CN110299673A - 高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种高压开关柜，属于高压开关柜技术领域。高压开关柜，包括隔板、隔离开关、带屏蔽穿墙套管、断路器开关、穿心式电流互感器及接地刀闸；隔离开关、断路器开关及接地开关均安装于隔板，带屏蔽穿墙套管贯穿隔板且与隔板可拆卸地连接，隔离开关的出线端与断路器开关的进线端通过带屏蔽穿墙套管套电连接，穿心式电流互感器套设于带屏蔽穿墙套管，接地刀闸的一端与断路器开关的出线端电连接，接地刀闸的另一端接地。采用穿心式电流互感器代替常规电流互感器；穿心式电流互感器套设于带屏蔽穿墙套管，并且安装处的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器的安装需求，减小了安装空间，从而减小了高压开关柜的体积，降低了制造成本。

Description

高压开关柜

技术领域

本申请涉及高压开关柜技术领域，具体而言，涉及一种高压开关柜。

背景技术

在高压开关电器系统中，电流互感器是利用变压器升压原理，通过安装在一次母排或绝缘电缆上，间接通过二次仪表来反映一次电流的电磁感应元件。

在高压母线系统中测量电流，通常把电流互感器串联在一次母排回路中，要求电流互感器与主回路具有同等绝缘水平，因此该结构的电流互感器外形体积大，重量比较重。带来的问题是：1.互感器本身的价格较高。2.由于电流互感器安装放置在高压柜中，导致高压柜体积较大，既增加了高压柜本身的制作成本，也增加了变电站的占地面积。

发明内容

本申请的目的在于针对上述问题，提供一种高压开关柜，采用穿心式电流互感器，减小高压开关柜体积，降低制造成本，使上述问题得到改善。

根据本申请第一方面实施例的高压开关柜，包括隔板、隔离开关、带屏蔽穿墙套管、断路器开关、穿心式电流互感器及接地刀闸；

隔离开关、断路器开关及接地刀闸均安装于隔板，带屏蔽穿墙套管贯穿隔板且与隔板可拆卸地连接，隔离开关的出线端与断路器开关的进线端通过带屏蔽穿墙套管套电连接，穿心式电流互感器套设于带屏蔽穿墙套管，接地刀闸的一端与断路器开关的出线端电连接，接地刀闸的另一端接地。

根据本申请实施例的高压开关柜，采用穿心式电流互感器代替常规电流互感器；穿心式电流互感器套设于带屏蔽穿墙套管，并且安装处的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器的安装需求，减小了安装空间，从而减小了高压开关柜的体积，降低了制造成本。

另外，根据本申请实施例的高压开关柜还具有如下附加的技术特征：

根据本申请的一些实施例，带屏蔽穿墙套管包括穿墙套管、母排、等电位线及屏蔽层，穿墙套管贯穿隔板，母排插设于穿墙套管内，母排的一端与隔离开关的出线端电连接，母排的另一端与断路器开关的进线端电连接，母排与穿墙套管的内壁通过等电位线短接，屏蔽层安装于穿墙套管的内壁，穿心式电流互感器套设于穿墙套管且位于等电位线与穿墙套管的内壁的连接处。

在上述实施方式中，母排穿设于穿墙套管内，并通过穿墙套管及屏蔽层进行屏蔽，使得穿心式电流互感器穿过母排处是绝缘体，且穿心式电流互感器位于穿墙套管的位置的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器的安装需求。

在本申请的一些具体实施例中，穿墙套管包括依次连接的第一绝缘凸起、安装凸台及第二绝缘凸起，穿心式电流互感器套设于安装凸台，等电位线与安装凸台的内壁相连。

在上述实施方式中，由于等电位线与安装凸台的内壁相连，安装凸台处的电场强度接近于零，安装凸台为穿心式电流互感器提供安装位置，便于实现穿心式电流互感器的安装需求。

在本申请的一些具体实施例中，隔板开设有安装孔，穿墙套管的外壁设置有安装法兰，穿墙套管穿过安装孔并通过安装法兰与隔板连接。

在上述实施方式中，通过安装法兰实现穿墙套管与隔板的可拆卸地连接，便于实现穿墙套管与隔板的装配与拆卸，提高了维修效率。

可选地，安装法兰设置有金属嵌件，金属嵌件构成穿墙套管的接地连接点。

在上述实施方式中，通过金属嵌件与接地导线连接，实现穿墙套管的接地连接。

在本申请的一些具体实施例中，屏蔽层为金属屏蔽层。

在上述实施方式中，屏蔽层采用金属屏蔽层，解决了套管内壁与母排之间的间隙局部场强大容易放电的缺陷，起到均压作用。

在本申请的一些具体实施例中，穿墙套管为绝缘套管。

在上述实施方式中，绝缘套管用于使得母排绝缘，保证穿心式电流互感器的穿过母排处为绝缘体，满足穿心式电流互感器的安装需求。

根据本申请的一些实施例，隔离开关与断路器开关分布于隔板的两侧，隔离开关和断路器开关均与隔板可拆卸地连接。

在上述实施方式中，隔离开关与断路器开关的分布方式，合理分配安装空间。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有的高压开关柜的结构示意图；

图2为图1的电路图；

图3为本申请实施例提供的高压开关柜的结构示意图；

图4为图3的电路图；

图5为图3的带屏蔽穿墙套管与穿心式电流互感器的装配图。

图标：01-隔离开关；02-穿墙套管；03-断路器开关；04-接地开关；05-电流互感器；100-高压开关柜；11-隔板；12-隔离开关；13-带屏蔽穿墙套管；131-穿墙套管；132-母排；133-等电位线；134-屏蔽层；135-第一绝缘凸起；136-安装凸台；137-第二绝缘凸起；138-安装法兰；139-金属嵌件；14-断路器开关；15-穿心式电流互感器；16-接地刀闸。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，为现有高压开关柜的结构示意图，图2为现有高压开关柜的电路连接图，电流互感器串联在高压回路中，连接方式为：隔离开关01—穿墙套管02—断路器开关03—接地开关04—电流互感器05。图1中可以看出电流互感器05占有较大体积，从而使得高压开关柜的体积较大。为了实现高压开关柜的体积减小，采用穿心式电流互感器来代替常规电流互感器，母排本身是带电体，高压开关回路中传输的额定电压为10-35kV，目前的穿心式电流互感器无法承受高电压(目前穿心式电流互感器能承受的最大额定电压为1kV)，将穿心式电流互感器直接穿在母排上的方式不满足穿心式电流互感器的安装需求，故而参照如下实施例来介绍本申请的高压开关柜的结构。

下面参考图描述根据本申请第一方面实施例的高压开关柜100。

如图3所示，根据本申请实施例的高压开关柜100，包括：隔板11、隔离开关12、带屏蔽穿墙套管13、断路器开关14、穿心式电流互感器15及接地刀闸16。

具体而言，隔离开关12、断路器开关14及接地刀闸16均安装于隔板11，带屏蔽穿墙套管13贯穿隔板11且与隔板11可拆卸地连接，隔板11起到固定各器件的作用；隔离开关12的出线端与断路器开关14的进线端通过带屏蔽穿墙套管13电连接，穿心式电流互感器15套设于带屏蔽穿墙套管13，带屏蔽穿墙套管13能够使得穿心式电流互感器15所穿过母排处是绝缘体，保证穿心式电流互感器15的安装需求；接地刀闸16的一端与断路器开关14的出线端电连接，接地刀闸16的另一端接地。

根据本申请实施例的高压开关柜100，采用穿心式电流互感器15代替常规电流互感器，穿心式电流互感器15套设于带屏蔽穿墙套管13，并且安装处的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器15的安装需求，减小了安装空间，从而减小了高压开关柜100的体积，降低了制造成本。

如图4所示，为高压开关柜100的电路示意图，图中所示，隔离开关12的进线端与外部线路连接，断路器开关14的出线端用于与内部电器相连，以构成高压回路。

根据本申请的一些实施例，隔离开关12与断路器开关14分布于隔板11的两侧，隔离开关12和断路器开关14均与隔板11可拆卸地连接。隔离开关12与断路器开关14的分布方式，合理分配安装空间。

隔离开关12(与带电体形成可视的机械断开点开关，是一种主要用于“隔离电源、倒闸操作，用以连通和切断小电流电路”，无灭弧功能的开关器件)，在分闸位置时，触头间有符合规定要求的绝缘距离和明显的断开标志；在合闸位置时，能承受正常回路条件下的电流及在规定时间内异常条件(例如短路)下的电流开关开关装置。

断路器开关14(快速切除故障电流的开关限制器)，能关合、承载、开断正常条件下的电流；在规定时间内承载规定的过电流，并能关合和开断在异常回路条件(如各种短路条件)下的电流的机械开关装置。

根据本申请的一些实施例，如图3和图5所示，带屏蔽穿墙套管13包括穿墙套管131、母排132、等电位线133及屏蔽层134。

穿墙套管131贯穿隔板11，并且与隔板11相连，用于定位其他部件；母排132插设于穿墙套管131内，母排132的一端与隔离开关12的出线端电连接，母排132的另一端与断路器开关14的进线端电连接，母排132实现隔离开关12与断路器开关14的电连接；母排132与穿墙套管131的内壁通过等电位线133短接，使得母排132与穿墙套管131等电位，不会产生放电；屏蔽层134安装于穿墙套管131的内壁，并用半导体材料使其两端与穿墙套管131贴合在一起；穿心式电流互感器15套设于穿墙套管131并且位于等电位线133与穿墙套管131的内壁的连接处，该连接处的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器15的安装需求。

可选地，为提高穿墙套管131的耐温、耐化学腐蚀，耐灭火剂腐蚀和耐火焰等性能，穿墙套管131采用环氧树脂浇注体制成的绝缘套管，当然并不限于环氧树脂材料。穿墙套管131为绝缘体，保证穿心式电流互感器15的安装需求。

在本申请的一些具体实施例中，如图5所示，穿墙套管131包括依次连接的第一绝缘凸起135、安装凸台136及第二绝缘凸起137，穿心式电流互感器15套设于安装凸台136，等电位线133与安装凸台136的内壁相连。

第一绝缘凸起135和第二绝缘凸起137的设置，在有效空间内大大提高了爬电距离；安装凸台136的设置，便于安装穿心式电流互感器15，保证穿心式电流互感器15与穿墙套管131的连接面积，同时，便于实现穿墙套管131与隔板11的配合。由于穿心式电流互感器15的安装位置需要电位场强接近零，故而等电位线133与穿墙套管131的连接位置位于安装凸台136的内壁，保证安装凸台136处的电位场强接近零，以满足穿心式电流互感器15的安装需求。

在本申请的一些具体实施例中，屏蔽层134为金属屏蔽层134。屏蔽层134采用金属屏蔽层134，改善电场分布，减少电场对绝缘材料的电应力，减少或消除电晕放电，使得穿墙套管131内部及表面电场分布更为均匀，因此能够更有效防止穿墙套管131发生局部放电进而发生击穿故障，延长穿墙套管131的使用寿命，保证了电网系统的可靠运行。

在本申请的一些具体实施例中，为了便于实现穿墙套管131与隔板11的连接，隔板11开设有安装孔，穿墙套管131的外壁设置有安装法兰138，穿墙套管131穿过安装孔并通过安装法兰138与隔板11连接。

通过安装法兰138实现穿墙套管131与隔板11的可拆卸地连接，便于实现穿墙套管131与隔板11的装配与拆卸，提高了维修效率。

可选地，安装法兰138设置有金属嵌件139，金属嵌件139构成穿墙套管131的接地连接点。

通过金属嵌件139与接地导线连接，实现穿墙套管131的接地连接。安装法兰138接地，使其感应电压为零，彻底避免了安装法兰138附近穿墙套管131的外壁电晕放电现象，电场将全部集中在穿墙套管131的内壁中。

根据本申请实施例的高压开关柜100的工作原理为：

如图3和图4所示，高压开关柜100内的连接方式为，隔离开关12—带屏蔽穿墙套管13—穿心式电流互感器15—断路器开关14—接地刀闸16；利用屏蔽层134外部低电场特性，把穿心式电流互感器15套在主回路绝缘导体外部(带屏蔽穿墙套管13)，不需承受与主回路相同电压值的考核，对过载电流与短路电流的性能指标不需考虑。带屏蔽穿墙套管13接地后，对应外部区域低电位场强，穿心式电流互感器15安装于带屏蔽穿墙套管13上，实现用低电压等级的穿心式电流互感器15来测量高电压回路电流。

该高压开关柜100，采用穿心式电流互感器15代替常规电流互感器；穿心式电流互感器15套设于带屏蔽穿墙套管13，并且安装处的电场强度接近于零，满足穿心式电流互感器15的安装需求，减小了安装空间，从而减小了高压开关柜100的体积，降低了制造成本。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压开关柜，其特征在于，包括隔板、隔离开关、带屏蔽穿墙套管、断路器开关、穿心式电流互感器及接地刀闸；

所述隔离开关、所述断路器开关及所述接地刀闸均安装于所述隔板，所述带屏蔽穿墙套管贯穿所述隔板且与所述隔板可拆卸地连接，所述隔离开关的出线端与所述断路器开关的进线端通过所述带屏蔽穿墙套管套电连接，所述穿心式电流互感器套设于所述带屏蔽穿墙套管，所述接地刀闸的一端与所述断路器开关的出线端电连接，所述接地刀闸的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的高压开关柜，其特征在于，所述带屏蔽穿墙套管包括穿墙套管、母排、等电位线及屏蔽层，所述穿墙套管贯穿所述隔板，所述母排插设于所述穿墙套管内，所述母排的一端与所述隔离开关的出线端电连接，所述母排的另一端与所述断路器开关的进线端电连接，所述母排与所述穿墙套管的内壁通过所述等电位线短接，所述屏蔽层安装于所述穿墙套管的内壁，所述穿心式电流互感器套设于所述穿墙套管且位于所述等电位线与所述穿墙套管的内壁的连接处。

3.根据权利要求2所述的高压开关柜，其特征在于，所述穿墙套管包括依次连接的第一绝缘凸起、安装凸台及第二绝缘凸起，所述穿心式电流互感器套设于所述安装凸台，所述等电位线与所述安装凸台的内壁相连。

4.根据权利要求2所述的高压开关柜，其特征在于，所述隔板开设有安装孔，所述穿墙套管的外壁设置有安装法兰，所述穿墙套管穿过所述安装孔并通过所述安装法兰与所述隔板连接。

5.根据权利要求4所述的高压开关柜，其特征在于，所述安装法兰设置有金属嵌件，所述金属嵌件构成所述穿墙套管的接地连接点。

6.根据权利要求2所述的高压开关柜，其特征在于，所述屏蔽层为金属屏蔽层。

7.根据权利要求2所述的高压开关柜，其特征在于，所述穿墙套管为绝缘套管。

8.根据权利要求1所述的高压开关柜，其特征在于，所述隔离开关与所述断路器开关分布于所述隔板的两侧，所述隔离开关和所述断路器开关均与所述隔板可拆卸地连接。