CN111564785A - 一种手车式直流断路器开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手车式直流断路器开关柜，包括第一柜体、第二柜体，第一柜体与第二柜体的中间拼接处通过螺栓紧固连接；第一柜体包括母线室、电缆室、手车室、第一低压室，母线室在第一柜体后上部，电缆室在第一柜体1后下部；第一低压室和手车室上下分层布置在第一柜体的前部；第二柜体包括电力电子阀组室、第二低压室，第二低压室在第二柜体的前上部，电力电子阀组室在第二柜体的后下部。本发明两面柜子通过螺栓拼接而成，方便加工、安装、拆卸，生产效率更高；将不同功能模块组件布置在不同的隔室之中，各室相对独立，便于安装及检修。

Description

一种手车式直流断路器开关柜

技术领域

本发明涉及直流断路器技术领域，具体涉及一种手车式直流断路器开关柜。

背景技术

随着新能源、新材料、信息技术和电力电子技术的长足发展和广泛应用，用户对用电需求、电能质量及供电可靠性等要求不断提高。国内外研究资料表明，基于直流的配电网在输送容量、可控性及提高供电质量等方面具有比交流更好的性能，可以有效提高电能质量、减少电力电子换流器的使用、降低电能损耗和运行成本、协调大电网与分布式电源之间的矛盾，充分发挥分布式能源的价值和效益。作为直流配网的关键组成部分，直流断路器起到关合、承载和开断正常回路条件下的电流、转换系统运行方式以及切断故障电流对系统实行保护等重要作用，是建设直流配网的重要设备之一。

根据直流配电网使用要求，直流断路器需要具备占地面积小、便于检修维护及安全性高等特点。现有直流配网用直流断路器开关柜存在柜体体积大，生产效率低，集成度和规模化不高，检修不方便，操作人员及柜体的安全性保护措施不足等问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种手车式直流断路器开关柜，解决了现有直流断路器开关柜体积大、生产效率低、集成及模块化程度不高、检修维护不方便的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种手车式直流断路器开关柜，包括第一柜体、第二柜体，第一柜体与第二柜体的中间拼接处通过螺栓紧固连接；

第一柜体包括母线室、电缆室、手车室、第一低压室，母线室在第一柜体后上部，电缆室在第一柜体后下部；第一低压室和手车室上下分层布置在第一柜体的前部；

第二柜体包括电力电子阀组室、第二低压室，第二低压室在第二柜体的前上部，电力电子阀组室在第二柜体的后下部。

进一步的，所述母线室包括位于母线室上部的进线母排、上隔离开关，电缆室包括位于电缆室后侧横梁上的接地开关、下隔离开关、出线电缆，手车室包括手车和位于手车上的机械开关、机械开关触发电路；所述进线母排贯穿第一柜体和第二柜体，并由绝缘子固定；出线电缆从电缆室底部开孔处引出；机械开关、机械开关触发电路布置在手车室的下部；

进线母排与上隔离开关通过铜排相连，下隔离开关与出线电缆相连，机械开关与下隔离开关相连。

进一步的，所述电力电子阀组室包括主支路阀组、转移支路阀组、耗能支路避雷器、风道、冷却风扇；冷却风扇安装在第二柜体的顶板上，风道分别连接主支路阀组和冷却风扇；主支路阀组通过底部C型绝缘梁安装在第二柜体侧壁上的支撑件上；

转移支路阀组和耗能支路避雷器共同安装在底板上，底板下部由支柱绝缘子支撑，绝缘子安装在第二柜体底部的小车框架上，小车框架下部安装有滑轮与柜体底部导轨配合；

第二低压室包括控制保护装置，其通过光纤控制主支路阀组与转移支路阀组的电力电子器件的通断；

主支路阀组与机械开关相连构成主支路，转移支路阀组与耗能支路避雷器并联构成转移耗能支路，主支路与转移耗能支路并联的一端与上隔离开关的一端连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端与下隔离开关连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端同时连接接地开关。

进一步的，还包括电缆室泄压通道、母线室泄压通道、手车室泄压通道和电力电子阀组室泄压通道，分别由对应室的钣金件封板和柜体顶部的泄压盖板构成。

进一步的，还包括吊装机构，包括第一横向吊装板、第二横向吊装板、第一纵向吊装板、第二纵向吊装板、第三纵向吊装板、第四纵向吊装板。其中第一横向吊装板和第二横向吊装板为对称结构，通过螺栓连接安装在柜体顶部；第一纵向吊装板、第二纵向吊装板、第三纵向吊装板、第四纵向吊装板两端分别通过螺栓连接固定在第一横向吊装板和第二横向吊装板之间；第一纵向吊装板、第二纵向吊装板分别布置在第一柜体顶部，第三纵向吊装板、第四纵向吊装板分别布置在第二柜体顶部。

进一步的，正常通流模式时，上隔离开关、主支路阀组、机械开关、下隔离开关闭合，转移支路阀组断开，电流从进线母排流经上隔离开关、主支路阀组、机械开关、下隔离开关，再由出线电缆流出断路器开关柜。

进一步的，换流模式时，闭合转移支路阀组，断开主支路阀组，电流逐渐由主支路阀组流向转移支路阀组，电流路径依次为进线母排、上隔离开关、转移支路阀组、下隔离开关、出线电缆，当主支路阀组的电流降为0时，无弧分断机械开关。

进一步的，耗能模式时，当机械开关分断到额定开距后，断开转移支路阀组，电流转移至耗能支路避雷器中直至线路中的电流被耗尽，电流路径依次为进线母排、上隔离开关、耗能支路避雷器、下隔离开关、出线电缆。

本发明所达到的有益效果：

（1）本发明手车式直流断路器开关柜由两面柜子通过螺栓拼接而成，相比于焊接柜体更加方便加工、安装、拆卸，生产效率更高；

（2）本发明手车式直流断路器开关柜将不同功能模块组件布置在不同的隔室之中，各室相对独立，便于安装及检修，且高压室（母线室、电缆室、手车室、电力电子阀组室）都有独立的泄压通道，当发生电弧故障时容易冲开盖板释放压力和排泄气体，以确保操作人员和开关柜的安全。

（3）本发明通过将直流断路器中的机械开关、触发回路集成到手车上，构成直流断路器手车室，结构紧凑，便于安装及检修维护。

（4）本发明将直流断路器开关柜中的主支路阀组、转移支路阀组、耗能支路避雷器布置在同一室中，结构紧凑，方便铜排连接，其中主支路阀组安装在柜体上部，通过竖直布置的风道，柜体顶部的冷却风扇直接将阀组的热量损耗排出柜外，散热效率较高；转移支路阀组、耗能支路避雷器单元安装在同一块底板上，底板下部通过绝缘子安装在小车框架上，小车框架下部安装有滑轮与柜体底部导轨配合，结构十分紧凑，模块化程度高，且方便阀组的安装及检修。

（6）本发明手车式直流断路器开关柜的吊装机构为柜体顶部安装的钣金件折弯成型的吊装板，既满足柜体的吊装要求，又起到加强柜体强度的作用。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中的一种直流断路器开关柜结构图；

图2是本发明具体实施方式中的第一柜体1的右视图和第二柜体2的左视图；

图3是本发明具体实施方式中的各高压室泄压通道的顶部盖板俯视图；

图4是本发明具体实施方式中的吊装机构的结构图；

图5是本发明具体实施方式中的第一柜体的内部结构右视图和第二柜体的内部结构布左视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1所示，一种手车式直流断路器开关柜，包括第一柜体1、第二柜体2，其中柜体1与柜体2在中间拼接处通过螺栓紧固连接，

如图2所示，第一柜体1包括母线室11、电缆室12、手车室13、第一低压室14，其中母线室11和电缆室12布置在第一柜体1的后部，母线室11在柜体1上部，电缆室12在柜体1下部；第一低压室14和手车室13上下分层布置在柜体1的前部，各室之间通过钣金件封板隔断。

母线室用于布置直流母线，直流母线贯穿第一柜体1和第二柜体2的上部；

电缆室用于出线电缆连接，空间较大；

手车室用于布置快速机械开关手车。

低压室用于二次设备接线。

第二柜体2包括电力电子阀组室21、第二低压室22，其中第二低压室22在柜体2的前上部位置，电力电子阀组室21在第二柜体2的后下部位置；

如图3所示，高压室（母线室、电缆室、手车室、电力电子阀组室）有单独的泄压通道，通道由各室的钣金件封板和柜体顶部的泄压盖板构成，包括电缆室泄压通道121、母线室泄压通道111、手车室泄压通道131、电力电子阀组室泄压通道211。

如图4所示，还包括吊装机构，包括第一横向吊装板3、第二横向吊装板4、第一纵向吊装板15、第二纵向吊装板16、第三纵向吊装板23、第四纵向吊装板24。其中第一横向吊装板3和第二横向吊装板4为对称结构，通过螺栓连接安装在柜体顶部；第一纵向吊装板15、第二纵向吊装板16、第三纵向吊装板23、第四纵向吊装板24两端分别通过螺栓连接固定在第一横向吊装板3和第二横向吊装板4之间；第一纵向吊装板15、第二纵向吊装板16分别布置在第一柜体1顶部，第三纵向吊装板23、第四纵向吊装板24分别布置在第二柜体2顶部。

见图5，本实施例的母线室11包括进线母排112、上隔离开关113，电缆室12包括接地开关122、下隔离开关123、出线电缆124，手车室13包括快速机械开关132、机械开关触发电路133。其中进线母排112布置在母线室11的上部，贯穿第一柜体1和第二柜体2，并由绝缘子固定在柜体顶部；上隔离开关113和下隔离开关123上下分层布置在第一柜体1中，其中上隔离开关113布置在母线室中，下隔离开关123布置在电缆室中；接地开关122布置在电缆室12的后侧横梁上；出线电缆124从电缆室12底部开孔处引出；快速机械开关132、机械开关触发回路133布置在手车室13的下部。

机械开关触发电路用于触发机械开关的通断；

电力电子阀组室21包括主支路阀组212、转移支路阀组213、耗能支路避雷器214、风道216、冷却风扇217；低压室22包括控制保护装置221。其中主支路阀组212、风道216、冷却风扇217布置在电力电子阀组室21的上部，主支路阀组212通过底部两根C型绝缘梁安装在第二柜体2侧壁上的支撑件上，冷却风扇217安装在第二柜体2的顶板上，风道216分别连接主支路阀组212和冷却风扇217；转移支路阀组213、耗能支路避雷器214布置在电力电子阀组室21的下部，转移支路阀组213和耗能支路避雷器214共同安装在底板上，底板下部由支柱绝缘子支撑，绝缘子安装在第二柜体2底部的小车框架上，小车框架下部安装有滑轮与柜体底部导轨配合。

主支路阀组212用于直流断路器正常通流模式导通电力系统正常电流，在发生故障时主支路阀组电力电子器件闭锁，迫使电流向转移支路阀组转移。

转移支路阀组213用于换流模式下电力电子器件导通将故障电流由主支路阀组转移到转移支路阀组，之后转移支路电力电子器件闭锁将故障电流转移到耗能支路；

耗能支路避雷器214用于消耗故障电流产生的能量；

进线母排112与上隔离开关113的一端通过铜排连接，主支路阀组212与机械开关132相连构成主支路，转移支路阀组213与耗能支路避雷器214并联构成转移耗能支路，主支路与转移耗能支路并联的一端与上隔离开关113的另一端连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端与下隔离开关123连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端同时连接接地开关122，下隔离开关123另一端与出线电缆124连接。

正常通流模式时，上隔离开关113、主支路阀组212、快速机械开关132、下隔离开关123闭合，转移支路阀组213断开，电流从进线母排112流经上隔离开关113、主支路阀组212、快速机械开关132、下隔离开关123，再由出线电缆124流出断路器开关柜。

换流模式时，闭合转移支路阀组213，断开主支路阀组212，电流逐渐由主支路阀组212流向转移支路阀组213，电流路径依次为进线母排112、上隔离开关113、转移支路阀组213、下隔离开关123、出线电缆124，当主支路阀组212的电流降为0时，无弧分断快速机械开关132。

耗能模式时，当快速机械开关132分断到额定开距后，断开转移支路阀组213，电流转移至耗能支路避雷器214中直至线路中的电流被耗尽，电流路径依次为进线母排112、上隔离开关113、耗能支路避雷器214、下隔离开关123、出线电缆124。

当断路器开关柜完成整个开断过程后，断开上隔离开关113和下隔离开关123。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种手车式直流断路器开关柜，其特征在于：包括第一柜体、第二柜体，第一柜体与第二柜体的中间拼接处通过螺栓紧固连接；第一柜体包括母线室、电缆室、手车室、第一低压室，母线室在第一柜体后上部，电缆室在第一柜体后下部；第一低压室和手车室上下分层布置在第一柜体的前部；第二柜体包括电力电子阀组室、第二低压室，第二低压室在第二柜体的前上部，电力电子阀组室在第二柜体的后下部。

2.根据权利要求1所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：所述母线室包括位于母线室上部的进线母排、上隔离开关，电缆室包括位于电缆室后侧横梁上的接地开关、下隔离开关、出线电缆，手车室包括手车和位于手车上的机械开关、机械开关触发电路；所述进线母排贯穿第一柜体和第二柜体，并由绝缘子固定；出线电缆从电缆室底部开孔处引出；机械开关、机械开关触发电路布置在手车室的下部；进线母排与上隔离开关通过铜排相连，下隔离开关与出线电缆相连，机械开关与下隔离开关相连。

3.根据权利要求2所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：所述电力电子阀组室包括主支路阀组、转移支路阀组、耗能支路避雷器、风道、冷却风扇；冷却风扇安装在第二柜体的顶板上，风道分别连接主支路阀组和冷却风扇；主支路阀组通过底部C型绝缘梁安装在第二柜体侧壁上的支撑件上；转移支路阀组和耗能支路避雷器共同安装在底板上，底板下部由支柱绝缘子支撑，绝缘子安装在第二柜体底部的小车框架上，小车框架下部安装有滑轮与柜体底部导轨配合；第二低压室包括控制保护装置，其通过光纤控制主支路阀组与转移支路阀组的电力电子器件的通断；主支路阀组与机械开关相连构成主支路，转移支路阀组与耗能支路避雷器并联构成转移耗能支路，主支路与转移耗能支路并联的一端与上隔离开关的一端连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端与下隔离开关连接，主支路与转移耗能支路并联的另一端同时连接接地开关。

4.根据权利要求1所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：还包括电缆室泄压通道、母线室泄压通道、手车室泄压通道和电力电子阀组室泄压通道，分别由对应室的钣金件封板和柜体顶部的泄压盖板构成。

5.根据权利要求1所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：还包括吊装机构，包括第一横向吊装板、第二横向吊装板、第一纵向吊装板、第二纵向吊装板、第三纵向吊装板、第四纵向吊装板。其中第一横向吊装板和第二横向吊装板为对称结构，通过螺栓连接安装在柜体顶部；第一纵向吊装板、第二纵向吊装板、第三纵向吊装板、第四纵向吊装板两端分别通过螺栓连接固定在第一横向吊装板和第二横向吊装板之间；第一纵向吊装板、第二纵向吊装板分别布置在第一柜体顶部，第三纵向吊装板、第四纵向吊装板分别布置在第二柜体顶部。

6.根据权利要求3所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：正常通流模式时，上隔离开关、主支路阀组、机械开关、下隔离开关闭合，转移支路阀组断开，电流从进线母排流经上隔离开关、主支路阀组、机械开关、下隔离开关，再由出线电缆流出断路器开关柜。

7.根据权利要求3所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：换流模式时，闭合转移支路阀组，断开主支路阀组，电流逐渐由主支路阀组流向转移支路阀组，电流路径依次为进线母排、上隔离开关、转移支路阀组、下隔离开关、出线电缆，当主支路阀组的电流降为0时，无弧分断机械开关。

8.根据权利要求3所述的一种手车式直流断路器开关柜，其特征是：耗能模式时，当机械开关分断到额定开距后，断开转移支路阀组，电流转移至耗能支路避雷器中直至线路中的电流被耗尽，电流路径依次为进线母排、上隔离开关、耗能支路避雷器、下隔离开关、出线电缆。

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