CN110429506B - 一种gis开关柜 - Google Patents
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Abstract
一种GIS开关柜，柜体内设有高压元器件，所述高压元器件包括：三工位开关、电压互感器接地开关、单相电压互感器、断路器、断路器开关、三工位开关控制机构和母线，所述三工位开关、电压互感器接地开关、断路器设置在密闭在充满六氟化硫的气箱内，所述电压互感器接地开关下方连接有单相电压互感器，所述断路器开关通过密封圈与气箱内的断路器相连，所述三工位开关控制机构与三工位开关相连，所述母线穿过气箱上方与三工位开关1相连，所述高压元器件安装在气箱，所述气箱通过气箱支撑底座支撑。本发明一种GIS开关柜，配电装置全部由六氟化硫气体绝缘全封闭，有非常高的安全性和可靠性，可以实现从12kv‑1250A到40.5kv‑2500A不同方案的兼容，移动方便。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关领域，具体涉及一种用于配电开关设备的GIS开关柜。
背景技术
传统的空气绝缘常规配电装置，其母线裸露直接与空气接触，安全性和可靠性比较低，随着科技和经济的高速发展，无法满足人类对工业用电稳定和安全需求。
传统的空气绝缘常规配电装置中断路器机构本体分离式设计，更换开关模块和进出线套管时，主体结构需要发生改变，兼容性差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种GIS开关柜，使用六氟化硫对高压元器件进行缘全封闭，利用六氟化硫气体本身所具有的特性来保障开关柜的使用安全，开关柜中的断路器在原有分体式设计的基础上，进行了全新的一体式设计以适应六氟化硫对开关柜密闭性的要求。
一种GIS开关柜：柜体，所述柜体内设有高压元器件，柜体的一侧由上至下依次设有仪表室、机构操作室和电缆室，另一侧设有泄压通道，所述高压元器件安装在气箱，所述气箱通过气箱支撑底座支撑。
优选地，所述高压元器件包括：三工位开关、电压互感器接地开关、单相电压互感器、断路器、断路器开关、三工位开关控制机构和母线，所述三工位开关、电压互感器接地开关、断路器设置在密闭在充满六氟化硫的气箱内，所述电压互感器接地开关下方连接有单相电压互感器，所述断路器开关与气箱内的断路器连接处设置有密封圈，所述三工位开关控制机构与三工位开关相连，所述母线穿过气箱与气箱上方的套管(24)相连。
优选地，所述仪表室和机构操作室的柜门通过旋转铰链连接在柜体上，柜门上设有用于观察仪表室和机构操作室的透明窗，所述机构操作室内壁印刷带有母线线路图的面板，所述仪表室内设有微机程序保护、电流表、电压表和低压控制元件，仪表室显示高压元器件的工作状态和程序的保护；所述机构操作室内设有断路器开关和三工位开关控制机构，通过机构操作室内的断路器开关和三工位开关控制机构对气箱里的断路器和三工位开关进行控制。
优选地，所述电缆室内设有单相电压互感器，电缆室门与柜体采用上下提拉的结构，所述电缆室门与电压互感器接地开关之间设有互锁机构，所述电缆室门采用挂门结构，内置连锁，所述互锁机构包括：状态转板、拉索Ⅰ、微动开关、固定架、限位销压簧、操作挡板限位销、操作挡板、拔销、门限位销、拉索Ⅱ和操作手柄插孔，所述固定架上设有状态转板、拉索Ⅰ和微动开关，状态转板一端上方设有拉索Ⅰ，另一端上方设有微动开关，所述拉索Ⅰ与三工位开关控制机构的操作挡板限位销相连，所述操作挡板限位销上设有限位销压簧，所述操作挡板上设有拔销和操作手柄插孔，所述门限位销上设有拉索Ⅱ，门限位销插入电缆室门上的让位孔，所述拉索Ⅱ与三工位开关控制机构相连，所述三工位开关接地合闸时，三工位开关控制机构拉动拉索Ⅱ。
优选地，所述柜体顶部端面设有泄压板，所述泄压通道顶部与泄压板相连通，所述柜体采用铠装结构。
优选地，所述三工位开关与电压互感器接地开关之间在负荷电流小于等于1250A时，三工位开关与接地开关采用刀闸转动式结构；负荷电流大于1250A时，三工位开关与接地开关采用滚珠丝杠直动式结构，所述三工位开关上设有套管。
优选地，所述断路器开关与断路器一体化结构设计，所述保证气箱密闭性的密封圈安装在气箱上，所述断路器开关通过与断路器一体化设计使得柜体的负荷电流能够从12kv-1250A到40.5kv-2500A不同方案的兼容。
优选地，所述电压互感器接地开关上设有触头，旋转触头实现电压互感器接地开关接入一次回路或断开，所述触头的转动由触头相连的转轴带动，所述转轴的转动通过驱动连杆驱动，驱动连杆与机构操作室相连。
优选地，所述气箱上方设有吊环，所述吊环通过可伸缩吊柱与气箱顶部固定的连接杆相连，所述吊柱垂直于连接杆拔出。
优选地，所述单相电压互感器包括：单相电压互感器支撑梁、千斤顶、底座、千斤顶固定座、固定轴和滚轮，所述千斤顶上方设有单相电压互感器支撑梁，下方设有千斤顶固定座，所述千斤顶固定座固定在底座上，所述底座两侧上方垂直设有支撑板，所述单相电压互感器支撑梁两侧的固定轴上设有滚轮，通过滚轮与支撑板相连，滚轮沿着支撑板上下滑动，所述支撑板上设有用于滚轮滑动的滑道，所述底座固定在柜体底部。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：配电装置全部由六氟化硫气体绝缘全封闭，有非常高的安全性和可靠性，能够保障电力系统的持续稳定运行及操作人员的人身安全，适用于范围广泛，可以实现从12kv-1250A到40.5kv-2500A不同方案的兼容，移动方便，不易损坏。
附图说明
图1是本发明实施例中一种GIS开关柜的主视图；
图2是本发明实施例中图1的侧视图；
图3是本发明实施例的三工位开关与电压互感器接地开关之间在负荷电流小于等于1250A时示意图；
图4是本发明实施例的三工位开关与电压互感器接地开关之间在负荷电流大于1250A时示意图；
图5是本发明实施例的电缆室门与单相电压互感器互锁机构示意图；
图6是本发明实施例的电缆室门与固定架示意图；
图7是本发明实施例的电缆室门与门限位销根据示意图；
图8是本发明实施例的电缆室门俯视图；
图9是本发明实施例的单相电压互感器结构图；
图10是本发明实施例的单相电压互感器工作示意图；
图11是本发明实施例的电压互感器接地开关结构图；
图12是本发明实施例的吊环示意图；
图13是本发明实施例的泄压通道与泄压板示意图。
附图标记：
1：三工位开关；2：电压互感器接地开关；201：触头；202：转轴；203：驱动连杆；204：滑动组块；3：单相电压互感器；301：单相电压互感器支撑梁；302：千斤顶；303：底座；304：千斤顶固定座；305：固定轴；306：滚轮；307：支撑板；4：断路器；5：断路器开关；6：三工位开关控制机构；7：母线；8：气箱；9：密封圈；10：气箱支撑底座；11：仪表室；12：机构操作室；13：电缆室；14：泄压通道；15：泄压板；16：铰链；17：柜门；18：透明窗；19：单点锁；20：电缆室门；2001：状态转板；2002：拉索Ⅰ；2003：微动开关；2004：固定架；2005：限位销压簧；2006：操作挡板限位销；2007：操作挡板；2008：拔销；2009：门限位销；2010：拉索Ⅱ；2011：操作手柄插孔；2012：让位孔；21：吊环；22：吊柱；23：连接杆；24：套管。
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了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1至图4，一种GIS开关柜，包括柜体，所述柜体内设有高压元器件，所述高压元器件包括：三工位开关1、电压互感器接地开关2、单相电压互感器3、断路器4、断路器开关5、三工位开关控制机构6和母线7，所述三工位开关1、电压互感器接地开关2、断路器4设置在密闭在充满六氟化硫的气箱8内，所述电压互感器接地开关2下方连接有单相电压互感器3，所述断路器开关5与气箱8内的断路器4连接处设置有密封圈9，，所述三工位开关控制机构6与三工位开关1相连，所述母线7穿过气箱8与气箱上方的套管24，所述高压元器件安装在气箱8，所述气箱8通过气箱支撑底座10支撑。
参阅图13柜体的一侧侧面由上至下依次设有仪表室11、机构操作室12和电缆室13，所述柜体为钣金柜体，柜体采用铠装结构，所述柜体顶部端面设有泄压板14，所述泄压通道14顶部与泄压板15相连通，泄压通道14使用2.0厚覆铝锌板钣金设计，安装在柜体后面，采用向上泄压方式，降低对人体的伤害。
仪表室11的柜门通过旋转铰链16连接在柜体上，柜门17上设有用于观察仪表室11的透明窗18，内设有微机程序保护、电流表、电压表和低压控制元件，仪表室11显示高压元器件的工作状态和程序的保护。
其中，微机程序保护：高压元器件的运行通过可编程PLC控制，微机程序保护包括：可编程PLC控制程序和对可编程PLC控制程序的系统保护。
其中，电流表和电压表对GIS开关柜内的电压及电流进行显示，电流表与电压表与高压元器件相连。
其中，低压控制元件是接通和断开电路的控制设备。
机构操作室12的柜门17通过旋转铰链16连接在柜体上，柜门17上设有用于观察机构操作室的透明窗18，机构操作室12内印刷带有一次回路母线7线路图的面板，内设有断路器开关5和三工位开关控制机构6，断路器开关5和三工位开关控制机构6对气箱8里的断路器4和三工位开关1进行控制。
如图3和图4所示，其中，三工位开关控制机构6：三工位开关1与电压互感器接地开关2之间在负荷电流小于等于1250A时，三工位开关1与电压互感器接地开关2采用刀闸转动式结构；负荷电流大于1250A时，三工位开关1与电压互感器接地开关2采用滚珠丝杠直动式结构，所述三工位开关1上设有套管24。
其中，断路器开关5与断路器4一体化结构设计，断路器开关5与断路器4上设有的密封圈9能够保证气箱8的密闭性。断路器开关5通过与断路器4一体化设计使得GIS开关柜可以在主体结构不发生变化的情况下，更换开关模块和进出线套管24，实现从12kv-1250A到40.5kv-2500A不同方案的兼容。
仪表室11的柜门17设置在机构操作室12柜门17上方，仪表室11与机构操作室12的柜门17结构相同尺寸不同，区别在于机构操作室12上设有单点锁19，单点锁19用于将柜门17锁在柜体上，柜门17整体的防护等级IP4X，通过观察透明窗18可以看到仪表室11的气压表压力大小和开关状态，机构操作室12的一次系统图。打开机构操作室12，根据操作顺序实现送电操作、断电操作、接地操作。
参阅图5至图8，电缆室13内设有单相电压互感器3，电缆室门20与柜体采用上下提拉的结构，所述电缆室门20与电压互感器接地开关2之间设有互锁机构。所述电缆室门20采用挂门结构，内置连锁。
其中，互锁机构包括：状态转板2001、拉索Ⅰ2002、微动开关2003、固定架2004、限位销压簧2005、操作挡板限位销2006、操作挡板2007、拔销2008、门限位销2009、拉索Ⅱ2010和操作手柄插孔2011。
固定架2004用于固定状态转板2001，固定架2004固定在柜体内。
电缆室门20与电压互感器接地开关2互锁：
如图6所示，图6中状态转板2001显示了下压和解除下压两种工作状态。
1、当电缆室门20正确装入时，状态转板2001被下压，与状态转板2001相连的拉索Ⅰ2002随之向下移动，所述拉索Ⅰ2002将三工位开关控制机构6端的操作挡板限位销2006拉至解锁位，此时操作挡板2007上的拨动拔销2008打开，在操作手柄插孔2011插入操作手柄，转动操作手柄进行合闸操作，三工位开关控制机构6控制回路中的微动开关2003被状态转板2001下压接通，即三工位开关1电动操作回路也被接通，即可进行电动操作。
2、当三工位开关1置于接地合闸状态，此时三工位开关控制机构6控制线路拉动拉索Ⅱ2010，门限位销2009与电缆室门20让位孔2012处位置错开，通过拉索Ⅱ2010拉动门限位销2009使得门限位销2009平移，门限位销2009与让位孔2012上下位置一致，电缆室门20上提并开启取下。
3、电缆室门20被取下时，状态转板2001解除下压状态，与状态转板2001相连的拉索Ⅰ2002被操作挡板限位销2006的限位销压簧2005复位，同时操作挡板限位销2006复位至操作挡板2007下方，拔销2008关闭，操作手柄插孔2011无法插入操作手柄，三工位开关控制机构6控制回路中的微动开关2003与状态转板2001由闭合变为断开，三工位开关控制机构6的回路被切断，无法进行电动操作。
参阅图9至图10，单相电压互感器3包括：单相电压互感器支撑梁301、千斤顶302、底座303、千斤顶固定座304、固定轴305和滚轮306，所述千斤顶302上方设有单相电压互感器支撑梁301，下方设有千斤顶固定座304，所述千斤顶固定座304固定在底座303上，所述底座303两侧上方垂直设有支撑板307，所述单相电压互感器支撑梁301两侧的固定轴305上设有滚轮306，通过滚轮306与支撑板307相连，滚轮306沿着支撑板307上下滑动，所述支撑板307上设有用于滚轮306滑动的滑道，所述底座303固定在柜体底部。
单相电压互感器3单向安装，针对单向电压互感器3较重重量达到单台50kg，安装以及维护困难，设计单向电压互感器3滑动结构，将千斤顶302放在千斤顶固定座304里，同时按压千斤顶302，此过程中单向电压互感器3不断向上攀升，当不锈钢固定轴305升至滑道顶部，使用螺栓固定单向电压互感器3，单向电压互感器3安装完毕。
参阅图11，电压互感器接地开关2上设有触头201，旋转触头201实现电压互感器接地开关2接入一次回路或断开，所述触头201的转动由触头201相连的转轴202带动，所述转轴202的转动通过驱动连杆203驱动，驱动连杆203与滑动组块204相连，所述滑动组块204与控制电压互感器接地开关2的工作的机构操作室12相连。
参阅图12，气箱8上方设有吊环21，所述吊环21通过可伸缩吊柱22与气箱8顶部固定的连接杆23相连，吊装时拔出吊柱22，通过与吊柱22相连的吊环21进行吊装，吊装完毕后，将吊柱22放回，此设计可节约空间，操作简单可靠，外观漂亮，整齐划一。
柜体尺寸为2250*1225*600mm，采用2.0厚覆铝锌板钣金加工而成。气箱8采用3.0厚304不锈钢板钣金折弯焊接加工而成。
综上所述一种GIS开关柜，柜体内设有高压元器件，三工位开关、电压互感器接地开关、断路器设置在密闭在充满六氟化硫的气箱内，电压互感器接地开关下方连接有单相电压互感器，断路器开关通过密封圈与气箱内的断路器相连，三工位开关控制机构与三工位开关相连，母线穿过气箱上方与三工位开关1相连，高压元器件安装在气箱，气箱通过气箱支撑底座支撑。本发明的一种GIS开关柜，配电装置全部由六氟化硫气体绝缘全封闭，有非常高的安全性和可靠性，可以实现从12kv-1250A到40.5kv-2500A不同方案的兼容，移动方便。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (8)
1.一种GIS开关柜，其特征在于，包括：柜体，所述柜体内设有高压元器件，柜体的一侧由上至下依次设有仪表室(11)、机构操作室(12)和电缆室(13)，另一侧设有泄压通道(14)，所述高压元器件安装在气箱(8)内，所述气箱(8)通过气箱支撑底座(10)支撑；
所述气箱(8)上方设有吊环(21)，所述吊环(21)通过可伸缩吊柱(22)与气箱(8)顶部固定的连接杆(23)相连，所述吊柱(22)垂直于连接杆(23)拔出；
所述高压元器件包括：三工位开关(1)、电压互感器接地开关(2)、单相电压互感器(3)、断路器(4)、断路器开关(5)、三工位开关控制机构(6)和母线(7)，所述三工位开关(1)、电压互感器接地开关(2)、断路器(4)设置在充满六氟化硫的气箱内，所述电压互感器接地开关(2)下方连接有单相电压互感器(3)，所述断路器开关(5)与气箱(8)内的断路器(4)连接处设置有密封圈(9)，所述三工位开关控制机构(6)与三工位开关(1)相连，所述母线(7)穿过气箱(8)与气箱上方的套管(24)相连；所述电缆室(13)内设有单相电压互感器(3)，电缆室门(20)与柜体采用上下提拉的结构，所述电缆室门(20)与电压互感器接地开关(2)之间设有互锁机构，所述电缆室门(20)采用挂门结构，内置连锁。
2.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述仪表室(11)和机构操作室(12)的柜门(17)通过旋转铰链(16)连接在柜体上，柜门(17)上设有用于观察仪表室(11)和机构操作室(12)的透明窗(18)，所述机构操作室(12)内壁印刷带有母线(7)线路图的面板，所述仪表室(11)内设有微机程序保护、电流表、电压表和低压控制元件，仪表室(11)显示高压元器件的工作状态和程序的保护；所述机构操作室(12)内设有断路器开关(5)和三工位开关控制机构(6)，通过机构操作室(12)内的断路器开关(5)和三工位开关控制机构(6)对气箱(8)里的断路器(4)和三工位开关(1)进行控制。
3.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述互锁机构包括：状态转板(2001)、拉索Ⅰ(2002)、微动开关(2003)、固定架(2004)、限位销压簧(2005)、操作挡板限位销(2006)、操作挡板(2007)、拔销(2008)、门限位销(2009)、拉索Ⅱ(2010)和操作手柄插孔(2011)，所述固定架(2004)上设有状态转板(2001)、拉索Ⅰ(2002)和微动开关(2003)，状态转板(2001)一端上方设有拉索Ⅰ(2002)，另一端上方设有微动开关(2003)，所述拉索Ⅰ(2002)与三工位开关控制机构(6)的操作挡板限位销(2006)相连，所述操作挡板限位销(2006)上设有限位销压簧(2005)，所述操作挡板(2007)上设有拔销(2008)和操作手柄插孔(2011)，所述门限位销(2009)上设有拉索Ⅱ(2010)，门限位销(2009)插入电缆室门(20)上的让位孔(2012)，所述拉索Ⅱ(2010)与三工位开关控制机构(6)相连，所述三工位开关(1)接地合闸时，三工位开关控制机构(6)拉动拉索Ⅱ(2010)。
4.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述柜体顶部端面设有泄压板(15)，所述泄压通道(14)顶部与泄压板(15)相连通，所述柜体采用铠装结构。
5.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述三工位开关(1)与电压互感器接地开关(2)之间在负荷电流小于等于1250A时，三工位开关(1)与电压互感器接地开关(2)采用刀闸转动式结构；负荷电流大于1250A时，三工位开关(1)与电压互感器接地开关(2)采用滚珠丝杠直动式结构，所述三工位开关(1)上设有套管(24)。
6.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述断路器开关(5)与断路器(4)一体化结构设计，所述密封圈(9)安装在气箱(8)上用于保证气箱(8)的密闭性。
7.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述电压互感器接地开关(2)上设有触头(201)，旋转触头(201)实现电压互感器接地开关(2)接入一次回路或断开，所述触头(201)的转动由触头(201)相连的转轴(202)带动，所述转轴(202)的转动通过驱动连杆(203)驱动，驱动连杆(203)与机构操作室(12)相连。
8.根据权利要求1所述的一种GIS开关柜，其特征在于，所述单相电压互感器(3)包括：单相电压互感器支撑梁(301)、千斤顶(302)、底座(303)、千斤顶固定座(304)、固定轴(305)和滚轮(306)，所述千斤顶(302)上方设有单相电压互感器支撑梁(301)，下方设有千斤顶固定座(304)，所述千斤顶固定座(304)固定在底座(303)上，所述底座(303)两侧上方垂直设有支撑板(307)，所述单相电压互感器支撑梁(301)两侧的固定轴(305)上设有滚轮(306)，通过滚轮(306)与支撑板(307)相连，滚轮(306)沿着支撑板(307)上下滑动，所述支撑板(307)上设有用于滚轮(306)滑动的滑道，所述底座(303)固定在柜体底部。
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Denomination of invention: A GIS switchgear Effective date of registration: 20230323 Granted publication date: 20200821 Pledgee: CHINA TECHNOLOGY EXCHANGE Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING QINGCHANG POWER TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023110000121 |