CN110350414B - 一种高压开关柜系统及其高压开关柜更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在安装或遇到故障时能快速更换高压开关柜的一种高压开关柜系统，属于开关柜技术领域；所述高压开关柜的进线铜排为矩形截面，对应的母线铜排为供进线铜排插入的凹形截面导轨，所述凹形截面导轨两侧翼端部向内弯折形成弯折部；所述母线铜排、进线铜排上各设有至少两个螺栓孔，所述两铜排的螺栓孔在插接后连通；所述母线铜排所在柜体在连通后的螺栓孔一侧设有与螺栓孔位置对应的电动扳手；所述电动扳手放置在固定的支撑套上，工作端连接有正对螺栓孔的螺栓，自由端转动连接有压缩弹簧，所述电动扳手顶部固定连接有穿出高压开关柜的操作手柄，所述高压开关柜顶部设有供操作手柄往复运动的通道。

Description

一种高压开关柜系统及其高压开关柜更换方法

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，尤其涉及一种在高压开关柜出现故障时可整体快速更换，柜体间连接快速可靠的高压开关柜系统及其高压开关柜更换方法。

背景技术

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。高压开关柜按作电压等级在3.6kV～550kV的电器产品，高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。其中，10kV变电站高压开关柜的应用极其广泛，按结构类型大致分为铠装式、间隔式、箱式，而KYN28A-12金属铠装移开式开关设备更是被大量用于电力系统中。

KYN28A-12开关柜由固定的柜体和可移开的真空断路器手车组成，固定的开关柜柜体分为四个小室：母线室、断路器室、电缆室和低压室。开关柜的基本柜型为进线柜和馈线柜。除基本柜型外，还有其它派生方案，如母线分段柜、计量柜、PT柜等。此外，尚有配置固定式负荷开关、真空接触器手车、隔离手车等方案。开关柜靠墙或面对面安装，可充分满足现场的具体要求。在母线分段系统中，必须有两台专用的开关柜，即带有断路器手车的母线联接柜和隔离柜(也可是PT柜或计量柜)。本开关柜除手车开关(断路器机构)可以移动拉出检修，其他配件都是固定的，如果正常年检修或故障检修，必修停电很长时间(8小时左右)，没有配件情况停电时间更长，如此大大影响了正常使用。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明旨在提供一种能快速实现高压开关柜母线铜排与进线铜排的连接，且在出现故障时能够快速更换高压开关柜、减少系统停电时间的高压开关柜系统及其高压开关柜的更换方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高压开关柜系统，由至少一个高压开关柜通过母线铜排和进线铜排固定连接组成，所述母线铜排由总母线垂直引出呈“T”形，所述高压开关柜的进线铜排为矩形截面，对应的母线铜排为供进线铜排插入的凹形截面导轨，所述凹形截面导轨两侧翼端部向内弯折形成弯折部；所述母线铜排、进线铜排上各设有至少两个螺栓孔，所述两铜排的螺栓孔在插接后连通；所述母线铜排所在柜体在连通后的螺栓孔一侧设有与螺栓孔位置对应的电动扳手；所述电动扳手放置在固定的支撑套上，工作端连接有正对螺栓孔的螺栓，远离工作端位置转动连接有压缩弹簧，所述电动扳手顶部固定连接有穿出高压开关柜的操作手柄，所述高压开关柜顶部设有供操作手柄往复运动的通道。

优选的：所述母线铜排和进线铜排上的螺栓孔分别为两个，所述螺栓孔与铜排外端面夹角为45°或135°。

优选的：所述电动扳手为定扭矩电动扳手。

优选的：所述电动扳手工作端带磁性，并覆盖有耐高温隔热绝缘材料。

优选的：所述母线铜排导轨为伸缩形套接导轨，并设有固定钮，所述固定钮为插接式销轴。

优选的：所述高压开关柜柜体两侧分别设处有定位标杆以及与其相对的定位孔，所述定位标杆滑动设置在高压开关柜柜体管道内，所述高压开关柜安装后定位标杆端部插入本开关柜专用柜体定位孔中，并通过定位锁止装置固定。

优选的：还包括供所述高压开关柜移动至安装区域的滑道，所述高压开关柜底部设有与滑道配合的滑槽；所述滑道包括滑动部及活动部，所述活动部下方设有供高压开关柜移动安装的二次轨道；所述高压开关柜通过滑动部移动至安装区域的活动部，通过移动活动部使其通过二次轨道安装固定。

此外，本发明还提供了上述一种高压开关柜系统的高压开关柜更换方法，包括如下步骤：

S1.将出故障的高压开关柜母线铜排与进线铜排分离，打开定位锁止装置，移动活动部，使其通过二次轨道与滑动部连接；

S2.通过滑动部将故障高压开关柜移至待维修区域；

S3.将备用高压开关柜通过滑动部移至活动部；

S4.将备用高压开关柜定位标杆伸出，插入本开关柜专用柜体定位孔中，；

S5.沿着二次轨道移动活动部，使备用高压开关柜与相邻柜体固定贴合，并同时关闭定位锁止装置，此时的母线铜排与进线铜排插接，且螺栓孔一一对应；

S6.移动操作手柄使电动扳手直线运动，直至螺栓抵达螺栓孔；

S7.启动电动扳手，使螺栓穿入螺栓孔，母线铜排和进线铜排紧密结合；

S8.松开操作手柄，电动扳手在压缩弹簧的弹力下恢复至初始位置，即完成高压开关柜的快速更换。

上述高压开关柜更换方法中步骤S1具体为：

S1-1.移动操作手柄使电动扳手直线运动，直至抵达螺栓；

S1-2.反向启动电动扳手至螺栓全部拔出，在电动扳手端部结构及磁性的作用下使螺栓与端部紧密连接；

S1-3.松开操作手柄，电动扳手在压缩弹簧的弹力下恢复至初始位置；

S1-4.打开定位锁止装置，此时高压开关柜完全分离；

S1-5.移动活动部，使其通过二次轨道与滑动部连接。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1.通过母线铜排与进线铜排的结构及连接方式设计(先通过插接初步固定，再通过电动扳手转入螺栓达到稳定连接)，使高压开关柜的母线铜排和进线铜排可以在带电条件下连接，且安全可靠、自动完成，节约时间。

2.通过母线铜排的结构设计，在电动扳手出现意外的情况下，可在断电后通过抽出母线铜排，人工拧下螺栓，起到双重保障的作用。

3.通过定位标杆、定位孔的设计，可快速定位高压开关柜柜体位置，加速安装过程，进一步节约安装时间并能得到可靠的连接效果。

4.通过滑道的设置，快速移入或移出高压开关柜，尤其在开关柜出现故障需要检修时，可迅速将故障高压开关柜移出，备用高压开关柜移入，配合上述1中的连接方式(带电快速连接)快速启动系统，减少维护或检修时间，提高工作效率。

附图说明

图1为实施例一整体结构示意图；

图2为母线铜排与进线铜排的连接结构示意图；

图3为操作手柄结构顶视位置示意图；

图4为伸缩形母线铜排结构示意图；

图5为定位标杆及定位孔结构示意图；

图6为滑道结构示意图。

图中：10、进线铜排；20、母线铜排；21、固定钮；22、弯折部；30、螺栓孔；40、电动扳手；41、支撑套；42、螺栓；43、压缩弹簧；44、操作手柄；45、通道；50、定位标杆；51、定位孔；60、滑道；61、滑动部；62、活动部；63、二次轨道。

具体实施方式

现结合具体实施例对本发明所述的结构及原理进行充分阐述，以使本领域普通技术人员能够充分理解和实施。

实施例1

如图1-图3所示，一种高压开关柜系统，由相邻的两个高压开关柜通过母线铜排20和进线铜排10固定连接组成，所述母线铜排20由总母线垂直引出呈“T”形，所述高压开关柜的进线铜排10为矩形截面，对应的母线铜排20为供进线铜排10插入的凹形截面导轨，所述凹形截面导轨两侧翼端部向内弯折90°形成弯折部22(母线铜排20的凹形及弯折部22构成了进线铜排10插入后的放置空间)；所述母线铜排20、进线铜排10上各设有两个螺栓孔30，所述两铜排上的螺栓孔30在两铜排完全插接后连通形成两个整体贯穿的螺栓孔30；所述母线铜排20所在柜体在连通后的螺栓孔30一侧设有与螺栓孔30位置对应的电动扳手40；所述电动扳手40放置在固定的支撑套41上，工作端连接有正对螺栓孔30的螺栓42，远离工作端位置转动连接有压缩弹簧43，并在所述电动扳手40顶部固定连接有穿出高压开关柜的操作手柄44(操作手柄44穿出柜体处可加设绝缘挡板，且操作手柄44本身为绝缘材料，以达到更为安全的操作环境)，所述高压开关柜顶部设有供操作手柄44往复运动的通道45。

需要注意的是三相母线的各母线铜排20间应留有充足空间以满足电动扳手40的移动，其排列方式优选为“一”字形。

优选的：通道45外侧设有可闭合的盖子，在关闭盖子后起到保护操作手柄44、隔绝通道45与外界的作用。

其具体的连接过程为：移动高压开关柜，使进线铜排10插入母线铜排20的凹槽；通过操作手柄44施加轴向力移动电动扳手40，使电动扳手40克服压缩弹簧43的弹簧力后向螺栓孔30移动，直至螺栓42抵扣住螺栓孔30；启动电动扳手40至螺栓42完全拧入螺栓孔30；松开操作手柄44，电动扳手40在压缩弹簧43的弹力作用下恢复初始位置。

优选的：所述螺栓孔30与铜排外端面的夹角为45°，使螺栓42插入铜排后形成“八”字形，以达到更加牢固的连接作用。

优选的：所述电动扳手40为定扭矩电动扳手，由于定扭矩电动扳手具有耗电量少、噪声小、调节灵活、能自动停机、转矩稳定等优点特别适用于本实施例中的连接方式。

为了使电动扳手40端部与螺栓42的连接可靠，优选的：所述电动扳手40端部带磁性，并覆盖有耐高温隔热绝缘材料，在电动扳手40端部结构固定螺栓42的基础上，通过磁性吸附住螺栓42，覆盖的耐高温隔热绝缘材料可避免使用过程中的电流对电动扳手40端部磁性的影响。基于上述设计，更为优选的方案为：在电动扳手40端部连接一个弹性伸缩套管，通过弹性伸缩套管对螺栓42稳固支撑，提高螺栓42与螺栓孔30的同轴性，提高使用寿命，减少维修次数(具体效果为在螺栓42旋入螺栓孔30时弹性伸缩套管压缩，电动扳手40远离螺栓孔30时，弹性伸缩套管伸出，在整体工作中始终对螺栓42起到同轴定位支撑作用)。

综上所述，本实施例所述的高压开关柜系统，其高压开关柜先通过母线铜排20和进线铜排10的快速插接，再通过电动扳手40控制螺栓42固定，使柜体铜排达到稳定的连接效果，由于整体结构无需人工拆卸操作，带电的情况下仍可进行，尤其在柜体出现故障需要检修时，可通过备用开关柜快速替换故障开关柜来实现系统的恢复，大大减少了因柜体故障维修导致的停电维修时间和安装时间，且替换下来的故障开关柜维修时间可以灵活安排。

实施例2

如图4所示，本实施例在实施例1的基础上对母线铜排20结构进行了优化，具体的是：母线铜排20导轨为伸缩形套接导轨，并设有固定钮21，所述固定钮21为插接式销轴。通过上述设计，在电动扳手40出现故障无法拧出螺栓42的情况下，可通过人工解除铜排固定，使铜排拆卸具有双重保障，提高了安全性和灵活性。具体的是，断开电源，取下固定钮21，通过伸缩形套接导轨拉出母线铜排20和进线铜排10，人工拧下螺栓42。

实施例3

如图5所示，本实施例在实施例2的基础上对高压开关柜柜体结构进行优化，具体的是：所述高压开关柜柜体两侧分别设处有定位标杆50以及与其相对的定位孔51，所述定位标杆50滑动设置在高压开关柜柜体管道内，所述高压开关柜安装后定位标杆50端部插入本开关柜专用柜体定位孔51中，并通过定位锁止装置固定。

本实施例通过定位标杆50和定位孔51的设计，使高压开关柜在安装时能够快速与柜体对应，不用借助外部标尺或工具，便于快速安装；定位锁止装置提高了柜体连接的整体性，防止柜体移动导致的连接故障或其他意外。

所述定位锁止装置可通过磁性连接、机械连接等方式灵活设计。一种简单的定位锁止装置为：将定位标杆50、定位孔51设计在靠近开关柜前侧或后侧或前后侧位置，在柜体管道及定位孔51侧壁设计贯穿的锁止孔，定位标杆50上打通与锁止孔对应的杆孔，通过加设锁杆，将锁杆穿过锁止孔后插入杆孔，相当于增加了大型锁止销，即实现了定位锁止功能。

实施例4

如图6所示，本实施例在实施例3的基础上进行优化，具体的是：还包括供所述高压开关柜移动至安装区域的滑道60；所述高压开关柜底部设有与滑道60配合的滑槽；所述滑道60包括滑动部61及活动部62，所述活动部62下方设有供高压开关柜移动安装的二次轨道63及在二次轨道63上滑行的滑槽；所述高压开关柜通过滑动部61移动至安装区域的活动部62，通过移动活动部62使其通过二次轨道63安装固定。

此外，本实施例还提供了上述一种高压开关柜系统的高压开关柜更换方法，包括如下步骤：

S1.将出故障的高压开关柜母线铜排20与进线铜排10分离，打开定位锁止装置，移动活动部62，使其通过二次轨道63与滑动部61连接；

S2.通过滑动部61将故障高压开关柜移至待维修区域；

S3.将备用高压开关柜通过滑动部61移至活动部62；

S4.将备用高压开关柜定位标杆50伸出，端部插入本开关柜专用柜体定位孔51中；

S5.沿着二次轨道63移动活动部62，使备用高压开关柜与相邻柜体固定贴合，并同时关闭定位锁止装置，此时的母线铜排20与进线铜排10插接，且螺栓孔30一一对应；

S6.移动操作手柄44使电动扳手40直线运动，直至螺栓42抵达螺栓孔30；

S7.启动电动扳手40，使螺栓42穿入螺栓孔30，此时母线铜排20和进线铜排10紧密结合；

S8.松开操作手柄44，电动扳手40在压缩弹簧43的弹力下恢复至初始位置，即完成高压开关柜的快速更换。

上述步骤S1具体有如下步骤：

S1-1.移动操作手柄44使电动扳手40直线运动，直至抵达螺栓42；

S1-2.反向启动电动扳手40至螺栓42全部拔出，在电动扳手40端部结构及磁性的作用下使螺栓42与端部紧密连接；

S1-3.松开操作手柄44，电动扳手40在压缩弹簧43的弹力下恢复至初始位置；

S1-4.打开定位锁止装置，此时高压开关柜完全分离；

S1-5.移动活动部62，使其通过二次轨道63与滑动部61连接。

本实施例通过对增加的滑道60结构设计，使高压开关柜的整体替换更加快捷，进一步节省了更换时间，且整体更换非常便捷，相比现有技术大大节省人力和更换设备。

需要说明的是，上述高压开关柜的安装是以活动部62为基础，为提高高压开关柜的稳定性，应在活动部62上加设定位防滑装置(例如在活动部62两端加装可拆卸式防滑凸块)；滑道60以内嵌地面的方式为佳，并加设滑道盖板，一方面可提高高压开关柜运行稳定性，另一方面防止轨道凸起对地面的影响。此外，在多个开关柜的替换中，只需将滑道60设计在最外侧即可，将故障高压开关柜外侧的柜体一体移向反方向，再插入备用开关柜后一体安装。

上述实施例仅是本发明的优选实施例，并非对本发明做出的任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术原理及方案范围情况下，都可利用以上公开的方法对本发明的技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明的原理或方案，依据本发明的技术实质对本发明公开的技术特征做出的任何组合、修改或替换均应属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压开关柜系统，由至少一个高压开关柜通过母线铜排(20)和进线铜排(10)固定连接组成，所述母线铜排(20)由总母线垂直引出呈“T”形，其特征在于，所述高压开关柜的进线铜排(10)为矩形截面，对应的母线铜排(20)为供进线铜排(10)插入的凹形截面导轨，所述凹形截面导轨两侧翼端部向内弯折形成弯折部(22)；所述母线铜排(20)、进线铜排(10)上各设有至少两个螺栓孔(30)，所述两铜排上的螺栓孔(30)在插接后连通；所述母线铜排(20)所在柜体在连通后的螺栓孔(30)一侧设有与螺栓孔(30)位置对应的电动扳手(40)；所述电动扳手(40)放置在固定的支撑套(41)上，工作端连接有正对螺栓孔(30)的螺栓(42)，远离工作端位置转动连接有压缩弹簧(43)，所述电动扳手(40)顶部固定连接有穿出高压开关柜的操作手柄(44)，所述高压开关柜顶部设有供操作手柄(44)往复运动的通道(45)。

2.如权利要求1所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，所述母线铜排(20)和进线铜排(10)上的螺栓孔(30)分别为两个，所述螺栓孔(30)与铜排外端面夹角为45°或135°。

3.如权利要求1所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，所述电动扳手(40)为定扭矩电动扳手。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，所述电动扳手(40)工作端带磁性，并覆盖有耐高温隔热绝缘材料。

5.如权利要求4所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，所述母线铜排(20)导轨为伸缩形套接导轨，并设有固定钮(21)，所述固定钮(21)为插接式销轴。

6.如权利要求5所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，所述高压开关柜柜体两侧分别设处有定位标杆(50)以及与其相对的定位孔(51)，所述定位标杆(50)滑动设置在高压开关柜柜体管道内，所述高压开关柜安装后定位标杆(50)端部插入本开关柜专用柜体定位孔(51)中，并通过定位锁止装置固定。

7.如权利要求6所述的一种高压开关柜系统，其特征在于，还包括供所述高压开关柜移动至安装区域的滑道(60)，所述高压开关柜底部设有与滑道(60)配合的滑槽；所述滑道(60)包括滑动部(61)及活动部(62)，所述活动部(62)下方设有供高压开关柜移动安装的二次轨道(63)；所述高压开关柜通过滑动部(61)移动至安装区域的活动部(62)，通过移动活动部(62)使其通过二次轨道(63)安装固定。

8.如权利要求7所述的一种高压开关柜系统的高压开关柜更换方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将出故障的高压开关柜母线铜排(20)与进线铜排(10)分离，打开定位锁止装置，移动活动部(62)，使其通过二次轨道(63)与滑动部(61)连接；

S2.通过滑动部(61)将故障高压开关柜移至待维修区域；

S3.将备用高压开关柜通过滑动部(61)移至活动部(62)；

S4.将备用高压开关柜定位标杆(50)伸出，插入本开关柜专用柜体定位孔(51)中；

S5.沿着二次轨道(63)移动活动部(62)，使备用高压开关柜与相邻柜体固定贴合，并同时关闭定位锁止装置，此时的母线铜排(20)与进线铜排(10)插接，且螺栓孔(30)一一对应；

S6.移动操作手柄(44)使电动扳手(40)直线运动，直至螺栓(42)抵达螺栓孔(30)；

S7.启动电动扳手(40)，使螺栓(42)穿入螺栓孔(30)，母线铜排(20)和进线铜排(10)紧密结合；

S8.松开操作手柄(44)，电动扳手(40)在压缩弹簧(43)的弹力下恢复至初始位置，即完成高压开关柜的快速更换。

9.如权利要求8所述的一种高压开关柜系统的高压开关柜更换方法，其特征在于，步骤S1具体为：

S1-1.移动操作手柄(44)使电动扳手(40)直线运动，直至抵达螺栓(42)；

S1-2.反向启动电动扳手(40)至螺栓(42)全部拔出，通过电动扳手(40)端部结构及磁性使螺栓(42)与端部紧密连接；

S1-3.松开操作手柄(44)，电动扳手(40)在压缩弹簧(43)的弹力下恢复至初始位置；

S1-4.打开定位锁止装置，此时高压开关柜完全分离；

S1-5.移动活动部(62)，使其通过二次轨道(63)与滑动部(61)连接。

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