CN110994435A - 一种充气柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充气柜，其包括固定连接的柜体和气箱，气箱通过前板与柜体的内腔隔开，气箱内设置有依次相连的进线套管、三工位隔离接地开关、连接母线、固封极柱和出线套管，柜体的内腔设置有三工位隔离接地机构、断路器机构和接地母排，三工位隔离接地机构与三工位隔离接地开关连接，断路器机构与固封极柱连接，断路器机构垂直布置，固封极柱水平布置，固封极柱和断路器机构分别固定设置于前板的相对两侧，断路器机构的传动主轴通过传动机构与固封极柱的动触头连接，传动机构穿过前板。其目的是为了提供一种气室少、空间布局合理、占用空间小且造价低的充气柜，该充气柜方便外部柜体钣金的装配以及内部元器件的安装。

Description

一种充气柜

技术领域

本发明涉及一种电力设备，特别是涉及一种充气柜。

背景技术

适用于12kV-1250A大容量气体绝缘封闭开关设备的充气柜中，12kV-1250A大容量气体绝缘封闭开关设备把主开关(即固封极柱)、隔离开关及机构等分割成独立的隔室，主开关与隔离接地开关采用母线与内锥相连接，而机构与开关间采用插接式相连接。现有的充气柜气室较多，占用空间大，造价比较贵；外部柜体钣金装配不方便，内部空间布局不合理导致元器件安装不方便等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种气室少、空间布局合理、占用空间小且造价低的充气柜，该充气柜方便外部柜体钣金的装配以及内部元器件的安装。

本发明一种充气柜，包括固定连接的柜体和气箱，所述气箱通过前板与柜体的内腔隔开，所述气箱内设置有依次相连的进线套管、三工位隔离接地开关、连接母线、固封极柱和出线套管，所述进线套管的进线端和出线套管的出线端均延伸至气箱外，所述柜体的内腔设置有三工位隔离接地机构、断路器机构和接地母排，所述三工位隔离接地机构与三工位隔离接地开关连接，所述断路器机构与固封极柱连接，所述断路器机构垂直布置，所述固封极柱水平布置，所述固封极柱和断路器机构分别固定设置于前板的相对两侧，所述断路器机构的传动主轴通过传动机构与固封极柱的动触头连接，所述传动机构穿过所述前板。

本发明一种充气柜，其中所述断路器机构的外壳通过L形固定架和固定柱固定连接于前板上。

本发明一种充气柜，其中所述固封极柱通过固定板固定连接于前板上，所述传动机构穿过所述固定板。

本发明一种充气柜，其中所述传动机构包括凸轮、连杆、传动拐臂、导向螺柱、导向杆和绝缘拉杆，所述凸轮固定安装于断路器机构的传动主轴上，所述凸轮与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与传动拐臂的一端铰接，所述传动拐臂的另一端与导向螺柱的一端固定连接，所述传动拐臂铰接于断路器机构的外壳内壁上，所述导向螺柱的另一端与导向杆的一端固定连接，所述导向杆的另一端与绝缘拉杆的一端固定连接，所述绝缘拉杆的另一端与固封极柱的动触头连接，所述导向杆的靠近绝缘拉杆一端的外侧壁上固定连接波纹管的一端，所述波纹管套装于导向杆外，所述波纹管的另一端固定设有法兰盘，所述法兰盘固定连接于前板上，所述导向杆穿过前板和固定板。

本发明一种充气柜，其中所述连杆和传动拐臂均设为两个，两个连杆的一端分别铰接于凸轮的相对两侧，两个传动拐臂的一端分别铰接于两个连杆的外侧，两个传动拐臂的另一端之间固定设有连接块，所述连接块上开设有螺纹通孔，所述导向螺柱的一端螺纹连接于螺纹通孔中，所述导向杆的一端设有第一内螺纹孔，所述导向螺柱的另一端螺纹连接于第一内螺纹孔中。

本发明一种充气柜，其中所述导向杆的另一端与绝缘拉杆的一端之间通过弹簧限位装置固定连接，所述弹簧限位装置包括第一限位座和第二限位座，所述第一限位座的相对两侧分别设有螺纹凸柱和第一筒状结构，所述第二限位座的相对两侧分别设有第二筒状结构和第二内螺纹孔，所述第一筒状结构的筒壁上开设有限位孔，所述第二筒状结构的筒壁上设有限位凸块，所述第二筒状结构套装于第一筒状结构内，所述限位凸块位于所述限位孔内，所述限位孔沿第一筒状结构轴向的孔径大于限位凸块沿第二筒状结构轴向的厚度，所述第一筒状结构和第二筒状结构所形成的空腔内设置有弹簧，所述弹簧的一端与第一限位座相抵，所述弹簧的另一端与第二限位座相抵，所述绝缘拉杆的一端设有第三内螺纹孔，所述螺纹凸柱螺纹连接于第三内螺纹孔中，所述导向杆的另一端螺纹连接于第二内螺纹孔中。

本发明一种充气柜，其中所述第一限位座的与弹簧相抵的侧面上设有第一凹槽，所述弹簧的一端抵于第一凹槽内，所述第二限位座的与弹簧相抵的侧面上设有T形凸台，所述T形凸台上设有第二凹槽，所述弹簧的另一端抵于第二凹槽内。

本发明一种充气柜，其中所述限位孔和限位凸块均设为至少两个，所述限位孔沿着第一筒状结构的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块沿着第二筒状结构的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块一一对应地位于所述限位孔内。

本发明一种充气柜与现有技术不同之处在于断路器机构垂直布置，固封极柱水平布置，固封极柱和断路器机构分别固定设置于前板的相对两侧，断路器机构的传动主轴通过传动机构与固封极柱的动触头连接，传动机构穿过所述前板。由此可见，本发明将现有充气柜中的固封极柱与断路器机构的一字形布置变为相互垂直布置，并且只设有一个气箱，气室少，从而使柜体内的空间布局更加合理、占用空间小且造价低，同时，该充气柜还能方便外部柜体钣金的装配以及内部元器件的安装。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明一种充气柜的结构示意图；

图2为本发明中的断路器机构和固封极柱的连接状态图；

图3为本发明中的断路器机构和固封极柱的连接状态剖视图；

图4为本发明中的导向杆与波纹管的连接状态图；

图5为本发明中的导向杆与波纹管的连接状态剖视图；

图6为本发明中的弹簧限位装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，并结合图2-6所示，本发明一种充气柜包括固定连接的柜体和气箱33，所述气箱33通过前板10与柜体的内腔隔开，所述气箱33内设置有依次相连的进线套管8、三工位隔离接地开关1、连接母线2、固封极柱3和出线套管4，所述进线套管8的进线端和出线套管4的出线端均延伸至气箱33外，所述柜体的内腔设置有三工位隔离接地机构7、断路器机构6和接地母排5，所述三工位隔离接地机构7与三工位隔离接地开关1连接，所述断路器机构6与固封极柱3连接，所述断路器机构6垂直布置，所述固封极柱3水平布置，所述固封极柱3和断路器机构6分别固定设置于前板10的相对两侧，所述断路器机构6的传动主轴18通过传动机构与固封极柱3的动触头连接，所述传动机构穿过所述前板10。

气箱33内部将各个开关及连接附件放置于一独立隔室，气箱33外部各个机构放置于另一独立隔室(即柜体的内腔)，从而大大减少了隔室的数量。

三工位隔离接地机构7控制三工位隔离接地开关1的开启和闭合，断路器机构6控制固封极柱3的开启和闭合。

如图2所示，断路器机构6的外壳通过L形固定架9和固定柱11固定连接于前板10上，即L形固定架9和固定柱11的一端与断路器机构6的外壳固定连接，另一端与前板10固定连接。固封极柱3通过固定板12固定连接于前板10上，即固定板12的一个侧面固定于固封极柱3上，另一个侧面固定于前板10上。所述传动机构穿过所述固定板12。

如图3所示，并结合图4、5所示，传动机构包括凸轮19、连杆20、传动拐臂14、导向螺柱15、导向杆16和绝缘拉杆22，所述凸轮19固定安装于断路器机构6的传动主轴18上，所述凸轮19与连杆20的一端铰接，所述连杆20的另一端与传动拐臂14的一端铰接，所述传动拐臂14的另一端与导向螺柱15的一端固定连接，所述传动拐臂14铰接于断路器机构6的外壳内壁上，所述导向螺柱15的另一端与导向杆16的一端固定连接，所述导向杆16的另一端与绝缘拉杆22的一端固定连接，所述绝缘拉杆22的另一端与固封极柱3的动触头连接，所述导向杆16的靠近绝缘拉杆22一端的外侧壁上固定连接波纹管17的一端，所述波纹管17套装于导向杆16外，所述波纹管17的另一端固定设有法兰盘13，所述法兰盘13固定连接于前板10上，所述导向杆16穿过前板10和固定板12。在本实施例中，波纹管17的材质为金属。

连杆20和传动拐臂14均设为两个，两个连杆20的一端分别铰接于凸轮19的相对两侧，两个传动拐臂14的一端分别铰接于两个连杆20的外侧，两个传动拐臂14的另一端之间固定设有连接块，所述连接块上开设有螺纹通孔，所述导向螺柱15的一端螺纹连接于螺纹通孔中，所述导向杆16的一端设有第一内螺纹孔23，所述导向螺柱15的另一端螺纹连接于第一内螺纹孔23中。将连杆20和传动拐臂14均设为两个，使力的传递更加均衡。

如图3所示，断路器机构6的传动主轴18通过凸轮19和连杆20带动传动拐臂14的一端作上下摆动，传动拐臂14的另一端作左右摆动，当传动拐臂14的另一端向右侧摆动时，与传动拐臂14另一端固定连接的导向螺柱15也向右侧运动，与导向螺柱15固定连接的导向杆16也向右侧运动，导向杆16与绝缘拉杆22之间通过弹簧限位装置21连接，因此，绝缘拉杆22也向右侧运动，从而使与绝缘拉杆22相连接的固封极柱3的动触头与静触头分离。反之，当传动拐臂14的另一端向左侧运动时，固封极柱3的动触头和静触头会接触。

本发明中的传动机构克服了现有12kV大容量气体绝缘封闭型开关设备中断路器机构与主开关之间布局不当且两者之间传动方式不合理的缺陷。在本发明的整个开关设备布局中，采用气箱33内部固封极柱3水平布置以及气箱33外部断路器机构6垂直布置的方式。断路器机构6与固封极柱3之间的传动机构的传动比较高，具体如下：

如图3所示，传动拐臂14采用L形，其是断路器机构6的传动输出端，很好地把垂直断路器机构6与水平固封极柱3进行衔接且断路器机构6和固封极柱3分割成各自的气室，互不干涉且合理利用空间。

导向螺柱15则用来连接导向杆16与传动拐臂14，通过转动导向螺柱15调节其与连接块之间的相对位置，从而能够调节导向螺柱15的左右移动量(如图3所示)，有利于调节传动距离及超程和开距。

如图4所示，并结合图5所示，在波纹管17通过法兰盘13以焊接的方式固定连接于前板10上以后，波纹管17、法兰盘13及导向杆16组成一密封装置。法兰盘13焊接在波纹管17上，法兰盘13再通过焊接的方式固定在气箱33的前板10上，具有一定的密封性。波纹管17结构呈圆柱波纹状，其采用不锈钢材料，壁厚只有0.12㎜，具有一定的伸缩性，伸缩距离满足总行程的要求，并且传动过程中借助波纹管17的轴向伸缩性，导向杆16可以在一定距离内进行轴向运动而不破坏波纹管17的气密性。

导向杆16的另一端与绝缘拉杆22的一端之间通过弹簧限位装置21固定连接，如图6所示，所述弹簧限位装置21包括第一限位座25和第二限位座31，所述第一限位座25的相对两侧分别设有螺纹凸柱24和第一筒状结构28，所述第二限位座31的相对两侧分别设有第二筒状结构29和第二内螺纹孔32，所述第一筒状结构28的筒壁上开设有限位孔，所述第二筒状结构29的筒壁上设有限位凸块27，所述第二筒状结构29套装于第一筒状结构28内，所述限位凸块27位于所述限位孔内，所述限位孔沿第一筒状结构28轴向的孔径大于限位凸块27沿第二筒状结构29轴向的厚度，所述第一筒状结构28和第二筒状结构29所形成的空腔内设置有弹簧26，所述弹簧26的一端与第一限位座25相抵，所述弹簧26的另一端与第二限位座31相抵，所述绝缘拉杆22的一端设有第三内螺纹孔，所述螺纹凸柱24螺纹连接于第三内螺纹孔中，所述导向杆16的另一端螺纹连接于第二内螺纹孔32中。

第一限位座25的与弹簧26相抵的侧面上设有第一凹槽，所述弹簧26的一端抵于第一凹槽内，所述第二限位座31的与弹簧26相抵的侧面上设有T形凸台30，所述T形凸台30上设有第二凹槽，所述弹簧26的另一端抵于第二凹槽内。

限位孔和限位凸块27均设为至少两个，所述限位孔沿着第一筒状结构28的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块27沿着第二筒状结构29的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块27一一对应地位于所述限位孔内。

如图6所示，弹簧限位装置21为一组合件，在本实施例中限位孔为上下对称布置的长圆孔。传动过程中断路器机构6传动的力非常大，若直接传动到绝缘拉杆22上，会导致开关开启和闭合非常迅速，不但不利于控制分合闸速度而且对整个传动机构都有损害，因此，在导向杆16和主开关(即固封极柱3)之间加上弹簧限位装置21，这样传动力就得以缓冲，分合闸速度便于调节。由于总行程为一定值，所以弹簧26的移动距离可以通过限位凸块27在限位孔内的左右移动来保持在一定的范围。

绝缘拉杆22用以拉开闭合固封极柱3的动静触头，同时也能大大提高传动导向性。

如图6所示，当导向杆16向右侧运动时，与导向杆16螺纹连接的第二限位座31也向右侧运动，当限位凸块27运动到与限位孔的右侧壁接触时，第二限位座31带动第一限位座25也向右侧运动，于是与第一限位座25螺纹连接的绝缘拉杆22也向右侧运动，反之，当导向杆16向左侧运动时，第二限位座31也向左侧运动，当限位凸块27运动到与限位孔的左侧壁接触时，第二限位座31带动第一限位座25也向左侧运动，于是与第一限位座25螺纹连接的绝缘拉杆22也向左侧运动。其中设置于第一限位座25与第二限位座31之间的弹簧26能够起到缓冲作用。

本发明中的断路器机构6垂直布置，固封极柱3水平布置，固封极柱3和断路器机构6分别固定设置于前板10的相对两侧，断路器机构6的传动主轴18通过传动机构与固封极柱3的动触头连接，传动机构穿过所述前板10。由此可见，本发明将现有充气柜中的固封极柱3与断路器机构6的一字形布置变为相互垂直布置，并且只设有一个气箱，气室少，从而使柜体内的空间布局更加合理、占用空间小且造价低，同时，该充气柜还能方便外部柜体钣金的装配以及内部元器件的安装。

综上，当断路器机构6的传动主轴18转动时，传动拐臂14的连接导向螺柱15一端呈近似直线的左右摆动，使得其上的导向螺柱15带动导向杆16左右运动，同时波纹管17作伸缩运动，导向杆16带动绝缘拉杆22直线运动，进而实现固封极柱3内的动静触头开合的目的。

本发明中的传动机构有序相连，合理布局，使得整体有足够的传动比和安全性能，提高了短路关合能力；操作更加便利，不但节省基建占地又能节省空间占用，成本和投资费用得到大大节约。

前板10为一异型结构，合理地排列三工位隔离接地开关1和固封极柱3的位置，在保证绝缘距离的情况下，其定位安装尺寸达到最小，且隔离接地开关和固封极柱3只需连接母排就能实现搭接，无需使用内椎等。固封极柱3水平布置，断路器机构6垂直布置，二者通过传动机构相互连接。波纹管17具有一定的伸缩量，分合闸传动过程中，通过拉动波纹管17，使得弹簧限位装置21拉伸或压缩到一定位置，带动绝缘拉杆22水平轴向运动，从而使得与绝缘拉杆22相连的固封极柱3的动静触头分合。其达到的效果不但能实现分合闸运动，也能控制分合闸速度。固封极柱3上端采用上隔离接地开关，动刀片通过机构转轴往下打，下端静端刀片则放置在与固封极柱3进线端正上方，因此很大程度上降低了连接母排的高度与长度。三工位隔离接地机构7在其上端，且两机构最外端处于同一水平面，方便了面板的安装，保证了可操作性。

综上，由进线套管8至出线套管4，各个元器件从上到下有序相接，布局合理，大大节省占用空间，很大程度上提高了开关内的空间占用率，节省成本费用和运行费用，减少了维护需求，为操作者提供最大化的实用性及服务年限最大化。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种充气柜，包括固定连接的柜体和气箱，所述气箱通过前板与柜体的内腔隔开，所述气箱内设置有依次相连的进线套管、三工位隔离接地开关、连接母线、固封极柱和出线套管，所述进线套管的进线端和出线套管的出线端均延伸至气箱外，所述柜体的内腔设置有三工位隔离接地机构、断路器机构和接地母排，所述三工位隔离接地机构与三工位隔离接地开关连接，所述断路器机构与固封极柱连接，其特征在于：所述断路器机构垂直布置，所述固封极柱水平布置，所述固封极柱和断路器机构分别固定设置于前板的相对两侧，所述断路器机构的传动主轴通过传动机构与固封极柱的动触头连接，所述传动机构穿过所述前板。

2.根据权利要求1所述的充气柜，其特征在于：所述断路器机构的外壳通过L形固定架和固定柱固定连接于前板上。

3.根据权利要求2所述的充气柜，其特征在于：所述固封极柱通过固定板固定连接于前板上，所述传动机构穿过所述固定板。

4.根据权利要求3所述的充气柜，其特征在于：所述传动机构包括凸轮、连杆、传动拐臂、导向螺柱、导向杆和绝缘拉杆，所述凸轮固定安装于断路器机构的传动主轴上，所述凸轮与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与传动拐臂的一端铰接，所述传动拐臂的另一端与导向螺柱的一端固定连接，所述传动拐臂铰接于断路器机构的外壳内壁上，所述导向螺柱的另一端与导向杆的一端固定连接，所述导向杆的另一端与绝缘拉杆的一端固定连接，所述绝缘拉杆的另一端与固封极柱的动触头连接，所述导向杆的靠近绝缘拉杆一端的外侧壁上固定连接波纹管的一端，所述波纹管套装于导向杆外，所述波纹管的另一端固定设有法兰盘，所述法兰盘固定连接于前板上，所述导向杆穿过前板和固定板。

5.根据权利要求4所述的充气柜，其特征在于：所述连杆和传动拐臂均设为两个，两个连杆的一端分别铰接于凸轮的相对两侧，两个传动拐臂的一端分别铰接于两个连杆的外侧，两个传动拐臂的另一端之间固定设有连接块，所述连接块上开设有螺纹通孔，所述导向螺柱的一端螺纹连接于螺纹通孔中，所述导向杆的一端设有第一内螺纹孔，所述导向螺柱的另一端螺纹连接于第一内螺纹孔中。

6.根据权利要求5所述的充气柜，其特征在于：所述导向杆的另一端与绝缘拉杆的一端之间通过弹簧限位装置固定连接，所述弹簧限位装置包括第一限位座和第二限位座，所述第一限位座的相对两侧分别设有螺纹凸柱和第一筒状结构，所述第二限位座的相对两侧分别设有第二筒状结构和第二内螺纹孔，所述第一筒状结构的筒壁上开设有限位孔，所述第二筒状结构的筒壁上设有限位凸块，所述第二筒状结构套装于第一筒状结构内，所述限位凸块位于所述限位孔内，所述限位孔沿第一筒状结构轴向的孔径大于限位凸块沿第二筒状结构轴向的厚度，所述第一筒状结构和第二筒状结构所形成的空腔内设置有弹簧，所述弹簧的一端与第一限位座相抵，所述弹簧的另一端与第二限位座相抵，所述绝缘拉杆的一端设有第三内螺纹孔，所述螺纹凸柱螺纹连接于第三内螺纹孔中，所述导向杆的另一端螺纹连接于第二内螺纹孔中。

7.根据权利要求6所述的充气柜，其特征在于：所述第一限位座的与弹簧相抵的侧面上设有第一凹槽，所述弹簧的一端抵于第一凹槽内，所述第二限位座的与弹簧相抵的侧面上设有T形凸台，所述T形凸台上设有第二凹槽，所述弹簧的另一端抵于第二凹槽内。

8.根据权利要求7所述的充气柜，其特征在于：所述限位孔和限位凸块均设为至少两个，所述限位孔沿着第一筒状结构的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块沿着第二筒状结构的筒壁周向均匀布置，所述限位凸块一一对应地位于所述限位孔内。

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