CN111900648A - 一种高可靠分布式终端环网箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种高可靠分布式终端环网箱，分为三层，其中最下面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一、二、三负荷开关电缆室、第一、二断路器电缆室；中间一层分布有第一、二、三负荷开关机构室、第一、二、三公共终端控制室、第一、二断路器机构室，最上面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一、二、三负荷开关共箱仪表室单元、第一、二断路器共箱仪表室单元，其在第一、二、三负荷开关共箱仪表室单元、第一、二断路器共箱仪表室单元均安装有分布终端，在第一公共终端控制室内设置有局放监测主机，局放监测主机与所有的分布终端信号连接。本发明使用寿命长，结构原理简洁，安全可靠。能有效的降低设备运行期间的故障率，及时防控。

Description

一种高可靠分布式终端环网箱

技术领域

本发明涉及中低压配电网设备，具体为一种高可靠分布式终端环网箱。

背景技术

环网箱(Ring Main Unit)是一组输配电气设备(高压开关设备)装在金属或非金属绝缘箱体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，在各电网设备内使用范围广，市场占有率大。

传统环网箱存以下问题:

1)传统环网箱设备通常使用集中式DTU，终端内部使用端子接线，故障点多，现场通讯麻烦且体积过大，导致环网箱本体占地面积增大。环网箱本体也同样存在着过高的故障率：

2)由于户外环境的复杂性，柜体防护等级不够，柜内易产生凝露。而二次元件裸露，易受潮引起信号接点不通等不良现象；通过电缆孔及百叶窗位置，空气中湿气进入柜内，而机构的传动部件长期裸露，引起机构生锈卡涩。

目前为保障设备能够安全的运行，各电力公司会组织班组进行设备的带电巡检维护，通过现场红外测温及局放检测等装置进行现场测量，利用这些数据来判别设备的正常运行。但故障往往是突发的，定期检修和带电检测是难以根除和及时发现设备隐患。

结合目前市场上微电子、通信、传感器、物联网、分布式终端等成熟技术的出现，同时为推进国网公司“三型两网”建设战略目标要求，落实泛在电力物联网在配电领域应用落地，建设配电物联网应用。市场迫切需要一种高可靠分布式环网柜来减少城区土地的利用，并能保障设备的可靠性和电网系统的稳定。

发明内容

针对传统环网柜中所存在的上述不足处，本发明的目的是为了降低环网箱设备的故障率，并通过实时监测来减少巡检维护消耗的人力物力，而提供一种高可靠分布式终端环网箱，该高可靠分布式终端环网箱设计合理，能有效的节省、优化土地资源的利用。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种高可靠分布式终端环网箱，分为三层，其中最下面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关电缆室、第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室、第一断路器电缆室和第二断路器电缆室；中间一层分布有第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室、第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室、第一断路器机构室和第二段路器机构室，其中第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室分别位于所述第一负荷开关电缆室、第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室的正上方，所述第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室分别位于所述第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室的正上方，所述第一断路器机构室、第二断路器机构室分别位于所述第一断路器电缆室、第二断路器电缆室正上方；最上面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元，其中所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元分别位于所述第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室的正上方，所述第一断路器共箱仪表室单元、第二段路器共箱仪表室单元分别位于所述第一断路器机构室、第二断路器机构室正上方；在所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元均安装有分布终端，在所述第一公共终端控制室内设置有局放监测主机，所述局放监测主机与所有的分布终端信号连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第一公共终端控制室内还设置有ONJ及ODF装置，所述局放监测主机通过所述ONJ及ODF装置与所有的分布终端信号连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述高可靠分布式终端环网箱任一箱壁外侧设置有一噪声传感器，用以监测所述高可靠分布式终端环网箱的运行噪声，所述噪声传感器与通过所述ONJ及ODF装置与所述局放监测主机信号连接。

在本发明的一个优选实施例中，还包括一显示终端，所述显示终端与所述局放监测主机连接。

在本发明的一个优选实施例中，每一分布终端均包括具有UHF传感器的局放监测模块，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警，及时发现柜内的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为巡检工作提供依据。

本发明的一个优选实施例中，每一分布终端均包括若干配置在所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元中的电缆终端接头上的无线无源温度传感器；在所述第三公共终端控制室内设置有局放温度检测装置，所有的无线无源温度传感器通过485总线与局放温度检测装置协议组网，同时所述局放温度检测装置与局放监测主机进行通讯；以实时监测电缆温度，并可通过局放监测主机设置报警温度，实现高温报警功能。能够有效防止应电缆安装不规范引起的发热，避免造成经济的损失。

本发明的一个优选实施例中，所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元均包括全封闭二次隔室、航插转接隔室和和出线室，所述航插转接隔室位于所述全封闭二次隔室与出线室之间，在所述全封闭二次隔室与航插转接隔室之间设置有仪表室全封闭隔板，所述全封闭二次隔室的进线通过仪表室防水接头转接，所述全封闭二次隔室的出线与所述航插转接隔室中的进线之间通过航插转接，所述出线室中的开关控制单元出线采用开关控制单元密封出线装置出线，所述出线室中的分布终端出线通过分布终端航插出线。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第二公共终端控制室内设置有磷酸铁锂电池，在所述第三公共终端控制室内设置有局放温度检测装置和电容充电实开关电源；所述磷酸铁锂电池和电容充电实开关电源共同为所述局放监测主机、所有的分布终端和局放温度检测装置供电。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第一负荷开关电缆室安装有PT，在所述第一负荷开关机构室内安装有PT操作机构，所述PT操作机构对所述PT进行操作。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第二负荷开关电缆室和第三负荷开关电缆室内均设置有负荷开关操作机构；在所述第一断路器机构室和第二段路器机构室内均设置有断路器操作机构和隔离开关操作机构，其中所述断路器操作机构位于所述隔离开关操作机构的上方并相互联动，所述负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构各自全密封在一个箱体内；所述负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构的操作部分采用全密封圈处理,能达到IP67等级,可以起到防水以及防潮作用。

在本发明的一个优选实施例中，在所述第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室、第一断路器电缆室和第二断路器电缆室内均设置有进线电缆室、泄压通道和冷凝式除湿器。

由于采用了如上的技术方案，本发明与现有环网柜相比，具有如下优点：

一)密封机构防潮防凝，航插连接高可靠。

1)负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构各自全密封在一个箱体内；所述负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构的操作部分采用全密封圈处理,能达到IP67等级,可以起到防水以及防潮作用。

2)负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元内的所有线路均接到内部对应的航空插座和防水接头上,均取消了传统的端子接线，只需外部插上对应的航插即可使用，接线方便易操作。同时减少了中间故障点，整体性强。如遇到元件损坏需要更换的，拧松航插即可更换，大大地减少现场维修的停电时间。

3)负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元均采用封闭的二次隔室有效的阻断了水蒸气的进入，防止凝露的形成，防止凝露滴落在端子造成二次回路的短路，引起终端的误判，从而提高二次元件的使用寿命。

三)各项数据实时监测，防范未然。

1)各分部终端使用超高频传感器的局放监测模块,能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警，及时发现柜内的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为巡检工作提供依据。

2)各分部终端的电缆终端接头上均设置有无线无源温度传感器；所有的无线无源温度传感器通过485总线与局放温度检测装置协议组网，同时所述局放温度检测装置与局放监测主机进行通讯；以实时监测电缆温度，并可通过局放监测主机设置报警温度，实现高温报警功能。能够有效防止应电缆安装不规范引起的发热，避免造成经济的损失。

四)智能分布终端，紧凑节约空间，航插连接。

1)分布终端除采集常规电流电压量外，更具备全息感知及边缘计算功能，实时感知局放及温度信息，并自动对并采集的电压电流进行数据校核实现线路故障自动处理及边缘计算功能，支持物联网MQTT接入。

2)分布终端安装在所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元即可，与传统集中式终端相比可节省600mm安装位置。

本发明使用寿命长，结构原理简洁，安全可靠。能有效的降低设备运行期间的故障率，及时防控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明高可靠分布式终端环网箱整体结构示意图。

图2是本发明高可靠分布式终端环网箱内部结构示意图。

图3为本发明高可靠分布式终端环网箱中的第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，图中所示的一种高可靠分布式终端环网箱，分为三层，其中最下面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关电缆室10、第二负荷开关电缆室20、第三负荷开关电缆室30、第一断路器电缆室40和第二断路器电缆室50。在第一负荷开关电缆室10安装有PT 11，在第二负荷开关电缆室20、第三负荷开关电缆室30、第一断路器电缆室40和第二断路器电缆室50内均设置有进线电缆室、泄压通道21、31、41、51和冷凝式除湿器22、32、42、52。

中间一层分布有第一负荷开关机构室60、第二负荷开关机构室70、第三负荷开关机构室80、第一公共终端控制室90、第二公共终端控制室100、第三公共终端控制室110、第一断路器机构室120和第二段路器机构室130，第一负荷开关机构室60、第二负荷开关机构室70、第三负荷开关机构室80分别位于第一负荷开关电缆室10、第二负荷开关电缆室20、第三负荷开关电缆室30的正上方，第一公共终端控制室90、第二公共终端控制室10、第三公共终端控制室110分别位于第一负荷开关机构室60、第二负荷开关机构室70、第三负荷开关机构室80的正上方，第一断路器机构室120、第二断路器机构室130分别位于第一断路器电缆室40、第二断路器电缆室50正上方。

在第一负荷开关机构室60内设置有PT操作机构61，该PT操作机构61操作PT 11。

在第二负荷开关电缆室70和第三负荷开关电缆室80内均设置有负荷开关操作机构71、81；在第一断路器机构室120和第二段路器机构室130内均设置有断路器操作机构121、131和隔离开关操作机构122、132，其中断路器操作机构121、131位于隔离开关操作机构122、132的上方并相互联动，负荷开关操作机构71、81、断路器操作机构121、131和隔离开关操作机构122、132各自全密封在一个箱体内；负荷开关操作机构71、81、断路器操作机构121、131和隔离开关操作机构122、132的操作部分采用全密封圈处理,能达到IP67等级,可以起到防水以及防潮作用。

最上面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关共箱仪表室单元140、第二负荷开关共箱仪表室单元150、第三负荷开关共箱仪表室单元160、第一断路器共箱仪表室单元170和第二断路器共箱仪表室单元180，其中第一负荷开关共箱仪表室单元140、第二负荷开关共箱仪表室单元150、第三负荷开关共箱仪表室单元160分别位于第一公共终端控制室90、第二公共终端控制室100、第三公共终端控制室110的正上方，第一断路器共箱仪表室单元160、第二段路器共箱仪表室单元170分别位于第一断路器机构室120、第二断路器机构室130正上方。

在第一负荷开关共箱仪表室单元140、第二负荷开关共箱仪表室单元150、第三负荷开关共箱仪表室单元160、第一断路器共箱仪表室单元170和第二断路器共箱仪表室单元180均安装有分布终端141、151、161、171、181，在第一公共终端控制室90内设置有局放监测主机91和ONJ及ODF装置92，局放监测主机91通过ONJ及ODF装置92与所有的分布终端141、151、161、171、181信号连接。

在高可靠分布式终端环网箱任一箱壁外侧设置有一噪声传感器(图中未示出)，用以监测高可靠分布式终端环网箱的运行噪声，该噪声传感器与通过ONJ及ODF装置92与局放监测主机91信号连接。

本发明的高可靠分布式终端环网箱还包括一显示终端(图中未示出)，该显示终端与局放监测主机91连接。

在第二公共终端控制室100内设置有磷酸铁锂电池101，在第三公共终端控制室110内设置有局放温度检测装置111和电容充电实开关电源112；磷酸铁锂电池101和电容充电实开关电源111共同为局放监测主机91、所有的分布终端141、151、161、171、181和局放温度检测装置111供电。

每一分布终端141、151、161、171、181均包括具有UHF传感器的局放监测模块(图中未示出)，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警，及时发现柜内的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为巡检工作提供依据。

每一分布终端141、151、161、171、181均包括若干配置在第一负荷开关共箱仪表室单元140、第二负荷开关共箱仪表室单元150、第三负荷开关共箱仪表室单元160、第一断路器共箱仪表室单元170和第二断路器共箱仪表室单元180中的电缆终端接头上的无线无源温度传感器(图中未示出)；所有的无线无源温度传感器通过485总线与局放温度检测装置111协议组网，同时局放温度检测装置111与局放监测主机91进行通讯；以实时监测电缆温度，并可通过局放监测主机91设置报警温度，实现高温报警功能。能够有效防止应电缆安装不规范引起的发热，避免造成经济的损失。

参见图3，第一负荷开关共箱仪表室单元140、第二负荷开关共箱仪表室单元150、第三负荷开关共箱仪表室单元160、第一断路器共箱仪表室单元170和第二断路器共箱仪表室单元180均包括全封闭二次隔室A、航插转接隔室B和出线室C，航插转接隔室B位于全封闭二次隔室A与出线室C之间，在全封闭二次隔室A与航插转接隔室B之间设置有仪表室全封闭隔板D，全封闭二次隔室A的进线通过仪表室防水接头E转接，全封闭二次隔室A的出线A1与航插转接隔室B中的进线B1之间通过航插F转接，出线室C中的开关控制单元出线C1采用开关控制单元密封出线装置C2出线，出线室C中的分布终端出线C3通过分布终端航插C4出线。

Claims (11)

1.一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，分为三层，其中最下面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关电缆室、第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室、第一断路器电缆室和第二断路器电缆室；中间一层分布有第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室、第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室、第一断路器机构室和第二段路器机构室，其中第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室分别位于所述第一负荷开关电缆室、第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室的正上方，所述第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室分别位于所述第一负荷开关机构室、第二负荷开关机构室、第三负荷开关机构室的正上方，所述第一断路器机构室、第二断路器机构室分别位于所述第一断路器电缆室、第二断路器电缆室正上方；最上面一层从第一侧向第二侧依次排布有第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元，其中所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元分别位于所述第一公共终端控制室、第二公共终端控制室、第三公共终端控制室的正上方，所述第一断路器共箱仪表室单元、第二段路器共箱仪表室单元分别位于所述第一断路器机构室、第二断路器机构室正上方；在所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元均安装有分布终端，在所述第一公共终端控制室内设置有局放监测主机，所述局放监测主机与所有的分布终端信号连接。

2.如权利要求1所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述第一公共终端控制室内还设置有ONJ及ODF装置，所述局放监测主机通过所述ONJ及ODF装置与所有的分布终端信号连接。

3.如权利要求1所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述高可靠分布式终端环网箱任一箱壁外侧设置有一噪声传感器，用以监测所述高可靠分布式终端环网箱的运行噪声，所述噪声传感器与通过所述ONJ及ODF装置与所述局放监测主机信号连接。

4.如权利要求1所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在还包括一显示终端，所述显示终端与所述局放监测主机连接。

5.如权利要求1至4所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，每一分布终端均包括具有UHF传感器的局放监测模块，能实时显示各个监测点局部放电幅值、频次、确定放电点相对位置，必要时给出报警，及时发现柜内的绝缘缺陷，并为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为巡检工作提供依据。

6.如权利要求5所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，每一分布终端均包括若干配置在所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元中的电缆终端接头上的无线无源温度传感器；在所述第三公共终端控制室内设置有局放温度检测装置，所有的无线无源温度传感器通过485总线与局放温度检测装置协议组网，同时所述局放温度检测装置与局放监测主机进行通讯；以实时监测电缆温度，并可通过局放监测主机设置报警温度，实现高温报警功能。能够有效防止应电缆安装不规范引起的发热，避免造成经济的损失。

7.如权利要求6所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，所述第一负荷开关共箱仪表室单元、第二负荷开关共箱仪表室单元、第三负荷开关共箱仪表室单元、第一断路器共箱仪表室单元和第二断路器共箱仪表室单元均包括全封闭二次隔室、航插转接隔室和和出线室，所述航插转接隔室位于所述全封闭二次隔室与出线室之间，在所述全封闭二次隔室与航插转接隔室之间设置有仪表室全封闭隔板，所述全封闭二次隔室的进线通过仪表室防水接头转接，所述全封闭二次隔室的出线与所述航插转接隔室中的进线之间通过航插转接，所述出线室中的开关控制单元出线采用开关控制单元密封出线装置出线，所述出线室中的分布终端出线通过分布终端航插出线。

8.如权利要求7所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述第二公共终端控制室内设置有磷酸铁锂电池，在所述第三公共终端控制室内设置有局放温度检测装置和电容充电实开关电源；所述磷酸铁锂电池和电容充电实开关电源共同为所述局放监测主机、所有的分布终端和局放温度检测装置供电。

9.如权利要求8所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述第一负荷开关电缆室安装有PT，在所述第一负荷开关机构室内安装有PT操作机构，所述PT操作机构对所述PT进行操作。

10.如权利要求9所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述第二负荷开关电缆室和第三负荷开关电缆室内均设置有负荷开关操作机构；在所述第一断路器机构室和第二段路器机构室内均设置有断路器操作机构和隔离开关操作机构，其中所述断路器操作机构位于所述隔离开关操作机构的上方并相互联动，所述负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构各自全密封在一个箱体内；所述负荷开关操作机构、断路器操作机构和隔离开关操作机构的操作部分采用全密封圈处理,能达到IP67等级,可以起到防水以及防潮作用。

11.如权利要求10所述的一种高可靠分布式终端环网箱，其特征在于，在所述第二负荷开关电缆室、第三负荷开关电缆室、第一断路器电缆室和第二断路器电缆室内均设置有进线电缆室、泄压通道和冷凝式除湿器。

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