CN114447832A - 一种隔离套管组件及使用该隔离套管组件的开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔离套管组件及使用该隔离套管组件的开关柜。隔离套管组件包括套管以及一体成型于套管内的母线，母线的一端设置有隔离静触头座，隔离静触头座具有供隔离动触头穿入并导电连通的内孔，隔离静触头座一体浇注于套管内。本发明的隔离套管组件中，母线和隔离静触头座浇注于套管内部，减少导电体裸露，增强隔离套管组件的绝缘性能；套管集成母线和隔离静触头座为一体，使得套管的集成度更高，结构紧凑，节省空间，减少零件种类及安装难度；三者之间无间隙，避免因配合间隙而直接影响电场情况，以解决现有技术中隔离静触头座与套管分开布置时需要通过导体进行相连，且整体体积较大的技术问题。

Description

一种隔离套管组件及使用该隔离套管组件的开关柜

技术领域

本发明涉及隔离套管组件及使用隔离套管组件的开关柜，具体涉及一种集成隔离静触头的套管组件。

背景技术

目前的开关柜(如KYN28、KYN61)的内部空间被分割成母线室、电缆室和开关室等腔室，相邻两个腔室之间穿装有套管，套管、隔离开关组件、断路器组件、电流互感器通过铜排依次连接。套管多为环氧树脂浇注而成，铜排母线从套管中间预留的孔内穿过，防止铜排母线与开关柜的柜体之间发生放电现象，但在实际使用时发现，预留孔与铜排母线的配合间隙直接影响电场情况。且开关柜内的电流互感器多为穿心式或块状，电流互感器独立于套管布置，导致整体占地较大。

现有如申请公布号为CN111355138A的中国文献公布的一种充气柜用带密封母线连接套管，包括导电杆(即母线)及包裹在导电杆外侧的绝缘体(即套管)，绝缘体采用环氧树脂浇注为一体结构，导电杆的表面进行喷砂处理，使得导电杆与固化后的树脂粘接在一起，两者之间不会留有间隙，以解决现有技术中的开关柜中的母线与套管预留孔之间存在配合间隙的问题。

现有如授权公告号为CN205542221U的中国文献公开的与电流互感器一体成型的进出线绝缘子套管，包括环氧树脂制成的绝缘子套管本体，在绝缘子套管本体内部的环形腔室内装载有电流互感器，使得绝缘子套管在使用时无需再配合外置电流互感器，免去相关的装配工序，减小产品体积，以解决现有技术中开关柜内的电流互感器安装在主回路中，导致整体占地较大的问题。

现有技术解决了铜排母线与套管之间的放电问题，解决了电流互感器和套管分开布置而导致占地较大的技术问题。但是，在布局开关柜内各部件时，通常情况，隔离开关和套管分开布置，两者通过导体进行相连，导致整体体积较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔离套管组件，以解决现有技术中的隔离开关和套管为分开布置而导致整体体积较大的技术问题。本发明的目的还在于提供一种开关柜，以解决隔离开关和套管分开布置时需要导体连通而占地空间较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明隔离套管组件的技术方案是：

隔离套管组件，包括套管以及一体成型于套管内的母线，母线的一端设置有隔离静触头座，隔离静触头座具有供隔离动触头穿入并导电连通的内孔，隔离静触头座一体浇注于套管内。

有益效果是：本发明的隔离套管组件中，母线和隔离静触头座浇注于套管内部，减少导电体裸露，增强隔离套管组件的绝缘性能；套管集成母线和隔离静触头座为一体，使得套管的集成度更高，结构紧凑，节省空间，减少零件种类及安装难度；三者之间无间隙，避免因配合间隙而直接影响电场情况，以解决现有技术中隔离静触头座与套管为分体结构时两者需要通过导体进行相连，且整体体积较大的技术问题。

进一步地改进，隔离静触头座一体成型于母线的一端。

有益效果是：这样设计，减少中间导体过渡连接，减小电阻和发热量，节省成本，结构紧凑，减小体积。

进一步地改进，内孔内安装有用于对隔离动触头导向的导向环。

有益效果是：这样设计，提高隔离动触头运动的对中性，有利于隔离动触头及隔离静触头座的导电接触。

进一步地改进，套管内一体浇注有高压屏蔽件，所述高压屏蔽件与所述隔离静触头座的端部沿径向对应布置，高压屏蔽件与隔离静触头座相连。

有益效果是：这样设计，改善电场分布，减小电场干扰。

进一步地改进，套管上于高压屏蔽件的径向外侧还一体浇注有接地屏蔽件。

有益效果是：这样设计，高压屏蔽件和接地屏蔽件形成复合屏蔽以改善电场分布，减小局部放电量，另一方面减小电场干扰。

进一步地改进，套管的外周面上设有连接法兰，连接法兰中安装有金属嵌件，金属嵌件用于将套管连接在开关柜的柜体上，接地屏蔽件连接金属嵌件。

有益效果是：这样设计，接地屏蔽件通过金属嵌件实现接地，提高隔离套管组件的安全性。

进一步地改进，套管包括供隔离动触头穿入并对隔离动触头进行绝缘防护的隔离动触头插入段。

有益效果是：这样设计，隔离动触头在隔离动触头插入段内运动，减少隔离动触头裸露的体积，增强隔离动触头的绝缘性能。

进一步地改进，套管中一体浇注有电流互感器线圈，所述电流互感器线圈围绕所述母线布置；所述母线包括位于一端的电缆端子固定座，电缆端子固定座朝向套管的一侧布置。

有益效果是：这样设计，套管集成电流互感器和电缆端子固定座，结构紧凑，减小整体体积。

进一步地改进，母线为空心导体。

有益效果是：中空的管形结构能够减小电流集肤效应，而且散热面积大，有利于实现自然风冷。

为实现上述目的，本发明开关柜的技术方案是：

开关柜，包括柜体，柜体内设有至少两个腔室，开关柜还包括用于连接两个腔室的隔离套管组件，柜体内还设有隔离动触头座，隔离动触头座中滑动装配有用于穿入隔离静触头座内的隔离动触头，隔离套管组件包括套管以及一体成型于套管内的母线，母线的一端设置有隔离静触头座，隔离静触头座具有供隔离动触头穿入并导电连通的内孔，隔离静触头座一体浇注于套管内。

有益效果是：本发明的开关柜中，母线和隔离静触头座浇注于套管内部，隔离动触头与隔离静触头座插接配合以实现与母线的导电连通，减少额外的导体数量，以解决现有技术中隔离开关和套管分开布置时需要导体连通而占地空间较大的技术问题。

进一步地改进，隔离静触头座一体成型于母线的一端。

有益效果是：这样设计，减少中间导体过渡连接，减小电阻和发热量，节省成本，结构紧凑，减小体积。

进一步地改进，内孔内安装有用于对隔离动触头导向的导向环。

有益效果是：这样设计，提高隔离动触头运动的对中性，有利于隔离动触头及隔离静触头座的导电接触。

进一步地改进，套管内一体浇注有高压屏蔽件，所述高压屏蔽件与所述隔离静触头座的端部沿径向对应布置，高压屏蔽件与隔离静触头座相连。

有益效果是：这样设计，改善电场分布，减小电场干扰。

进一步地改进，套管上于高压屏蔽件的径向外侧还一体浇注有接地屏蔽件。

有益效果是：这样设计，高压屏蔽件和接地屏蔽件形成复合屏蔽以改善电场分布，减小局部放电量，另一方面减小电场干扰。

进一步地改进，套管的外周面上设有连接法兰，连接法兰中安装有金属嵌件，金属嵌件用于将套管连接在开关柜的柜体上，接地屏蔽件连接金属嵌件。

有益效果是：这样设计，接地屏蔽件通过金属嵌件实现接地，提高隔离套管组件的安全性。

进一步地改进，套管包括供隔离动触头穿入并对隔离动触头进行绝缘防护的隔离动触头插入段。

有益效果是：这样设计，隔离动触头在隔离动触头插入段内运动，减少隔离动触头裸露的体积，增强隔离动触头的绝缘性能。

进一步地改进，套管中一体浇注有电流互感器线圈，所述电流互感器线圈围绕所述母线布置；所述母线包括位于一端的电缆端子固定座，电缆端子固定座朝向套管的一侧布置。

有益效果是：这样设计，套管集成电流互感器和电缆端子固定座，结构紧凑，减小整体体积。

进一步地改进，母线为空心导体。

有益效果是：中空的管形结构能够减小电流集肤效应，而且散热面积大，有利于实现自然风冷。

附图说明

图1为本发明的开关柜的结构示意图；

图2为图1中的隔离套管组件与隔离动触头、高压电缆连接的结构示意图；

图3为图2中的隔离套管组件与隔离动触头配合时的结构示意图；

图4为图3中母线的结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图中：11、柜体；12、母线室；13、开关室；14、电缆室；15、隔离动触头座；16、套管；17、电缆端子固定座；18、高压电缆；19、隔离动触头；20、隔离动触头插入段；21、套管本体；22、连接法兰；23、金属嵌件；24、电流互感器二次端子；25、母线；26、电流互感器线圈；27、隔离静触头座；28、接地屏蔽件；29、高压屏蔽件；30、内孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明的开关柜的实施例1：

如图1和图2所示，开关柜包括柜体11，柜体11包括自上而下依次布置的母线室12、开关室13和电缆室14。柜体11内设置有隔离动触头座15，隔离动触头座15中滑动装配有隔离动触头19，开关室13与电缆室14之间穿装有隔离套管组件，隔离动触头19通过隔离套管组件与电缆室14内的高压电缆18导电连通。

如图2和图3所示，隔离套管组件包括环氧树脂一体浇注的套管16，套管16包括套管本体21和供隔离动触头19插入并对隔离动触头19进行绝缘防护的隔离动触头插入段20，隔离动触头19在隔离动触头插入段20内运动，以减少导电裸露，提高开关柜的绝缘性能。套管本体21的内孔30内一体浇注有母线25，母线25的外表面进行喷砂处理，以增大与环氧树脂的结合能力，所有外围棱边进行倒圆角处理，以减少尖端放电。本实施例中，母线25为铜质(T2Y)或铝质管材，材质取决于开关柜额定电流的需求；母线25为空心导体，中空的管形结构能够减小电流集肤效应，而且散热面积大，有利于实现自然风冷。在其他实施例中，母线25为导电杆。

如图2和图3所示，母线25的一端一体成型有隔离静触头座27，隔离静触头座27位于套管本体21内，隔离静触头座27具有供隔离动触头19穿入的内孔30，内孔30的孔壁上开设有导向环安装槽和触指安装槽，相比于触指安装槽，导向环安装槽更靠近内孔30的孔口。导向环安装槽中安装有导向环，当隔离动触头19插入内孔30中时，导向环对隔离动触头19进行导向。触指安装槽内安装有触指，其中的触指可以为弹簧触指，也可以为表带触指，当隔离动触头19插入内孔30中时，通过挤压触指保证隔离动触头19和隔离静触头座27之间的导电连通。其中，隔离静触头座27一体浇注于套管本体21中。隔离动触头座15上具有同样的安装槽，隔离静触头座27和隔离动触头座15形成隔离动触头19的两个定位座，使得隔离动触头19在做直线往复运动时保持对中性，以提高导电接触能力。

如图3至图5所示，母线25的另一端一体成型有电缆端子固定座17，电缆端子固定座17朝向套管16一侧布置，电缆端子固定座17上加工有螺纹孔或安装有钢丝螺纹套作为安装孔，在电缆端子固定座17上安装有高压电缆18。其中，套管本体21的环氧树脂包覆大部分的电缆端子固定座17，以减少导电裸露，提高隔离套管组件的绝缘性能。

如图1至图3所示，套管本体21的外周面上设有连接法兰22，连接法兰22上开设有固定孔，使用时，在固定孔内安装金属嵌件23，隔离套管组件通过金属嵌件23固定在开关柜的柜体11上。在其他实施例中，金属嵌件23也可以一体浇注于连接法兰22中。

如图2和图3所示，套管本体21内一体浇注有电流互感器线圈26，电流互感器线圈26围绕母线25布置，电流互感器线圈26外围包覆有绝缘功能的缓冲层，以减小电流互感器线圈26与环氧树脂的结合应力，减少开裂，提高成品率。套管本体21的外周面上安装有电流互感器二次端子24，以引出所需的电气测量和继电保护电流信号，供后台分析判断并适时动作，实现在线监测。

如图3所示，套管本体21中径向对应隔离静触头座27的位置处一体浇注有高压屏蔽件29和接地屏蔽件28，接地屏蔽件28位于高压屏蔽件29的径向外侧，高压屏蔽件29与隔离静触头座27连接，接地屏蔽件28引出有屏蔽接地端，屏蔽接地端与金属嵌件23相连，以实现接地屏蔽件28接地。高压屏蔽件29和接地屏蔽件28形成复合屏蔽，一方面，改善电场分布，减少局部放电，另一方面减少电场干涉，保证电流互感器输出的信号更加精准，为在线检测系统提供可靠保证。本实施例中，屏蔽件为屏蔽罩。在其他实施例中，屏蔽件为屏蔽网。

本发明的开关柜中，利用套管内的空间来布置隔离静触头座，使得套管的集成度更高，结构紧凑，节省空间，并通过套管对隔离静触头座进行绝缘防护，提升隔离静触头座的绝缘水平，以解决现有技术中隔离静触头座与套管分开布置时两者需要通过导体进行相连，且整体体积较大的技术问题。

本发明的开关柜的实施例2：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，套管16中一体浇注有电流互感器线圈26，所述电流互感器线圈26围绕所述母线25布置。本实施例中，套管与电流互感器分开布置，电流互感器安装在主回路中，并与套管通过导电体连接。

本发明的开关柜的实施例3：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，母线25包括位于一端的电缆端子固定座17，电缆端子固定座17朝向套管16的一侧布置。本实施例中，取消设置电缆固定座，母线由套管中穿出，母线的端部与高压电缆相连。

本发明的开关柜的实施例4：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，套管16包括供隔离动触头19穿入并对隔离动触头19进行绝缘防护的隔离动触头插入段20。本实施例中，隔离静触头座的端部与套管的端部平齐，此时需要在柜体内另外加装绝缘部件，以对隔离动触头进行防护。

本发明的开关柜的实施例5：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，接地屏蔽件28引出有屏蔽接地端，屏蔽接地端与金属嵌件23相连。本实施例中，接地屏蔽件引出的屏蔽接地端连接有接地线缆。

本发明的开关柜的实施例6：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，套管16内一体浇注有高压屏蔽件29，高压屏蔽件29与所述隔离静触头座27的端部沿径向对应布置，高压屏蔽件29与所述隔离静触头座27相连，套管16上于高压屏蔽件29的径向外侧还一体浇注有接地屏蔽件28。本实施例中，套管内仅一体浇注有高压屏蔽件，取消接地屏蔽件。或者，其他实施例中，套管内一体浇注接地屏蔽件，取消高压屏蔽件。

本发明的开关柜的实施例7：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，隔离静触头座27一体浇注于母线25的一端。本实施例中，母线和隔离静触头座是分体结构，母线和隔离静触头相对端均设有螺纹孔，设有一导电杆的两端分别插入螺纹孔内，以实现母线与隔离静触头座的导电连通。

本发明的开关柜的实施例8：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，隔离静触头座27的内孔30内安装有导向环。本实施例中，取消设置导向环。

本发明的开关柜的实施例9：

本实施例和实施例1的区别在于：实施例1中，隔离静触头座27的内孔30的孔壁上开设有触指安装槽，触指安装槽内安装有触指，隔离动触头19和隔离静触头座27通过触指实现导电连通。本实施例中，通过在隔离动触头的外周面设置弹性件，以实现隔离动触头与隔离静触头座的导电连通，例如弹簧触指。

本发明的隔离套管组件的实施例：该隔离套管组件的结构与上述开关柜的实施例1至9中任一项中所述的隔离开关组件的结构相同，在此不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.隔离套管组件，包括套管(16)以及一体成型于套管(16)内的母线(25)，其特征在于，母线(25)的一端设置有隔离静触头座(27)，隔离静触头座(27)具有供隔离动触头(19)穿入并导电连通的内孔(30)，隔离静触头座(27)一体浇注于套管(16)内。

2.根据权利要求1所述的隔离套管组件，其特征在于，所述隔离静触头座(27)一体成型于母线(25)的一端。

3.根据权利要求1或2所述的隔离套管组件，其特征在于，所述内孔(30)内安装有用于对隔离动触头(19)导向的导向环。

4.根据权利要求1或2所述的隔离套管组件，其特征在于，所述套管(16)内一体浇注有高压屏蔽件(29)，所述高压屏蔽件(29)与所述隔离静触头座(27)的端部沿径向对应布置，高压屏蔽件(29)与隔离静触头座(27)相连。

5.根据权利要求4所述的隔离套管组件，其特征在于，所述套管(16)上于高压屏蔽件(29)的径向外侧还一体浇注有接地屏蔽件(28)。

6.根据权利要求5所述的隔离套管组件，其特征在于，所述套管(16)的外周面上设有连接法兰(22)，连接法兰(22)中安装有金属嵌件(23)，金属嵌件(23)用于将套管(16)连接在开关柜的柜体(11)上，接地屏蔽件(28)连接金属嵌件(23)。

7.根据权利要求1或2所述的隔离套管组件，其特征在于，所述套管(16)包括供隔离动触头(19)穿入并对隔离动触头(19)进行绝缘防护的隔离动触头插入段(20)。

8.根据权利要求1或2所述的隔离套管组件，其特征在于，所述套管(16)中一体浇注有电流互感器线圈(26)，所述电流互感器线圈(26)围绕所述母线(25)布置；所述母线(25)包括位于一端的电缆端子固定座(17)，电缆端子固定座(17)朝向套管(16)的一侧布置。

9.根据权利要求1或2所述的隔离套管组件，其特征在于，所述母线(25)为空心导体。

10.开关柜，包括柜体(11)，柜体(11)内设有至少两个腔室，其特征在于，开关柜还包括用于连接两个腔室的隔离套管组件，该隔离套管组件为上述权利要求1至9中任一项所述的隔离套管组件，柜体(11)内还设有隔离动触头座(15)，隔离动触头座(15)中滑动装配有用于穿入隔离静触头座(27)内的隔离动触头(19)。

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