CN113035634B - 开关柜及其开关组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关柜及其开关组件，开关柜包括柜体和开关组件，开关组件包括永磁断路器、电场控制件和开关件，电场控制件的一端电连接于永磁断路器的真空管的出线座；开关件包括静触头和动触头，静触头安装在电场控制件背向于永磁断路器的一端，动触头用于连接在低位母线上，动触头能够相对于静触头活动，以使动触头能够与静触头电连接，电场控制件能够实现永磁断路器和开关件的电连接，电场控制件用于控制电场。永磁断路器安装在柜体内。当动触头与静触头相接触时，电场控制件能够控制开关件合闸带来的电场冲击，降低电场干扰，使得整个开关组件满足最小空气绝缘间隙要求，进而能够减小永磁断路器和开关件之间的间隙，实现开关组件的小型化。

Description

开关柜及其开关组件

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及开关柜及其开关组件。

背景技术

常规的空气绝缘开关柜，内部空间较大，能够容纳较大体积的永磁开关组件。但随着空气绝缘开关柜逐渐小型化，传统的永磁开关组件已经不能满足空气绝缘开关柜的小型化要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种小型化的开关柜及其开关组件。

一种开关柜的开关组件，包括永磁断路器、电场控制件和开关件，所述电场控制件的一端电连接于所述永磁断路器的真空管的出线座；所述开关件包括静触头和动触头，所述静触头安装在所述电场控制件背向于所述永磁断路器的另一端，所述动触头用于连接在低位母线上，动触头能够相对于所述静触头活动，以使所述动触头能够与所述静触头电连接，所述电场控制件能够实现所述永磁断路器和所述开关件的电连接，所述电场控制件用于控制电场。

在其中一个实施例中，所述电场控制件包括电场控制器和电场缓冲部，所述静触头安装在所述电场缓冲部上，所述电场缓冲部背向于所述静触头的一侧安装于所述电场控制器上，所述电场控制器电连接于所述永磁断路器的真空管的出线座。

在其中一个实施例中，所述开关组件还包括连接件，所述连接件的一端电连接于所述永磁断路器的真空管的出线座，所述连接件的另一端电连接于所述电场控制件。

进一步地，所述连接件能够发生弹性形变，用于使所述永磁断路器的出线座和所述电场控制器之间具有缓冲间隔。

具体地，所述连接件为导电软管，所述导电软管的一端电连接在所述永磁断路器的出线座上，所述导电软管的另一端电连接在所述电场控制器上。

在其中一个实施例中，所述开关组件还包括支撑梁，所述永磁断路器的绝缘子安装在所述支撑梁上，所述支撑梁用于安装在柜体内。

在其中一个实施例中，所述支撑梁上形成有定位部，所述定位部用于与柜体上的定位结构定位配合。

在其中一个实施例中，所述开关组件还包括绝缘支撑架，所述绝缘支撑架形成有支撑腔，所述永磁断路器、所述电场控制件和所述开关件均设置于所述支撑腔内。

在其中一个实施例中，所述绝缘支撑架包括两个相对设置的绝缘板，两个所述绝缘板间隔形成所述支撑腔，所述永磁断路器、所述电场控制件和所述开关件均设置于两个所述绝缘板之间。

在其中一个实施例中，所述绝缘支撑架还包括横向支撑部，所述横向支撑部贯穿所述支撑腔，所述横向支撑部的两端分别卡设在两个所述绝缘板上，所述横向支撑部相背对的两端分别连接所述电场控制件和所述永磁断路器。

在其中一个实施例中，所述电场控制件和所述开关件均设置于所述永磁断路器的中心线上。

一种开关柜，包括柜体和如上所述的开关组件，所述永磁断路器安装在所述柜体内。

上述开关柜及其开关组件，由于电场控制件的两端分别连接永磁断路器的真空管的出线座和开关件的静触头，因此永磁断路器在柜体内处于倒放的状态，保证绝缘效果的同时，能够有利于缩短永磁断路器和开关件之间的间隙。当开关件的动触头活动到和静触头相接触的位置时，电场控制件能够控制开关件合闸带来的电场冲击，降低电场干扰，使得整个开关组件满足最小空气绝缘间隙要求，进而能够减小永磁断路器和开关件之间的间隙，实现开关组件的小型化。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为一实施例中开关组件的等轴侧视图；

图2为图1实施例中开关组件的正视图；

图3为图1实施例中开关组件的侧视图；

图4为图1实施例中开关组件的仰视图；

图5为图1实施例中开关组件的俯视图；

图6为图1实施例中开关组件的安装流程图。

图中各元件标记如下：

10、开关组件；100、永磁断路器；110、绝缘子；120、真空管；121、出线座；200、电场控制件；210、连接件；220、电场控制器；230、电场缓冲部；300、开关件；310、静触头；320、动触头；410、支撑梁；420、定位部；510、绝缘支撑架；520、绝缘板；530、横向支撑部；540、固定件；600、低位母线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1和图2，一实施例中的开关柜，包括柜体和开关组件10，所述开关组件10包括永磁断路器100、电场控制件200和开关件300，所述电场控制件200的一端电连接于所述永磁断路器100的真空管120的出线座121；所述开关件300包括静触头310和动触头320，所述静触头310安装在所述电场控制件200背向于所述永磁断路器100的另一端，所述动触头320用于连接在低位母线600上，动触头320能够相对于所述静触头310活动，以使所述动触头320能够与所述静触头310电连接，所述电场控制件200能够实现所述永磁断路器100和所述开关件300的电连接，所述电场控制件200用于控制电场。所述永磁断路器100安装在所述柜体内。

常规的空气绝缘开关柜，内部空间较大，能够容纳较大体积的永磁开关组件。但随着空气绝缘开关柜逐渐小型化，传统的永磁开关组件已经不能满足空气绝缘开关柜的小型化要求。本实施例中，将电场控制件200的两端分别连接永磁断路器100的真空管120的出线座121和开关件300的静触头310，因此永磁断路器100在柜体内处于倒放的状态，保证绝缘效果的同时，能够有利于缩短永磁断路器和开关件之间的间隙。当开关件的动触头320活动到和静触头310相接触的位置时，电场控制件200能够控制开关件300合闸带来的电场冲击，降低电场干扰，使得整个开关组件10满足最小空气绝缘间隙要求，进而能够减小永磁断路器100和开关件300之间的间隙，实现开关组件10的小型化。

参阅图2，在其中一个实施例中，所述电场控制件200包括电场控制器220和电场缓冲部230，所述静触头310安装在所述电场缓冲部230上，所述电场缓冲部230背向于所述静触头310的一侧安装于所述电场控制器220上，所述电场控制器220电连接于所述永磁断路器100的真空管120的出线座121。静触头310和动触头320接触时，会在静触头310上形成较强的电场，极易出现电晕放电现象，造成安全事故，因此将静触头310安装在电场缓冲部230上，电场缓冲部230能够对瞬间电场进行部分隔离弱化，当电场传递到电场控制器220后，电场控制器220能够进一步将电场均匀分散弱化，避免出现电晕放电现象，保证了开关组件10的安全性和可靠性。具体地，所述电场控制器220为均压环或屏蔽环。高压均匀分布在电场控制器220周围，保证在电场控制器220上没有电位差，从而达到均压的效果。

在其中一个实施例中，所述开关组件10还包括连接件210，所述连接件210的一端电连接于所述永磁断路器100的真空管120的出线座121，所述连接件210的另一端电连接于所述电场控制件200。

进一步地，所述连接件210能够发生弹性形变，使得出线座121和电场控制器220之间具有缓冲间隔。连接件210设置在永磁断路器100和电场控制件200之间，连接件210能够发生弹性形变，使得永磁断路器100和电场控制件200之间实现了软连接。进而使得永磁断路器100和电场控制件200之间的距离能够根据实时绝缘要求进行调整。具体地，所述连接件210为导电软管，导电软管的一端电连接在永磁断路器的出线座上，导电软管的另一端电连接在电场控制器220上。在本实施例中，所述连接件为铜编织管。铜编织管相较于其他金属编织管，具有较低的电阻属性，有效降低连接件210对电场的影响。同时，相较于其他电阻更低的金属编织管，铜编织管具有较低的获取难度和采购价格，有效降低开关组件10的使用成本。

进一步地，所述连接件210和所述出线座121之间设置有金属垫环，所述金属垫环的尺寸大于所述连接件210连接在所述出线座121上的接头的尺寸。由于金属垫环的尺寸大于连接件210连接在出线座121上的接头的尺寸，增大了连接件210和出线座121之间的接触面积，有利于降低开关组件10的电阻，保证连接件210和永磁断路器100之间的连接稳定性，从而也提高了开关组件10的稳定性和可靠性。

参阅图1和图3，在其中一个实施例中，所述开关组件10还包括支撑梁410，所述永磁断路器100的绝缘子110安装在所述支撑梁410上，所述支撑梁410用于安装在柜体内。具体地，所述支撑梁410安装在柜体的顶部，使所述永磁断路器100能够倒放在柜体内。支撑梁410能够保证永磁断路器100稳定地安装在柜体内。

进一步地，所述支撑梁410上设置有滑轨，所述永磁断路器100上对应设置有滑轮。支撑梁410安装在柜体内，而永磁断路器100可以通过滑轮和滑轨的配合，相对支撑梁410进行滑动。当需要对开关组件10进行检修时，工作人员可以通过滑轨将永磁断路器100从支撑梁410上拉出，极大地方便了工作人员对开关组件10进行检修，提高了开关组件10的维护效率。

参阅图1和图5，在其中一个实施例中，所述支撑梁410的数量为两个，两个所述支撑梁410分别安装在所述永磁断路器100相背对的两侧。两个支撑梁410安装在永磁断路器100上，能够使开关组件10更加稳固。

参阅图2和图5，在其中一个实施例中，所述支撑梁410上形成有定位部420，所述定位部420用于与柜体上的定位结构定位配合。定位部420能够安装在永磁断路器100上，当定位部420与柜体上的定位结构进行定位配合后，也使得永磁断路器100被安装在了柜体的预设位置上，有利于保证开关组件10的安装可靠性和便捷性。同时，当支撑梁410的数量为两个时，定位部420也能够使两个支撑梁410在柜体内的安装准确性，进而间接提高永磁断路器100的安装稳定性。

参阅图2，进一步地，所述电场控制件200和所述开关件300均设置于所述永磁断路器100的中心线上。由于开关件300通过电场控制件200和永磁断路器100相连接，当永磁断路器100通过定位部420能够准确地安装到柜体内的预设位置时，就能够保证电场控制件200和开关件300能够安装到预设位置，继而使得电场控制件200和开关件300均设置于永磁断路器100的中心线上，保证开关组件10能够稳定可靠地运行。

本实施例的方案，主要采用下隔离方案。永磁断路器100的中心线垂直于地面，即永磁断路器100、电场控制件200和所述开关件300均垂直与地面进行安装。

参阅图1和图3，在其中一个实施例中，所述开关组件10还包括绝缘支撑架510，所述绝缘支撑架510形成有支撑腔，所述永磁断路器100、所述电场控制件200和所述开关件300均设置于所述支撑腔内。由于永磁断路器100、电场控制件200和开关件300均设置于支撑腔内，当柜体发生跌落或者转动时，绝缘支撑架510能够提供一定的保护。同时绝缘支撑架510的绝缘特性能够保证开关组件10不会向外漏电，对开关组件10的电场具有一定的约束作用，使得开关组件10的电气性能更加稳定安全。

在其中一个实施例中，所述绝缘支撑架510包括两个相对设置的绝缘板520，两个所述绝缘板520间隔形成所述支撑腔，永磁断路器100、所述电场控制件200和所述开关件300均设置于两个绝缘板520之间。具体地，所述支撑梁410安装于所述绝缘板520远离所述开关件300的一端上。支撑梁410设置在绝缘板520上，使得支持梁和绝缘支撑架510能够对永磁断路器100、电场控制件200和开关件300形成一个完整的支撑保护框架，进一步保证开关组件10的结构稳定性，提高开关组件10的安全性和可靠性。

参阅图2和图3，在其中一个实施例中，所述绝缘支撑架510还包括横向支撑部530，所述横向支撑部530贯穿所述支撑腔，所述横向支撑部530的两端分别卡设在两个所述绝缘板520上，所述横向支撑部530相背对的两端分别连接所述电场控制件200与所述永磁断路器100。具体地，所述横向支撑部530相背对的两端分别连接所述连接件210和所述电场控制件200。由于连接件210具有一定的弹性形变能力，因此横向支撑部530能够给连接件210和电场控制件200提供一定的结构支撑，使得连接件210兼具可塑性和稳定性。电场控制件200也能够得到更加稳定的支撑，进而使得整个开关组件10的结构更加稳固。

参阅图1和图4，在其中一个实施例中，还包括低位母线600，所述低位母线600连接于所述动触头320背向所述永磁断路器100的一端上。进一步地，所述绝缘支撑架510还包括固定件540，所述固定件540设置在所述绝缘板520远离所述永磁断路器100的一端，所述低位母线600安装在所述固定件540上。固定件540能够将低位母线600稳固在绝缘支撑架510上，保证开关组件10的结构稳定性。具体地，所述低位母线600通过热熔胶安装在所述固定件540上。将低位母线600先通过热熔胶安装在固定件540上，然后通过聚氨酯胶封闭低位母线600和固定件540的接头处，等待聚氨酯胶完全固化后，能够使低位母线600能够更加牢固地安装在固定件540上。

进一步地，如图3所示，所述开关组件10的数量为三个，三个所述开关组件10依次沿所述绝缘板520的长度方向排列于所述支撑腔中，三个所述低位母线600位于同一平面内，三个所述低位母线600所在的平面垂直于三个所述永磁断路器100所在平面。三个低位母线600通过延长线管，套设热缩管等操作，使三个低位母线600位于同一平面内。而三个低位母线600所在的平面垂直于三个永磁断路器100所在平面，便于开关柜和开关组件10的小型化设计，也便于将开关组件10安装在柜体内。三个永磁断路器100通过支撑梁410安装在柜体内，保证了开关组件10的结构完整性，有利于开关组件10在开关柜内的稳定性。而在低位母线600上套设热缩管，能够进一步加强开关组件10的绝缘性能。

在另一个实施例中，所述开关组件10的数量为至少三个，所述低位母线600的数量对应所述开关组件10的动触头320设置，至少三个所述低位母线600均位于同一平面内，至少三个所述低位母线600所在的平面垂直于至少三个所述永磁断路器100所在平面。

在其中一实施例中，所述支撑梁410的数量对应所述永磁断路器100的数量设置，相邻两个所述支撑梁410之间通过螺钉、卡扣或者磁吸等可拆卸的方式进行连接。每个永磁断路器100上均安装有一个支撑梁410，每个支撑梁410都可以独立地安装在开关柜上。在后期的维护过程中，工作人员只需将永磁断路器100对应的支撑梁410从开关柜上拆卸下来进行维护即可。相邻两个支撑梁410也可进行拆卸，极大地缩短了开关组件10的维护时间，提高了开关组件10的维护效率，也有效降低了开关组件10的使用成本。维护结束后，可以将相邻两个支撑梁410通过螺钉、卡扣或者磁吸等方式进行组合，保证了开关结构在开关柜内的稳固性。

参阅图1图2，并结合图6，在具体组装过程中，首先对永磁断路器100部分进行组装，将永磁断路器100和支撑梁410进行组装，是永磁断路器100能够固定在开关柜上。

然后将连接件210的一端和永磁断路器100的真空管120的出线座121进行组装，连接件210的另一端和横向支撑部530进行组装。将电场控制器220和横向支撑部530进行组装。

再进行低位母线600的组装，将低位母线600套设上热缩管，并在固定件540上点热熔胶固定，聚胺脂胶灌封，等待聚胺脂胶固化。

接下来，将静触头310和电场缓冲部230进行组装，将动触头320和低位母线600进行组装。

最后，将永磁断路器100、电场控制件200和开关件300和绝缘支撑架510进行组装，便组合成了开关组件10。

一实施例中，上述任一实施例中中的开关组件10可以为压紧凑型永磁开关组件，能安装于小型化空气绝缘中压开关柜内，在足够小的空间里安装，同时保证了最小空气绝缘间隙。本发明所设计的开关组件10的长度小于等于720mm。开关组件10的宽度小于等于370mm。开关组件10的高度小于等于1030mm。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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 (10)

1.一种开关柜的开关组件，其特征在于，所述开关柜的开关组件包括：

永磁断路器；

电场控制件，所述电场控制件包括电场控制器和电场缓冲部，所述电场控制器电连接于所述永磁断路器的真空管的出线座；

开关件，所述开关件包括静触头和动触头，所述静触头安装在所述电场缓冲部上，所述电场缓冲部背向于所述静触头的一侧安装于所述电场控制器上，所述动触头用于连接在低位母线上，所述动触头能够相对于所述静触头活动，以使所述动触头能够与所述静触头电连接，所述电场控制件能够实现所述永磁断路器和所述开关件的电连接，所述电场控制件用于控制电场；及

连接件，所述连接件的一端电连接于所述永磁断路器的真空管的出线座，所述连接件的另一端电连接于所述电场缓冲部；所述连接件和所述出线座之间设置有金属垫环，所述金属垫环的尺寸大于所述连接件连接在所述出线座上的接头的尺寸；

支撑梁，所述永磁断路器的绝缘子安装在所述支撑梁上，所述支撑梁用于安装在柜体的顶部；所述支撑梁上形成有定位部，所述定位部用于与柜体上的定位结构定位配合。

2.根据权利要求1所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述连接件能够发生弹性形变，用于使所述永磁断路器的出线座和所述电场控制器之间具有缓冲间隔。

3.根据权利要求2所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述连接件为导电软管，所述导电软管的一端电连接在所述永磁断路器的出线座上，所述导电软管的另一端电连接在所述电场控制器上。

4.根据权利要求1所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述支撑梁上设置有滑轨，所述永磁断路器上对应设置有滑轮，所述滑轨和所述滑轮配合设置。

5.根据权利要求1所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述支撑梁的数量为两个，两个所述支撑梁分别安装在所述永磁断路器相背对的两侧。

6.根据权利要求1所述开关柜的开关组件，其特征在于，还包括绝缘支撑架，所述绝缘支撑架形成有支撑腔，所述永磁断路器、所述电场控制件和所述开关件均设置于所述支撑腔内。

7.根据权利要求6所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述绝缘支撑架包括两个相对设置的绝缘板，两个所述绝缘板间隔形成所述支撑腔，所述永磁断路器、所述电场控制件和所述开关件均设置于两个所述绝缘板之间。

8.根据权利要求7所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述绝缘支撑架还包括横向支撑部，所述横向支撑部贯穿所述支撑腔，所述横向支撑部的两端分别卡设在两个所述绝缘板上，所述横向支撑部相背对的两端分别连接所述电场控制件和所述永磁断路器。

9.根据权利要求1-8中任一项所述开关柜的开关组件，其特征在于，所述电场控制件和所述开关件均设置于所述永磁断路器的中心线上。

10.一种开关柜，其特征在于，所述开关柜包括：

柜体；及

如权利要求1-9任一项所述的开关组件，所述永磁断路器安装在所述柜体内。

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