CN114843924A - 一种常压密封空气绝缘开关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种常压密封空气绝缘开关设备。本发明包括开关柜体和3组开关机构，所述3组开关机构的隔离触头组合机构均与引出轴的一端相连，所述引出轴的另一端设置有操纵机构。本发明通过将设备主要部件均密封在开关柜体内，开关柜体通过可靠接地，保证操作人员不会触及高压带电部件；同时避免了环境中的尘埃、污秽、潮湿空气等外部条件影响设备性能，确保产品绝缘体系在寿命周期内稳定有效；同时，可靠的机械连锁保证现场操作的可靠性。

Description

一种常压密封空气绝缘开关设备

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，具体涉及一种常压密封空气绝缘开关设备。

背景技术

在目前电力设备中，配电设备主要以绝缘气体柜为主导，主要包括绝缘气体柜需充SF6绝缘气体等绝缘气体。SF6绝缘气体不环保为温室气体，在开关设备发生故障时，SF6绝缘气体在高温下分解出有毒气体；在高海拔地区应用容易漏气；在温度低时容易液化，丧失绝缘性能。SF6绝缘气体使用量会越来越受到限制。

同时，传统的开关设备相关功能部件均按需分布在体柜内外，当遇到高海拔、严寒、潮湿、污秽等恶劣环境时，其使用寿命会受到较大影响。同时为了保障安全，均设置有绝缘板等结构，造成设备普遍体积和重量偏大，影响用户体验。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种常压密封空气绝缘开关设备，以解决上述背景技术中出现的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种常压密封空气绝缘开关设备，包括开关柜体和3组开关机构，所述开关机构包括出线电缆，其特征在于：所述出线电缆从开关柜体外表面引入，所述出线电缆与母排相连，所述母排的一端设置有固定在开关柜体上的第三绝缘子，所述母排的另一端与分支母排的一端相连，所述分支母排的另一端与隔离触头组合机构相连，所述隔离触头组合机构与进线电缆相连，所述进线电缆从开关柜体引出；所述3组开关机构的隔离触头组合机构均与引出轴的一端相连，所述引出轴的另一端设置有操纵机构，所述操纵机构设置在开关柜体外表面；所述3组开关机构对应的3条进线电缆三相配合。

在一个优选地实施方式中，所述隔离触头组合机构包括隔离静触头，所述隔离静触头通过第二绝缘子固定在隔离接地支架上；所述隔离接地支架固定在开关柜体上；所述隔离静触头的一端与异型分支母线的一端相连，所述异型分支母线的另一端与进线电缆相连；所述隔离静触头的另一端与摆动机构的一端铰接，所述摆动机构的另一端在摆动机构绕铰接轴转动的首尾处分别设置有隔离触头和接地触头；所述隔离触头通过第一绝缘子固定在隔离接地支架上，所述接地触头固定在接地汇流排上。

在一个优选地实施方式中，所述接地汇流排的一端固定在隔离接地支架上，所述接地汇流排的另一端通过接地排实现接地。

进一步地，所述摆动机构包括隔离刀，所述隔离刀的一端与隔离静触头铰接相连，所述隔离刀的中部位置与连杆组件相连，所述连杆组件固定在引出轴上。

在一个优选地实施方式中，所述出线电缆通过出线套管引入开关柜体，所述进线电缆通过进线套管引出开关柜体。

进一步地，所述进线套管的爬电距离为240mm，电气距离为125mm。

进一步地，所述进线套管采用标准的C型套管，所述进线套管在开关柜体外侧的部分设置有电容取电装置。

进一步地，所述第一绝缘子和第二绝缘子内部均设置有在线监测装置和取能装置。

在一个优选地实施方式中，所述母排的一端设置有电流互感器，所述开关柜体底部设置有电压互感器和电流互感器。

本发明的有益效果在于：1、提供了一种常压密封空气绝缘开关设备，设备主要部件均密封在开关柜体内，开关柜体通过可靠接地，保证操作人员不会触及高压带电部件；同时避免了环境中的尘埃、污秽、潮湿空气等外部条件影响设备性能，确保产品绝缘体系在寿命周期内稳定有效；可靠的机械连锁保证现场操作顺序的可靠性。

2、该设备采用隔离接地一体式设计，不需增设绝缘板等结构，实现体积小、重量轻、满足绝缘和机械特性要求。

附图说明

图1是本发明的通电状态整体结构示意图。

图2是本发明的接地状态整体结构示意图。

图3是本发明的横截面结构示意图。

图4是本发明的操纵机构部位结构示意图。

附图标记为：1、开关柜体；2、出线电缆；3、母排；4、分支母排；5、第一绝缘子；6、隔离触头；7、隔离刀；8、连杆组件；9、隔离接地支架；10、操纵机构；11、引出轴；12、第三绝缘子；13、第二绝缘子；14、隔离静触头；15、异型分支母线；16、进线电缆；17、接地触头；18、接地汇流排；19、接地排；20、出线套管；21、进线套管；22、电流互感器；23、电压互感器；24、电流互感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

参照说明书附图1-4，该实施例的一种常压密封空气绝缘开关设备，包括开关柜体1和3组开关机构，所述开关机构包括出线电缆2，其特征在于：所述出线电缆2从开关柜体1外表面引入，所述出线电缆2与母排3相连，所述母排3的一端设置有固定在开关柜体1上的第三绝缘子12，所述母排2的另一端与分支母排4的一端相连，所述分支母排4的另一端与隔离触头组合机构相连，所述隔离触头组合机构与进线电缆16相连，所述进线电缆16从开关柜体1引出；所述3组开关机构的隔离触头组合机构均与引出轴11的一端相连，所述引出轴11的另一端设置有操纵机构10，所述操纵机构10设置在开关柜体1外表面；所述3组开关机构对应的3条进线电缆16三相配合。所述隔离触头组合机构包括隔离静触头14，所述隔离静触头14通过第二绝缘子13固定在隔离接地支架9上；所述隔离接地支架9固定在开关柜体1上；所述隔离静触头14的一端与异型分支母线15的一端相连，所述异型分支母线15的另一端与进线电缆16相连；所述隔离静触头14的另一端与摆动机构的一端铰接，所述摆动机构的另一端在摆动机构绕铰接轴转动的首尾处分别设置有隔离触头6和接地触头17；所述隔离触头6通过第一绝缘子5固定在隔离接地支架9上，所述接地触头17固定在接地汇流排18上。所述接地汇流排18的一端固定在隔离接地支架9上，所述接地汇流排18的另一端通过接地排19实现接地。接地触头17通过接地汇流排18和接地排19接地，当开关设备漏电或感应带电时，能够快速通过接地线将电流引入大地从而使设备外壳不再带电，从而保证了人员设备的安全。所述摆动机构包括隔离刀7，所述隔离刀7的一端与隔离静触头14铰接相连，所述隔离刀7的中部位置与连杆组件8相连，所述连杆组件8固定在引出轴11上。同时，通过优化隔离刀7和接地触头17外形结构形状，实现电场均匀分布，降低关合时电场预击穿距离，从而提高开关设备电气性能。所述出线电缆2通过出线套管20引入开关柜体1，所述进线电缆16通过进线套管21引出开关柜体1。通过采取套管的形式进线和出线，降低产品成本的同时，便于电缆的安装。所述进线套管21的爬电距离为240mm，指的是确保正常承载运行电压的两部件间沿绝缘表面的最短距离；电气距离为125mm，指的是在保证电气性能的稳定性和安全性的前提下，空气可以达到的绝缘距离。所述进线套管21采用标准的C型套管，C型套管与具有柔性好、耐高温、不易断裂老化等特点；所述进线套管21在开关柜体1外侧的部分设置有电容取电装置，电容取电装置相对于电阻和电容，对交流信号的衰减作用更小，可以更好显示原始电压信号。所述第一绝缘子5和第二绝缘子13内部均设置有在线监测装置和取能装置。在线监测装置用于一体化隔离接地开关设备的温升和局放量在线监测，取能装置可以用于对一体化隔离接地开关设备断口状态的监测和对二次控制设备提供能量。所述母排3的一端设置有电流互感器22，将高电压或大电流按比例变换成标准小电流，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化，小型化。同时还可以用来隔开高压一次回路与低压控制回路，避免一次回路的高电压、高电流直接进入到二次控制设备，以保证人身和设备安全。所述开关柜体1底部设置有电压互感器23和电流互感器24，用于计量电流值和电压值，具有保护、计量、监测等功能。

实施场景具体为：开关设备不工作的时候，为接地状态，隔离刀7将隔离静触头14与接地触头17相连。当需要开启设备连通电路时，首先启动操纵机构10，操纵机构10带动引出轴11逆时针旋转；引出轴11带动连杆组件8做逆时针旋转，连杆组件8带动隔离刀7逆时针旋转，实现隔离静触头14与隔离触头6连通，实现隔离开关合闸，即设备连通。反之，当需要关闭设备断开电路时，引出轴11顺时针旋转，可以实现隔离静触头14与接地触头17连通，实现隔离开关分闸，即设备断开。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后：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，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 (9)

1.一种真空自耗炉结晶器冷却装置，包括坩埚（1），其特征在于：所述坩埚（1）外侧由内至外依次设置有隔水套（2）、外壁（3）和结晶器壳体（4），所述坩埚（1）外侧和隔水套（2）之间为进水层（7），所述隔水套（2）和外壁（3）之间为存水层（8），所述外壁（3）和结晶器壳体（4）之间为回水层（9）；所述进水层（7）底部设置有进水口（5），所述进水口（5）与进水排（10）出口相连；所述回水层（9）的回水口（6）的一端设置在结晶器壳体（4）上，所述回水口（6）的另一端与回水排（11）进口相连；所述结晶器壳体（4）下部通过连接口（14）与自循环系统的入口端相连，所述自循环系统的出口端与进水口（5）相连。

2.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述存水层（8）上端设置有压盖（25），所述压盖（25）的一端与隔水套（2）相连，所述压盖（25）的另一端与外壁（3）通过异型胶圈（13）密封连接。

3.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述坩埚（1）外壁与隔水套（2）间距为10mm。

4.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述进水层（7）上端与冷却水水汽温度监测系统的一端相连，所述冷却水水汽温度监测系统的另一端与回水排（11）相连。

5.根据权利要求4所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述冷却水水汽温度监测系统包括三通管路（15），所述三通管路（15）包括第一连接口（16）、第二连接口（17）和第三连接口（18），所述第一连接口（16）与进水层（7）上端相连，所述第二连接口（17）与回水排（11）相连，所述第三连接口（18）通过固定座（20）与PT100热电偶（19）相连，所述固定座（20）与第三连接口（18）之间设置有密封垫（21）。

6.根据权利要求5所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述第二连接口（17）与回水排（11）之间设置有先导常开电磁阀（22）。

7.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述自循环系统包括循环水泵（12），所述循环水泵（12）进口端与连接口（14）之间设置有用于监测自循环系统管路内部水压的传感器（23），所述循环水泵（12）出口端与进水口（5）之间设置有单向阀（24）。

8.根据权利要求1所述的一种真空自耗炉结晶器冷却装置，其特征在于：所述回水口（6）设置在结晶器壳体（4）外侧壁的中部位置。

9.一种权利要求1-8任一所述真空自耗炉结晶器冷却装置的冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）更换坩埚（1），首先，关闭结晶器的进水排（10）与回水排（11），然后关闭先导常开电磁阀（22），最后完成结晶器内坩埚（1）的更换工作；

2）使先导常开电磁阀（22）处于开阀状态，启动冷却水水汽温度监测系统，根据现场温度环境，设定水温报警值；

3）打开进水排（10）阀门和回水排（11）阀门，冷却水从进水口（5）进入，充满进水层（7），接着冷却水充满存水层（8），然后充满回水层（9），最后冷却水从回水口（6）流入回水排（11）；

4）待结品器内进水层（7）冷却水流量和流速均满足额定要求时，结晶器内部开始进行熔炼与结晶操作；结晶器工作过程中实时监测冷却水回水温度，保证冷却水回水层（9）温度不超过 50℃；

5）当结晶器内部金属结晶过半，冷却水回水温度升至 50℃时，开启自循环系统的循环水泵（12），调整进水层（7）中冷却水的流量和流速达到额定要求；同时，控制冷却水回水层（9）温度不超过 50℃，直至结晶完毕。

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