兰的连接面即隔爆接合面，它满足隔爆结构参数，具有了隔爆功能。这样保证了每一台高爆柜都有互相独立的隔爆功能。供电母线从一端左右横向贯通每台高爆柜，为每一分支供电回路提供供电侧电能。高爆柜排列成一横列左右相联结时，要求连接法兰的位置结构尺寸要精确无误，否则连接孔不能互通，影响螺钉的装配紧固，隔爆性能会受到破坏，由此也要求高爆柜在加装地刀的改进时，要保持产品基本隔爆结构不变情况下，做到外形尺寸不变，联台安装方式不变，就是为了满足新老产品升级、改造、互通、互换的装配要求。

发明内容

为了解决现实产品技术中存在的不足，本发明提供一种创新结构思路的带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，由于增加的接地刀箱置于高爆柜柜体底板的下方，充分利用了高爆柜原型机底座的空间位置，使本发明的产品和目前大量在用的产品，保持了产品基本结构不变，外形尺寸不变，联台安装方式不变的情况下，升级了接地刀开关功能，实现了新老产品升级、改造、互通、互换的装配要求。

根据本发明提供的技术方案，一种带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，包括位于前部的开关腔和位于后部的接线箱，所述接线箱包括母线腔和出线腔，所述隔爆型高压真空配电装置的底板下面设置有地刀箱，所述地刀箱中设置有高压接地刀；

所述开关腔内设置有开关小车，所述开关小车上装配有高压真空断路器或高压真空接触器；

所述地刀箱前后跨越并连接在开关腔和出线腔所在位置处的底板下面。

进一步地，所述开关腔的底板上开设有供高压接地刀安装的操作出入口，且所述操作出入口位于所述地刀箱与开关腔相互跨接的水平投影重叠部分；

所述操作出入口上设有出入口盖板；所述开关腔通过所述操作出入口与地刀箱连通。

进一步地，所述出线腔的底板上开设有通孔，所述通孔将出线腔和地刀箱连通，且所述通孔位于所述地刀箱与出线腔相互跨接的水平投影重叠部分；

所述通孔中设有隔爆套，所述隔爆套上设有高压接线柱，高压接线柱的导电体的一端连接静触头，另一端连接高压接地刀。

进一步地，所述出线腔的底板上开设的通孔有多个。

进一步地，底板下面的地刀箱为长方体箱体，并且通过开关腔底板上开设的操作出入口使地刀箱和开关腔空间相通。

从以上所述可以看出，本发明提供的带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，与现有技术相比具备以下优点：本发明的实施技术方案优势明显，高爆柜主柜体的基本隔爆结构不变，其他结构改动最少，接地电路构通顺畅，更在地刀出入操作口的选择上做了原创性的设计，使接地刀的安装、操作及维修方便简单，这是目前国内外尚未有的一种具有地刀功能的矿用隔爆型高压真空配电装置。

附图说明

图1为本发明的带下置式接地刀的矿用隔爆型高压真空配电装置基本结构图。

图2为本发明的带下置式接地刀的矿用隔爆型高压真空配电装置联台并接图。

图3为高爆柜原型机基本结构图。

图4为高爆柜原型机联台并接图。

1.开关腔，2.开关小车，3.母线腔，4.出线腔，5.底板，6.小车驱动机构，7.中隔板，801.上动触头，802.下动触头，901.上静触头，902.下静触头，101.上绝缘座，102.下绝缘座，11.地刀箱，12. 接地刀，13. 出入口盖板，14.联台法兰， 15.地刀安装板， 16.地刀操作杆， 17.后盖板， 18.前门，19.简易托架，20.底座，21.隔爆套，22. 高压接线柱，23.高压母线，24.分支母线。

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明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1~图4所示，带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置包括由前门18、开关腔1、母线腔3和出线腔4所组成的主柜体，所述主柜体包含的母线腔3和出线腔4位于开关腔1的后部，所述开关腔1中设有能前后移动的开关小车2，所述小车驱动机构6能够驱动开关小车2前后移动，所述开关小车2上装配有高压真空断路器或压真空接触器（以下简化并合称高压真空开关），所述高压真空开关包括上动触头801和下动触头802；所述母线腔3中设有左右贯通的三相高压母线23；并且开关腔1与母线腔3和出线腔4前后之间设有中隔板7，所述中隔板7上设有上绝缘座101，所述上绝缘座101中设有上静触头901，所述上静触头901与上动触头801对应配合，上静触头901的输入端通过分支母线24和三相高压母线23连接，构通开关柜的供电侧高压电路。中隔板7的下部位于出线腔4的位置设有下绝缘座102，所述下绝缘座102中设有下静触头902，所述下静触头902与下动触头802对应配合，下静触头902的接线端通过高压电缆连接高压用电器，这样构通了开关柜的负荷侧高压电路。当开关小车2向前移动到工作位置时，所述上静触头901与上动触头801互接导通，下动触头802与下静触头902互接导通，若下静触头902的接线端连接高压用电器，则三相高压母线23、经分支母线24、上静触头901、上动触头801接入高压真空开关，再经由下动触头802、下静触头902并通过连接高压电缆和高压用电器就构通了高压供电回路，并由开关小车2上的高压真空开关来控制高压电路的开断。当开关小车2向后移动到如图1所示的检修位置时，上动触头801与上静触头901，以及下动触头802与下静触头902均互相脱离，此时，高压用电器脱离高压电网，进入检修状态。

所述母线腔3的左右两侧分别设有联台法兰14，隔爆型高压真空配电装置在现场时由多台并排联接在一起，由螺钉将联台法兰14联结固定并保证腔体内外具有隔爆性能。

所述高爆柜原型机（目前仍为高爆柜产品的主力产品）主柜体置于底座20上，主柜体包括前门18、顶板、底板5、左侧板、右侧板、母线腔3、出线腔4和后盖板18等组成，所述底座20的作用为安置固定主柜体，并和地面基础相联接，同时兼有配合铲车等搬运设备的功能，但它的功能不涉及高爆柜隔爆结构性能和电性能。底座20占有相当的高度，占有相当的空间体积，本发明妥善处理了相应位置的底座20的结构，将其简化成简易托架19以满足装卸机械的装卸搬运要求。并在底座20精简出的空间位置处增加了地刀箱11，这样在不改变高爆柜基本隔爆结构的条件下，地刀箱11获得了一个合理且充足的安装空间。同时保持主柜体外形尺寸和安装尺寸均不作改变，使带有下置式地刀箱11的隔爆柜满足了外形尺寸不变、联台装配尺寸不变的设计目标。

所述新增地刀箱11安装并焊接在主柜体底板5的下面，地刀箱11内部形成的空间专职用于安装接地刀12，所述地刀箱11焊接在主柜体底板的下面，其前后位置跨越底板5上面的开关腔1和出线腔4，即是地刀箱11和开关腔1的部分水平投影面积、出线腔4的部分水平投影面积是重叠的。

所述新增地刀箱11 跨越底板5上面的开关腔1和出线腔4。其跨越连接于底板5上面的开关腔1的重叠部分，在底板5上开设有供高压接地刀12安装的操作出入口，所述开关腔1通过所述操作出入口与地刀箱11相通，操作出入口的大小和位置能保证高压接地刀12顺利进入地刀箱11，并可以方便地进行安装和维修作业。

所述新增地刀箱11跨越上面的出线腔4，其跨接出线腔4的重叠部分，在出线腔4的底板上并且对应A、B、C三相静触头902输出接线端下方位置开孔焊接隔爆套21，所述隔爆套21孔内固定高压接线柱22，导电体从三相静触头902输出接线端连接高压接线柱22的上端，所述高压接线柱22的下端进入下置地刀箱11，并连接至接地刀12的主触头上，这样就构通了开关柜负荷端和接地刀12的接地通道。同时这样的结构也保证了地刀箱11和出线腔4之间的隔爆结构要求，

所述开关腔1的底板5上开设的接地刀12的安装操作出入口上设有操作出入口盖板13，所述操作出入口盖板13，的位置原来设置有小车驱动机构6，在本发明方案中所述小车驱动机构6将设置在操作出入口盖板13上，同时所述操作出入口盖板13的位置正好位于接地刀12的上方，将固定接地刀12的地刀安装板15焊接在操作出入口盖板13上，使之成为一个整体，这样小车驱动机构6和接地刀12分别装配固定到操作出入口盖板13和接地刀安装板15上时，它们就成为相对位置固定的一个整体部件，这样的技术方案有利于实现开关小车2和接地刀12在实际产品中的相互位置互锁要求，开关小车2的工作、检修二个位置和接地刀12的接地、脱开接地二个状态之间要求有可靠的机械互锁功能，所述机械互锁功能具体表述即：开关小车2前进到工作位置时，高压电能接入用电回路，此时接地刀12必须锁死在脱开接地状态，且不允许接地刀12作任何操作，必须待开关小车2后退至检修位置，高压供电回路已然隔断，此时接地刀12才可解除锁定，可以选择接地刀12是或否要接地，而一旦接地刀12操作至接地状态，将同时锁定开关小车2停留在检修位置，且不允许移动开关小车2进入工作位置。这就是输配电行业的“五防措施” 、“五防联锁”，根本原因是避免人为误操作，其在输配电设备上属于强制性功能要求。由于本发明在结构上使小车驱动机构6和接地刀12固定在操作出入口盖板13上成为一个整体部件，且垂直分置于操作出入口盖板13的上下面，又相邻很近，这样设计机械联锁机构时会很方便，做到既简单又可靠。

本发明的实施技术方案优势明显，高爆柜主柜体的基本结构不变，其他结构改动最少，接地电路构通顺畅，更在地刀出入操作口的选择上做了原创性的设计，使接地刀12的安装、操作及维修方便简单，这是目前国内外尚未有的一种具有地刀功能的矿用隔爆型高压真空配电装置。

事实上基于本专利所述的设计原理和实施方案，现实使用中的高爆柜基本结构型都可以按本发明专利内容方便的实现接地刀箱11和接地刀12的加装，这正是本发明专利具有普遍意义的地方。所以凡依据本发明专利设计原理和实施方案在高爆柜上将接地刀12设置在主柜底板的下面，以及将接地刀12安装出入口设置在开关腔1内部底板5上的结构设计均属于本发明专利的权利范围。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的主旨之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，包括位于前部的开关腔（1）和位于后部的接线箱，所述接线箱包括母线腔（3）和出线腔（4），其特征在于：所述隔爆型高压真空配电装置的底板（5）下面设置有地刀箱（11），所述地刀箱（11）中设置有高压接地刀（12）；

所述开关腔（1）内设置有开关小车（2），所述开关小车（2）上装配有高压真空断路器或高压真空接触器；

所述地刀箱（11）前后跨越并连接在开关腔（1）和出线腔（4）所在位置处的底板下面。

2.如权利要求1所述带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，其特征在于：所述开关腔（1）的底板（5）上开设有供高压接地刀安装的操作出入口，且所述操作出入口位于所述地刀箱（11）与开关腔（1）相互跨接的水平投影重叠部分；

所述操作出入口上设有出入口盖板（13）；所述开关腔（1）通过所述操作出入口与地刀箱（11）连通。

3.如权利要求1所述带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，其特征在于：所述出线腔（4）的底板上开设有通孔，所述通孔将出线腔（4）和地刀箱（11）连通，且所述通孔位于所述地刀箱（11）与出线腔（4）相互跨接的水平投影重叠部分；

所述通孔中设有隔爆套（21），所述隔爆套（21）上设有高压接线柱（22），高压接线柱（22）的导电体的一端连接静触头(902)，另一端连接高压接地刀（12）的主触头。

4.如权利要求3所述带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，其特征在于：所述出线腔（4）的底板上开设的通孔有多个。

5.如权利要求1所述带有下置式接地刀的隔爆型高压真空配电装置，其特征在于，底板下面的地刀箱（11）为长方体箱体，并且通过开关腔（1）底板上开设的操作出入口使地刀箱（11）和开关腔（1）空间相通，由此地刀箱（11）和开关腔（1）二个空间合在一起构成隔爆结构腔体。