CN111162472A - 一种环保充气柜的绝缘保护装置及环保充气柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保充气柜的绝缘保护装置及环保充气柜，其包括有开关保护盖，开关保护盖上设置有膨胀液体腔和断路开关柱，断路开关柱带有水银腔和液压活塞，液压活塞分别与膨胀液体腔和水银腔连通，利用绝缘保护装置对继电器等的电气元件进行单独绝缘防护，避免相互之间的影响，同时当存在发热因素的时候，水银或者其他膨胀液体会因为受热膨胀，使液体内部的压力提升从而利用液压活塞的活动而断开开关柱的连接，实现断路器的保护作用，另外可以替代断路器且与电气元件重合安装，使用该保护装置的环保充气柜可以缩小绝缘气体箱的面积而实现更小的体积，本发明提供的保护装置具有单独绝缘保护、断路保护和占用面积小的优点。

Description

一种环保充气柜的绝缘保护装置及环保充气柜

技术领域

本发明属于充气柜设备领域，尤其涉及一种环保充气柜的绝缘保护装置，还涉及一种使用该保护装置的环保充气柜。

背景技术

充气柜是新一代开关设备，整柜采用空气绝缘与六氟化硫气体隔室相结合，既紧凑又可扩充，适用于配电自动化。充气柜具有结构紧凑、操作灵活、联锁可靠等特点，对各种不同的应用场合（特别是环境恶劣的场所）、不同的用户要求均能提供令人满意的技术方案。传感技术和保护继电器的采用，加上先进的技术性能及轻便灵活的装配方案，完全可以满足用户不同的需求。充气柜适用于电力系统的小型二次变电所、开闭所、箱式变电站、住宅小区、工矿企业、大型商场，特别适用于机场、地铁、铁路等对用电要求较高的场合。

目前的充气柜中均采用一个大的绝缘气体箱将电气元件包裹在内，虽然做到了一定的绝缘保护效果，但是在绝缘气体箱内的多个电气元件之间没有设置保护装置，多个电气元件之间是处于一个相对暴露的状态，即相互之间会受到一定的影响，特别是继电器等连接有高压电路的开关元件，容易产生高压电弧影响到相邻的电气元件，对其他电气元件造成破坏，影响充气柜的稳定性。

发明内容

基于现有技术存在上述问题，本发明提供一种环保充气柜的绝缘保护装置及环保充气柜，其包括绝缘底座和开关保护盖，开关保护盖上设置有膨胀液体腔和断路开关柱，断路开关柱带有水银腔和液压活塞，多个液压活塞的液体腔分别与膨胀液体腔和水银腔连通，利用绝缘保护装置对继电器等的电气元件进行单独绝缘防护，避免相互之间的影响，同时当电流过大或者存在其他发热因素的时候，水银或者其他膨胀液体会因为受热膨胀，使液体内部的压力提升从而利用液压活塞的活动而断开开关柱的连接，实现断路器的保护作用，另外可以替代断路器且与电气元件重合，缩小占用绝缘气体箱的面积，从而实现缩小充气柜的体积，本发明提供的保护装置具有单独绝缘保护、断路保护和占用面积小的优点。

本发明通过以下详细技术方案达到目的：

一种环保充气柜的绝缘保护装置，其包括绝缘底座和开关保护盖，所述的绝缘底座为四方形板状结构，绝缘底座上表面四周设置有密封安装凸起，所述的密封安装凸起形成四边形，绝缘底座上表面的四个角分别各设置有一个贯穿绝缘底座的绝缘底座固定孔，所述的密封安装凸起形成的四边形内整齐的设置有若干继电器安装孔，所述的继电器安装孔不贯穿绝缘底座；所述的开关保护盖包括绝缘盖体和连接柱，所述的绝缘盖体为立方体中空盖，绝缘盖体的四面侧壁底部的侧面各设置有一块向外横向伸出的安装板，绝缘盖体的四面侧壁底部设置有与密封安装凸起相匹配的密封安装槽，所述的密封安装槽的截面为矩形且密封安装槽的内壁表面设置有密封胶条，所述的绝缘盖体顶部相对的两侧各设置有两个接线孔，所述的接线孔向下竖直延伸且接线孔底部连通到设置在绝缘盖体的侧壁内的容纳腔，绝缘盖体的四面侧壁上部及顶部靠近内表面处设置有膨胀液体腔，所述的膨胀液体腔靠向绝缘盖体内侧的一面到绝缘盖体内表面之间为导热层，即绝缘盖体的侧壁内表面的下部和底部为导热材料制成，与其他部位一体成型并形成了膨胀液体腔，所述的膨胀液体腔内充满膨胀液体，绝缘盖体其中一侧壁底部设置有抽气口，抽气口可以用于对绝缘盖体内部的抽真空操作，也可以用于注入绝缘气体的操作；所述的连接柱包括直通连接柱和断路开关柱，所述的直通连接柱包括接线弧形片、压紧螺柱、导电柱和接线座，所述的接线弧形片安装在接线孔内，接线弧形片下部电性连接有导电柱，导电柱电性连接到接线座，所述的导电柱下部和接线座设置在容纳腔内，接线座带有接线螺母的一端穿透容纳腔壁并伸入到绝缘盖体内部，且接线座与容纳腔壁密封连接，接线弧形片、导电柱和接线座之间形成连通的电路；所述的断路开关柱包括接线弧形片、压紧螺柱、液压座、弹性活动座和接线座，所述的接线弧形片安装在接线孔内，接线弧形片下部电性连接到设置在液压座的水银腔，所述的液压座顶部设置有充满水银的水银腔，水银腔下部电性连接有上开关柱，所述的水银腔两侧各设置有一个液压活塞，液压活塞的液体腔与水银腔连通，液压活塞的活动部向下伸出液压座并抵触在弹性活动座的滑块上，所述的弹性活动座包括固定块和滑块，所述的固定块固定设置在容纳腔壁上，所述的滑块上下滑动的连接在固定块的上部，滑块和固定块之间设置有弹性部件，所述的滑块中部设置有插孔，插孔内固定设置有与上开关柱匹配的下开关柱，所述的下开关柱延伸到接线座且与接线座的导电圆环滑动电线连接，导电圆环再电线连接到接线座的接线螺母上，所述的液压座上部与绝缘盖体侧壁固定连接，所述的液压座、弹性活动座和接线座设置在容纳腔内，接线座带有接线螺母的一端穿透容纳腔壁并伸入到绝缘盖体内部，且接线座与容纳腔壁密封连接，接线弧形片、液压座、弹性活动座和接线座之间形成连通的电路，所述的压紧螺柱设置在绝缘盖体侧壁上且插入到接线孔内；绝缘盖体上同一侧壁的两个接线孔分别一个安装有直通连接柱，另一个安装有断路开关柱，其中一个断路开关柱设置有四个液压活塞，其中两个液压活塞的液体腔与水银腔连通，另外两个液压活塞的液体腔与膨胀液体腔连通；所述的开关保护盖盖合在绝缘底座上且密封安装凸镶入到密封安装槽内，利用螺栓穿过安装板而将开关保护盖固定在绝缘底座上。

其中，所述的绝缘底座上的继电器安装孔包括有圆孔和条形孔，圆孔和条形孔间隔排列，所述的圆孔内壁设置有螺纹；所述的条形孔底部处的绝缘底座上设置有延伸方向与条形孔延伸方向一致的滑槽，滑槽内滑动设置有内孔直径与条形孔宽度一致的螺母，圆孔和条形孔的设置方便配合安装不同的型号的继电器或者其他电气元件，条形孔配合螺母能在安装位置上作出一定的调整，适应不同的长度。

其中，所述的绝缘底座上的密封安装凸起的截面为梯形，靠上的一边为短边，靠下的一边为长边，梯形安装凸起配合矩形的安装槽，方便插入的同时也能增加接触面积，保证密封性，且开关保护盖压得越紧，密封性越好。

其中，所述的导热层为铜质导热层，金属铜具有很好的导热性，能把保护装置内气体的热量传递到膨胀液体腔内，造成膨胀液体受热膨胀。

其中，所述的膨胀液体为甘油或者水银，优选为甘油，甘油不度电且具有更好的受热膨胀系数。

其中，所述的上开关柱下部为圆球形凸出面，所述的下开关柱上部为圆球形凹面，圆球形的接触面能加大接触面积，降低电阻。

其中，所述的上开关柱和下开关柱连接处设置有导电硅胶，导电硅胶能填充两个开关柱之间的间隙，避免间隙造成更大的电阻。

一种环保充气柜，其采用上述的绝缘保护装置代替断路器，并用绝缘保护装置包裹继电器，隔绝继电器产生的电弧。

本发明具有的有益效果是：

1、采用绝缘材料制成的绝缘底座和保护开关盖的配合，能对安装在其内的继电器等的电气元件进行单独的绝缘隔离，即保护电气元件不受外部的电流影响，也能避免自身产生的电弧影响其他电气元件，提升了整体的稳定性；

2、开关保护盖内设置有膨胀液体腔、水银腔和液压活塞，当过流或者其他原因导致发热时，会使液体膨胀从而通过液压活塞断开电路，起到一个断路器的作用，在一定程度上能够替代断路器；

3、当使用保护装置替代断路器时，由于其安装位置与电气元件重合，可以缩小占用充气柜的安装板的面积，从而达到缩小充气柜体积的目的。

附图说明

图1，一种环保充气柜的绝缘保护装置的立体结构示意图。

图2，图1中的一种环保充气柜的绝缘保护装置的剖开立体结构示意图。

图3，图2中A处的放大立体结构示意图。

图4，绝缘底座的立体结构示意图。

图5，断路开关柱的立体结构示意图。

图6，断路开关柱的剖面的平面结构示意图。

图7，直通连接柱的立体结构示意图。

图8，开关保护盖的俯视平面结构示意图，为了展示膨胀液体腔和液压活塞的连接结构，和多个液压活塞的分布情况，隐藏了其他结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的描述。

实施例一：一种环保充气柜的绝缘保护装置。

如附图1-8所示的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其包括绝缘底座1和开关保护盖2，所述的绝缘底座1为四方形板状结构，绝缘底座1上表面四周设置有密封安装凸起11，所述的密封安装凸起11形成四边形，绝缘底座1上表面的四个角分别各设置有一个贯穿绝缘底座1的绝缘底座1固定孔12，所述的密封安装凸起11形成的四边形内整齐的设置有若干继电器安装孔，所述的继电器安装孔不贯穿绝缘底座1；所述的开关保护盖2包括绝缘盖体21和连接柱，所述的绝缘盖体21为立方体中空盖，绝缘盖体21的四面侧壁底部的侧面各设置有一块向外横向伸出的安装板22，绝缘盖体21的四面侧壁底部设置有与密封安装凸起11相匹配的密封安装槽23，所述的密封安装槽23的截面为矩形且密封安装槽23的内壁表面设置有密封胶条24，所述的绝缘盖体21顶部相对的两侧各设置有两个接线孔25，所述的接线孔25向下竖直延伸且接线孔25底部连通到设置在绝缘盖体21的侧壁内的容纳腔26，绝缘盖体21的四面侧壁上部及顶部靠近内表面处设置有膨胀液体腔27，所述的膨胀液体腔27靠向绝缘盖体21内侧的一面到绝缘盖体21内表面之间为导热层28，所述的导热层28为铜质导热层，所述的膨胀液体腔27内充满膨胀液体，，所述的膨胀液体为甘油，绝缘盖体21其中一侧壁底部设置有抽气口29；所述的连接柱包括直通连接柱3和断路开关柱4，所述的直通连接柱3包括接线弧形片31、压紧螺柱32、导电柱33和接线座34，所述的接线弧形片31安装在接线孔25内，接线弧形片31下部电性连接有导电柱33，导电柱33电性连接到接线座34，所述的导电柱33下部和接线座34设置在容纳腔26内，接线座34带有接线螺母35的一端穿透容纳腔26壁并伸入到绝缘盖体21内部，且接线座34与容纳腔26壁密封连接；所述的断路开关柱4包括接线弧形片31、压紧螺柱32、液压座41、弹性活动座42和接线座34，所述的接线弧形片31安装在接线孔25内，接线弧形片31下部电性连接到设置在液压座41的水银腔411，所述的液压座41顶部设置有充满水银的水银腔411，水银腔411下部电性连接有上开关柱412，所述的水银腔411两侧各设置有一个液压活塞413，液压活塞413的液体腔与水银腔411连通，液压活塞413的活动部向下伸出液压座41并抵触在弹性活动座42的滑块421上，所述的弹性活动座42包括固定块422和滑块421，所述的固定块422固定设置在容纳腔26壁上，所述的滑块421上下滑动的连接在固定块422的上部，滑块421和固定块422之间设置有弹性部件423，所述的滑块421中部设置有插孔，插孔内固定设置有与上开关柱412匹配的下开关柱424，所述的下开关柱424延伸到接线座34且与接线座34的导电圆环341滑动电线连接，导电圆环341再电线连接到接线座34的接线螺母35上，所述的液压座41上部与绝缘盖体21侧壁固定连接，所述的液压座41、弹性活动座42和接线座34设置在容纳腔26内，接线座34带有接线螺母35的一端穿透容纳腔26壁并伸入到绝缘盖体21内部，且接线座34与容纳腔26壁密封连接，所述的压紧螺柱32设置在绝缘盖体21侧壁上且插入到接线孔25内；绝缘盖体21上同一侧壁的两个接线孔25分别一个安装有直通连接柱3，另一个安装有断路开关柱4，其中一个断路开关柱4设置有四个液压活塞413，其中两个液压活塞413的液体腔与水银腔411连通，另外两个液压活塞413的液体腔与膨胀液体腔27连通；所述的开关保护盖2盖合在绝缘底座1上且密封安装凸起11镶入到密封安装槽23内，利用螺栓穿过安装板22而将开关保护盖2固定在绝缘底座1上。

作为优选实施例，所述的绝缘底座1上的继电器安装孔包括有圆孔13和条形孔14，圆孔13和条形孔14间隔排列，所述的圆孔13内壁设置有螺纹；所述的条形孔14底部处的绝缘底座1上设置有延伸方向与条形孔14延伸方向一致的滑槽，滑槽内滑动设置有内孔直径与条形孔14宽度一致的螺母。

作为优选实施例，所述的绝缘底座1上的密封安装凸起11的截面为梯形，靠上的一边为短边，靠下的一边为长边。

作为优选实施例，所述的上开关柱412下部为圆球形凸出面，所述的下开关柱424上部为圆球形凹面。

作为优选实施例，所述的上开关柱412和下开关柱424连接处设置有导电硅胶。

上述实施例中的保护装置，在使用的时候可以先在绝缘底座1上安装所需的电气元件，再根据电气元件的实际作用进行接线，本实施例中采用继电器，首先通过螺栓将继电器安装在绝缘底座1上，再将继电器的输入回路的输入端连接到其中一侧壁上的断路开关柱4的接线座34上，输入回路的输出端连接到同一侧壁上的直通连接柱3的接线座34；输出回路的输入端连接到另一侧壁上的断路开关柱4的接线座34上，输出回路的输出端连接到同一侧壁上的直通连接柱3的接线座34，盖合好开关保护盖2后抽真空或者再注入绝缘气体。再将保护装置安装到充气柜的电气元件安装加上，最后安装继电器的接线方式将保护装置连接好即完成安装，接线方法为将电线的金属部分裸露并插入到接线孔25内，通过旋转压紧螺柱32将电线的裸露金属压紧在接线弧形片31上完成接线，由于断路开关柱4带有断路保护，所以断路开关柱4与输入端连接。

在接通电源后，保护装置和继电器运行，当继电器运行发热使保护装置内的温度升高到一定程度，热量通过导热层28传递到甘油，甘油受热膨胀，但由于膨胀液体腔27容积固定，所以液压增大，使液压活塞413的活动端向外伸出迫使滑块421带动下开关柱424下移，导致上下开关柱分离，断开电路；当温度下降，液压降低，滑块421在弹性部件423的作用下复位，上下开关柱重新连接，接通电源。

同理，当过流的时候，水银腔411内的水银由于电流过大而自动发热，体积膨胀，导致液压上升利用液压活塞413和滑块421的作用断开电路，当温度回复时，上下开关柱复位并重新连接，接通电源。

实施例二：一种环保充气柜。

一种环保充气柜，其采用实施例一种的绝缘保护装置代替断路器，并用绝缘保护装置包裹继电器，隔绝继电器产生的电弧，再将保护装置和继电器安装到电气元件安装架上。

以上所述实施例仅表达了本发明的多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于， 其包括绝缘底座（1）和开关保护盖（2），所述的绝缘底座（1）为四方形板状结构，绝缘底座（1）上表面四周设置有密封安装凸起（11），所述的密封安装凸起（11）形成四边形，绝缘底座（1）上表面的四个角分别各设置有一个贯穿绝缘底座（1）的绝缘底座（1）固定孔（12），所述的密封安装凸起（11）形成的四边形内整齐的设置有若干继电器安装孔，所述的继电器安装孔不贯穿绝缘底座（1）；所述的开关保护盖（2）包括绝缘盖体（21）和连接柱，所述的绝缘盖体（21）为立方体中空盖，绝缘盖体（21）的四面侧壁底部的侧面各设置有一块向外横向伸出的安装板（22），绝缘盖体（21）的四面侧壁底部设置有与密封安装凸起（11）相匹配的密封安装槽（23），所述的密封安装槽（23）的截面为矩形且密封安装槽（23）的内壁表面设置有密封胶条（24），所述的绝缘盖体（21）顶部相对的两侧各设置有两个接线孔（25），所述的接线孔（25）向下竖直延伸且接线孔（25）底部连通到设置在绝缘盖体（21）的侧壁内的容纳腔（26），绝缘盖体（21）的四面侧壁上部及顶部靠近内表面处设置有膨胀液体腔（27），所述的膨胀液体腔（27）靠向绝缘盖体（21）内侧的一面到绝缘盖体（21）内表面之间为导热层（28），所述的膨胀液体腔（27）内充满膨胀液体，绝缘盖体（21）其中一侧壁底部设置有抽气口（29）；所述的连接柱包括直通连接柱（3）和断路开关柱（4），所述的直通连接柱（3）包括接线弧形片（31）、压紧螺柱（32）、导电柱（33）和接线座（34），所述的接线弧形片（31）安装在接线孔（25）内，接线弧形片（31）下部电性连接有导电柱（33），导电柱（33）电性连接到接线座（34），所述的导电柱（33）下部和接线座（34）设置在容纳腔（26）内，接线座（34）带有接线螺母（35）的一端穿透容纳腔（26）壁并伸入到绝缘盖体（21）内部，且接线座（34）与容纳腔（26）壁密封连接；所述的断路开关柱（4）包括接线弧形片（31）、压紧螺柱（32）、液压座（41）、弹性活动座（42）和接线座（34），所述的接线弧形片（31）安装在接线孔（25）内，接线弧形片（31）下部电性连接到设置在液压座（41）的水银腔（411），所述的液压座（41）顶部设置有充满水银的水银腔（411），水银腔（411）下部电性连接有上开关柱（412），所述的水银腔（411）两侧各设置有一个液压活塞（413），液压活塞（413）的液体腔与水银腔（411）连通，液压活塞（413）的活动部向下伸出液压座（41）并抵触在弹性活动座（42）的滑块（421）上，所述的弹性活动座（42）包括固定块（422）和滑块（421），所述的固定块（422）固定设置在容纳腔（26）壁上，所述的滑块（421）上下滑动的连接在固定块（422）的上部，滑块（421）和固定块（422）之间设置有弹性部件（423），所述的滑块（421）中部设置有插孔，插孔内固定设置有与上开关柱（412）匹配的下开关柱（424），所述的下开关柱（424）延伸到接线座（34）且与接线座（34）的导电圆环（341）滑动电线连接，导电圆环（341）再电线连接到接线座（34）的接线螺母（35）上，所述的液压座（41）上部与绝缘盖体（21）侧壁固定连接，所述的液压座（41）、弹性活动座（42）和接线座（34）设置在容纳腔（26）内，接线座（34）带有接线螺母（35）的一端穿透容纳腔（26）壁并伸入到绝缘盖体（21）内部，且接线座（34）与容纳腔（26）壁密封连接，所述的压紧螺柱（32）设置在绝缘盖体（21）侧壁上且插入到接线孔（25）内；绝缘盖体（21）上同一侧壁的两个接线孔（25）分别一个安装有直通连接柱（3），另一个安装有断路开关柱（4），其中一个断路开关柱（4）设置有四个液压活塞（413），其中两个液压活塞（413）的液体腔与水银腔（411）连通，另外两个液压活塞（413）的液体腔与膨胀液体腔（27）连通；所述的开关保护盖（2）盖合在绝缘底座（1）上且密封安装凸起（11）镶入到密封安装槽（23）内，利用螺栓穿过安装板（22）而将开关保护盖（2）固定在绝缘底座（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的绝缘底座（1）上的继电器安装孔包括有圆孔（13）和条形孔（14），圆孔（13）和条形孔（14）间隔排列，所述的圆孔（13）内壁设置有螺纹；所述的条形孔（14）底部处的绝缘底座（1）上设置有延伸方向与条形孔（14）延伸方向一致的滑槽，滑槽内滑动设置有内孔直径与条形孔（14）宽度一致的螺母。

3.根据权利要求1所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的绝缘底座（1）上的密封安装凸起（11）的截面为梯形，靠上的一边为短边，靠下的一边为长边。

4.根据权利要求1所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的导热层（28）为铜质导热层（28）。

5.根据权利要求1所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的膨胀液体为甘油或者水银。

6.根据权利要求1所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的上开关柱（412）下部为圆球形凸出面，所述的下开关柱（424）上部为圆球形凹面。

7.根据权利要求6所述的一种环保充气柜的绝缘保护装置，其特征在于，所述的上开关柱（412）和下开关柱（424）连接处设置有导电硅胶。

8.一种环保充气柜，其特征在于，其采用如权利要求1-6任一所述的绝缘保护装置代替断路器，并用绝缘保护装置包裹继电器，隔绝继电器产生的电弧。

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