CN114725821A - 一种绝缘开关柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘开关柜，包括机壳以及设置在机壳的至少一个断路器柜体和至少一个隔离开关柜体，断路器柜体内设置有第一腔室，断路器柜体在第一腔室内设置有断路器组件，第一腔室内填充有绝缘气体，隔离开关柜体内设置有第二腔室，隔离开关柜体上设置有母线连接端组，隔离开关柜体在第二腔室内设置有隔离开关组件，隔离开关组件分别与母线连接端组以及断路器组件电连接，断路器柜体位于隔离开关柜体在重力方向的上方，母线连接端组位于隔离开关柜体内，变形量相对较小，位置更加精准，误差更低。

Description

一种绝缘开关柜

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，特别涉及一种绝缘开关柜。

背景技术

传统海上风电充气开关柜设备，为了应对大容量高压环境，例如应用于66kV电压等级，需要配置有断路器组件以及隔离开关组件，供电母线通过母线连接端组接入隔离开关组件，再通过断路器组件与电缆线连接，而为了满足相应的绝缘等级，断路器组件安置于断路器柜体内，隔离开关组件安置于隔离开关柜体内，以往隔离开关柜体会位于断路器柜体的上方，受上下断路器柜体和隔离开关柜体焊接及变形因素影响，柜体与柜体之间的一次电路连接存在误差，同时易导致绝缘方面出现问题，并且电缆安装位置在下，不方便现场安装施工。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种绝缘开关柜，布置合理，满足绝缘性能，提高安全等级。

根据本发明的第一方面实施例的一种绝缘开关柜，包括：机壳；至少一个断路器柜体，设置在所述机壳，所述断路器柜体内设置有第一腔室，所述断路器柜体在所述第一腔室内设置有断路器组件，所述第一腔室内填充有绝缘气体；至少一个隔离开关柜体，设置在所述机壳，所述隔离开关柜体内设置有第二腔室，所述隔离开关柜体上设置有母线连接端组，所述隔离开关柜体在所述第二腔室内设置有隔离开关组件，所述隔离开关组件分别与所述母线连接端组以及所述断路器组件电连接；所述断路器柜体位于所述隔离开关柜体在重力方向的上方。

根据本发明实施例的一种绝缘开关柜，至少具有如下有益效果：

本发明绝缘开关柜，断路器柜体位于隔离开关柜体的上方，断路器柜体的重量由机壳以及隔离开关柜体来支撑，母线连接端组位于隔离开关柜体内，变形量相对较小，位置更加精准，误差更低，并且与第一腔室内填充的绝缘气体配合，满足用户所需的绝缘等级，而在传输线路中，供电母线通过母线连接端组接入隔离开关组件，再由隔离开关组件与断路器组件连接，最后断路器组件与外部电缆线连接，断路器组件可以进行灭弧处理，而隔离开关组件则可以配合断路器组件进行开关操作，提高使用的安全等级，可以应用于大容量的高压传输环境中，满足用户的需求。

根据本发明的一些实施例，所述断路器组件包括套壳以及灭弧件，所述套壳套设于所述灭弧件，所述套壳与所述断路器柜体连接，所述灭弧件内设置有灭弧腔，所述灭弧件上穿设有静触头以及动触头，所述静触头以及所述动触头均部分位于所述灭弧腔中，所述断路器柜体或者所述机壳设置有与所述动触头连接的第一驱动机构，所述第一驱动机构能够带动所述动触头动作以使得所述动触头在所述灭弧腔中靠近抵接于所述静触头或者远离所述静触头，所述套壳的内壁面与所述灭弧件的外壁面之间存在与所述第一腔室连通的间隙。

根据本发明的一些实施例，所述断路器组件为永磁真空断路器。

根据本发明的一些实施例，所述断路器柜体与所述机壳可拆卸地连接，所述断路器组件与所述隔离开关组件可拆卸地电连接。

根据本发明的一些实施例，还包括穿设于所述断路器柜体的第一连接端头以及穿设于所述隔离开关柜体的第二连接端头，所述第一连接端头与所述断路器组件电连接，所述第二连接端头与所述隔离开关组件电连接，所述第一连接端头与所述第二连接端头可拆卸地电连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一连接端头上设置有多个第一螺纹孔，所述第二连接端头上设置有多个第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔相互配对，螺栓分别穿设于所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔以使得所述第一连接端头与所述第二连接端头可拆卸地电连接。

根据本发明的一些实施例，所述断路器柜体上穿设有第三连接端头，所述断路器组件与所述第三连接端头电连接，所述第三连接端头电连接有避雷器，所述第三连接端头用于与电缆线连接。

根据本发明的一些实施例，所述隔离开关组件包括导电套筒、导电螺柱以及第四连接端头，所述导电套筒与所述断路器组件连接，所述导电套筒设置有螺纹孔，所述导电螺柱通过所述螺纹孔活动穿设于所述导电套筒中，所述第四连接端头设置在所述隔离开关柜体，所述母线连接端组与所述第四连接端头电连接，所述隔离开关柜体或者所述机壳设置有与所述导电螺柱连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构能够带动所述导电螺柱的一端转动靠近抵接于所述第四连接端头或者远离所述第四连接端头。

根据本发明的一些实施例，所述第二腔室内填充有绝缘气体。

根据本发明的一些实施例，所述机壳上还设置有操控柜体以及缆线柜体，所述断路器柜体与所述隔离开关柜体均位于所述操控柜体以及所述缆线柜体之间，所述操控柜体内设置有与所述断路器组件连接的第一驱动机构以及与所述隔离开关组件连接的第二驱动机构，所述第一驱动机构用于驱使所述断路器组件开关动作，所述第二驱动机构用于驱使所述隔离开关组件开关动作，所述缆线柜体内设置有与所述断路器组件电连接的第三连接端头，所述第三连接端头用于在所述缆线柜体内与电缆线连接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明绝缘开关柜其中一种实施例的正视图；

图2为本发明绝缘开关柜其中一种实施例的内部结构侧视图；

图3为本发明绝缘开关柜其中一种实施例的内部结构立体示意图；

图4为本发明绝缘开关柜其中一种实施例的内部结构分解示意图；

图5为断路器组件的分解示意图；

图6为断路器组件的剖视图。

附图标记：

机壳100、断路器柜体200、第一腔室210、断路器组件220、套壳221、灭弧件222、灭弧腔223、间隙224、静触头225、动触头226、第一驱动机构230、隔离开关柜体300、第二腔室310、隔离开关组件320、导电套筒321、导电螺柱322、第二驱动机构330、母线连接端组400、A相连接头410、B相连接头420、C相连接头430、第一连接端头510、第二连接端头520、第三连接端头530、第四连接端头540、操控柜体600、缆线柜体700、避雷器810、电缆线820。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

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，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1－6所示，根据本发明的第一方面实施例的一种绝缘开关柜，包括机壳100以及设置在机壳100的至少一个断路器柜体200和至少一个隔离开关柜体300，断路器柜体200内设置有第一腔室210，断路器柜体200在第一腔室210内设置有断路器组件220，第一腔室210内填充有绝缘气体，隔离开关柜体300内设置有第二腔室310，隔离开关柜体300上设置有母线连接端组400，隔离开关柜体300在第二腔室310内设置有隔离开关组件320，隔离开关组件320分别与母线连接端组400以及断路器组件220电连接，断路器柜体200位于隔离开关柜体300在重力方向的上方。

其中，断路器柜体200和隔离开关柜体300可以根据实际需求设计成各种形状，例如长方体状，并且本设计不对断路器柜体200和隔离开关柜体300的具体数量限制，断路器柜体200和隔离开关柜体300均可以有一个或者多个拼接于机壳100上。

本发明绝缘开关柜，断路器柜体200位于隔离开关柜体300的上方，断路器柜体200的重量由机壳100以及隔离开关柜体300来支撑，母线连接端组400位于隔离开关柜体300内，变形量相对较小，位置更加精准，误差更低，并且与第一腔室210内填充的绝缘气体配合，满足用户所需的绝缘等级，而在传输线路中，供电母线通过母线连接端组400接入隔离开关组件320，再由隔离开关组件320与断路器组件220连接，最后断路器组件220与外部电缆线820连接，断路器组件220可以进行灭弧处理，而隔离开关组件320则可以配合断路器组件220进行开关操作，提高使用的安全等级，可以应用于大容量的高压传输环境中，满足用户的需求。

具体地，本设计绝缘开关柜可以用于66kV的电压等级，可以用于海上风电等工作场景，结构简单可靠，体积小空间利用率高，开断次数高。

机壳100、断路器柜体200和隔离开关柜体300均可以采用不锈钢板焊接而成，加工生产工艺简单，现有设备易于生产。

而第一腔室210内填充的绝缘气体可以采用SF6气体，SF6气体相对于其他现有的绝缘气体更环保，同时，在泄露情况下依旧可以运行一段时间，减少维护压力。

在本发明的一些实施例中，第二腔室310内也可以填充有绝缘气体，从而提高隔离开关组件320传输电力时的绝缘等级。

具体地，第二腔室310内的绝缘气体可以采用SF6气体。

另外，为了适应海上的工作环境，机壳100、断路器柜体200和隔离开关柜体300的表面可以进行防腐处理，构成机壳100、断路器柜体200和隔离开关柜体300的钣件均可以做喷漆等表面处理，主要采用镀锌镍材料进行喷漆，提高防腐等级，以应对海上高盐雾高腐蚀的恶劣环境。

需要说明的是，如图4所示，本设计将断路器柜体200以及隔离开关柜体300均做成模块单元的形式，具体地，断路器柜体200与机壳100可拆卸地连接，断路器组件220与隔离开关组件320可拆卸地电连接，隔离开关组件320与机壳100可拆卸地连接，根据实际需要，用户可以以模块单元的形式增加或者删减断路器柜体200以及隔离开关柜体300的数量，而由于断路器柜体200以及隔离开关柜体300内封装填充有绝缘气体，本设计添加断路器柜体200以及隔离开关柜体300时，无需拆开断路器柜体200以及隔离开关柜体300，只需要将断路器柜体200以及隔离开关柜体300与机壳100分离，由此无需放气，不易造成环境污染。

需要说明的是，如图3所示，本设计一般应用于三相输电，因此，母线连接端组400包括A相连接头410、B相连接头420以及C相连接头430，而每一相连接头均对应有至少一个断路器组件220以及至少一个隔离开关组件320，从而构成每一相的至少部分的传输线路。

在本发明的一些实施例中，如图5、6所示，断路器组件220包括套壳221以及灭弧件222，套壳221套设于灭弧件222，套壳221与断路器柜体200连接，灭弧件222内设置有灭弧腔223，灭弧件222上穿设有静触头225以及动触头226，静触头225以及动触头226均部分位于灭弧腔223中，断路器柜体200或者机壳100设置有与动触头226连接的第一驱动机构230，第一驱动机构230能够带动动触头226动作以使得动触头226在灭弧腔223中靠近抵接于静触头225或者远离静触头225，套壳221的内壁面与灭弧件222的外壁面之间存在与第一腔室210连通的间隙224。

传统的断路器组件220套壳221会固封于灭弧件222表面，导致套壳221与灭弧件222表面紧密连接，基本没有间隙224，灭弧件222散热性能较差，而本设计结构简单，安装维护方便，而由于套壳221的内壁面与灭弧件222的外壁面之间存在与第一腔室210连通的间隙224，绝缘气体可以进入间隙224中，使得散热、绝缘性能更好，一旦发生故障，绝缘气体会参与进来，恢复其绝缘性能，成本更低，同时由于位于断路器室内，即使套壳221的内壁面与灭弧件222的外壁面之间存在间隙224也不易受到外界环境影响。

其中，灭弧件222在灭弧腔223中可以抽真空，动触头226部分位于灭弧腔223外部，部分位于灭弧腔223中，位于灭弧腔223外部的动触头226通过连接母排与隔离开关组件320连接。

具体地，第一驱动机构230内可以设置有永磁继电器，利用永磁继电器吸附或者排斥以驱使动触头226动作，相应地，断路器组件220为永磁真空断路器，实现永磁真空断路器开关时需要用户操作次数较多，提高安全等级，结构简单紧凑、零件少、故障率低、体积小、重量轻、方便维护，使用寿命更长。永磁的第一驱动机构230可以对分合闸时间进行精确控制，减少操作过电压和涌流，维护检修成本较低。

在本发明的一些实施例中，如图2、3所示，还包括穿设于断路器柜体200的第一连接端头510以及穿设于隔离开关柜体300的第二连接端头520，第一连接端头510与断路器组件220电连接，第二连接端头520与隔离开关组件320电连接，第一连接端头510与第二连接端头520可拆卸地电连接。

第一连接端头510与断路器柜体200紧密连接，从而使得第一腔室210处于密封状态，绝缘气体不易泄漏，同理，第二连接端头520与隔离开关柜体300紧密连接，使得第二腔室310处于密封状态，其中的绝缘气体也不易泄漏，而在使用是，位于第一腔室210外的第一连接端头510可以与位于第二腔室310外的第二连接端头520电连接，从而使得断路器组件220与隔离开关组件320实现电连接，具体地，断路器组件220可以通过连接母排与第一连接端头510电连接，隔离开关组件320可以通过连接母排与第二连接端头电连接。

具体地，第一连接端头510上设置有多个第一螺纹孔，第二连接端头520上设置有多个第二螺纹孔，第一螺纹孔与第二螺纹孔相互配对，螺栓分别穿设于第一螺纹孔和第二螺纹孔以使得第一连接端头510与第二连接端头520可拆卸地电连接，从而使得电连接接触得更加紧密，电力传输更加稳定，故障率低，安装方便。

在本发明的一些实施例中，如图2、3所示，断路器柜体200上穿设有第三连接端头530，断路器组件220与第三连接端头530电连接，具体地，断路器组件220的静触头225与第三连接端头530电连接，第三连接端头530电连接有避雷器810，第三连接端头530用于与电缆线820连接。

第三连接端头530与断路器柜体200紧密连接，使得第一腔室210处于密封状态，绝缘气体不易泄漏，避雷器810设置在第三连接端头530位于第一腔室210外的位置，相应地，第三连接端头530位于第一腔室210外的位置还可以设置有电流互感器，从而提高电力传输的安全等级。

在本发明的一些实施例中，如图2、3所示，隔离开关组件320包括导电套筒321、导电螺柱322以及第四连接端头540，导电套筒321与断路器组件220连接，导电套筒321设置有螺纹孔，导电螺柱322通过螺纹孔活动穿设于导电套筒321中，第四连接端头540设置在隔离开关柜体300，母线连接端组400与第四连接端头540电连接，隔离开关柜体300或者机壳100设置有与导电螺柱322连接的第二驱动机构330，第二驱动机构330能够带动导电螺柱322的一端转动靠近抵接于第四连接端头540或者远离第四连接端头540。

其中，导电套筒321与第二连接端头520电连接，母线连接端组400可以通过连接母排与第四连接端头540连接，第二驱动机构330可以是电机、常规的转向传动组件等，可以驱使导电螺柱322转动，从而靠近抵接于第四连接端头540或者远离第四连接端头540，实现隔离开关组件320的通断，导电螺柱322与导电套筒321通过螺纹结构连接，使得对动作行程的控制更加精准，电连接更加紧密。

在本发明的一些实施例中，如图2、3、4所示，机壳100上还设置有操控柜体600以及缆线柜体700，断路器柜体200与隔离开关柜体300均位于操控柜体600以及缆线柜体700之间，操控柜体600内设置有与断路器组件220连接的第一驱动机构230以及与隔离开关组件320连接的第二驱动机构330，第一驱动机构230用于驱使断路器组件220开关动作，第二驱动机构330用于驱使隔离开关组件320开关动作，缆线柜体700内设置有与断路器组件220电连接的第三连接端头530，第三连接端头530用于在缆线柜体700内与电缆线820连接，从而结构更加紧凑，用于驱使断路器组件220开关的第一驱动机构230和用于驱使隔离开关组件320开关的第二驱动机构330均位于操控柜体600，而电缆线820位于缆线柜体700中，使得布局更加合理，工作人员操控时也不易发生危险，提高使用安全等级，第三连接端头530位于断路器柜体后方，其位置在隔离开关柜体300上方，相对位置较高，现场易于安装和维护。

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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种绝缘开关柜，其特征在于，包括：

机壳；

至少一个断路器柜体，设置在所述机壳，所述断路器柜体内设置有第一腔室，所述断路器柜体在所述第一腔室内设置有断路器组件，所述第一腔室内填充有绝缘气体；

至少一个隔离开关柜体，设置在所述机壳，所述隔离开关柜体内设置有第二腔室，所述隔离开关柜体上设置有母线连接端组，所述隔离开关柜体在所述第二腔室内设置有隔离开关组件，所述隔离开关组件分别与所述母线连接端组以及所述断路器组件电连接；

所述断路器柜体位于所述隔离开关柜体在重力方向的上方。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述断路器组件包括套壳以及灭弧件，所述套壳套设于所述灭弧件，所述套壳与所述断路器柜体连接，所述灭弧件内设置有灭弧腔，所述灭弧件上穿设有静触头以及动触头，所述静触头以及所述动触头均部分位于所述灭弧腔中，所述断路器柜体或者所述机壳设置有与所述动触头连接的第一驱动机构，所述第一驱动机构能够带动所述动触头动作以使得所述动触头在所述灭弧腔中靠近抵接于所述静触头或者远离所述静触头，所述套壳的内壁面与所述灭弧件的外壁面之间存在与所述第一腔室连通的间隙。

3.根据权利要求2所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述断路器组件为永磁真空断路器。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述断路器柜体与所述机壳可拆卸地连接，所述断路器组件与所述隔离开关组件可拆卸地电连接。

5.根据权利要求4所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：还包括穿设于所述断路器柜体的第一连接端头以及穿设于所述隔离开关柜体的第二连接端头，所述第一连接端头与所述断路器组件电连接，所述第二连接端头与所述隔离开关组件电连接，所述第一连接端头与所述第二连接端头可拆卸地电连接。

6.根据权利要求5所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述第一连接端头上设置有多个第一螺纹孔，所述第二连接端头上设置有多个第二螺纹孔，所述第一螺纹孔与所述第二螺纹孔相互配对，螺栓分别穿设于所述第一螺纹孔和所述第二螺纹孔以使得所述第一连接端头与所述第二连接端头可拆卸地电连接。

7.根据权利要求1所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述断路器柜体上穿设有第三连接端头，所述断路器组件与所述第三连接端头电连接，所述第三连接端头电连接有避雷器，所述第三连接端头用于与电缆线连接。

8.根据权利要求1所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述隔离开关组件包括导电套筒、导电螺柱以及第四连接端头，所述导电套筒与所述断路器组件连接，所述导电套筒设置有螺纹孔，所述导电螺柱通过所述螺纹孔活动穿设于所述导电套筒中，所述第四连接端头设置在所述隔离开关柜体，所述母线连接端组与所述第四连接端头电连接，所述隔离开关柜体或者所述机壳设置有与所述导电螺柱连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构能够带动所述导电螺柱的一端转动靠近抵接于所述第四连接端头或者远离所述第四连接端头。

9.根据权利要求8所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述第二腔室内填充有绝缘气体。

10.根据权利要求1所述的一种绝缘开关柜，其特征在于：所述机壳上还设置有操控柜体以及缆线柜体，所述断路器柜体与所述隔离开关柜体均位于所述操控柜体以及所述缆线柜体之间，所述操控柜体内设置有与所述断路器组件连接的第一驱动机构以及与所述隔离开关组件连接的第二驱动机构，所述第一驱动机构用于驱使所述断路器组件开关动作，所述第二驱动机构用于驱使所述隔离开关组件开关动作，所述缆线柜体内设置有与所述断路器组件电连接的第三连接端头，所述第三连接端头用于在所述缆线柜体内与电缆线连接。

Images