CN114865478A - 一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法，所述低压抽屉式开关柜包括呈分隔设置的功能单元区、垂直母线室、电缆出线室，所述功能单元区中的每个抽屉式功能单元均内设有第一断路器，所述电缆出线室中内设有与至少一部分所述抽屉式功能单元一一对应的插拔式断路器底座，任意一个所述插拔式断路器底座上均可插接第二断路器，以用于与相对应的所述抽屉式功能单元形成在线旁路。通过本发明所述的一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法，确保一部分抽屉单元即使面临故障，其所对应的关键负荷设备也能维持正常运转而不会蒙受断电损失。

Description

一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法

技术领域

本发明涉及低压开关柜技术领域，具体而言，涉及一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法。

背景技术

低压开关柜是由一个或多个低压配电线路组成、并构成相关的控制、测量、信号、保护、调节等功能的封闭式开关电气设备，其主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备。根据结构形式的不同，低压开关柜常见的有固定式、抽屉式、固定分隔式三种类型，其中抽屉式因其可靠性、安全性、互换性等优点得到了最为广泛的应用。

现有技术中，当某个抽屉单元面临故障时，不需要总路断电，可直接将该抽屉单元抽出低压开关柜外进行故障排除，同时相关故障会被封闭在该抽屉单元内部而不影响其它抽屉单元正常工作。但是对于某些关键负荷设备而言，一旦因其对应的抽屉单元出现故障而遭受断电，其所造成的断电损失也将是重大的。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是：第一方面在于提供一种低压抽屉式开关柜，确保一部分抽屉单元即使面临故障，其所对应的关键负荷设备也能维持正常运转而不会蒙受断电损失。

为解决上述第一方面技术问题，本发明提供了一种低压抽屉式开关柜，包括呈分隔设置的功能单元区、垂直母线室、电缆出线室，所述功能单元区中的每个抽屉式功能单元均内设有第一断路器，所述电缆出线室中内设有与至少一部分所述抽屉式功能单元一一对应的插拔式断路器底座，任意一个所述插拔式断路器底座上均可插接第二断路器，以用于与相对应的所述抽屉式功能单元形成在线旁路。

优选地，所述电缆出线室中内设有与全部所述抽屉式功能单元一一电连接对应的出接线端头，任意一个所述插拔式断路器底座，其输出端均一一对应地与其中一个所述出接线端头电连接。

优选地，所述抽屉式功能单元的后板上安装有第一动插件，所述第一动插件一端与所述第一断路器电连接，另一端伸入所述垂直母线室内并开设有第一动插槽，垂直母线固设于所述垂直母线室内并按其横截面的长度方向分为A、B两侧，其中A侧邻近所述功能单元区并与所述第一动插槽插接或分离。

优选地，所述抽屉式功能单元中配置有防跌落的到位指示卡位。

优选地，所述垂直母线室中还固设有与全部所述插拔式断路器底座一一对应的第一转接排，所述第一转接排一端伸入所述电缆出线室内、并与所述插拔式断路器底座的输入端电连接，另一端电连接于所述垂直母线的B侧。

优选地，所述出接线端头中内置有电路信号采集模块与掉电延时保护模块。

优选地，所述第一转接排的另一端紧固连接有第二插接件，所述第二插接件通过其上开设的第二插接槽，与所述垂直母线的B侧插接连接。

优选地，所述垂直母线室与所述电缆出线室并排设置于所述功能单元区的后端。

优选地，所述低压抽屉式开关柜配置有预警模块，所述预警模块用于对至少一部分所述抽屉式功能单元的运行参数信息进行实时监测与预警处理。

本发明要解决的技术问题还在于：第二方面提出一种低压抽屉式开关柜的在线保护方法，确保一部分抽屉单元即使面临故障，其所对应的关键负荷设备也能维持正常运转而不会蒙受断电损失。

为解决上述第二方面技术问题，本发明提出了一种低压抽屉式开关柜的在线保护方法，使用第一方面任一实施例所述的低压抽屉式开关柜，所述方法包括如下步骤：

S1：接收到抽屉式功能单元的第一预警提示信息；

S2：打开电缆出线室，在相对应的插拔式断路器底座上插接第二断路器；

S3：插拔式断路器底座导通并以在线旁路方式给出接线端头供电；

S4：抽屉式功能单元触发电气互锁或与插拔式断路器底座所在的备用供电线路并列运行；

S5：抽屉式功能单元被抽出维护。

相对于现有技术而言，本发明所述的一种低压抽屉式开关柜及其在线保护方法具有以下有益效果：

确保一部分抽屉单元即使面临故障，其所对应的关键负荷设备也能维持正常运转而不会蒙受断电损失。

附图说明

构成本发明的一部分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。在附图中：

图1为本发明实施例1中所述的一种低压抽屉式开关柜的立体简化结构示意图；

图2为本发明实施例1中所述的一种低压抽屉式开关柜的工作原理(箭头代表电流方向)示意图。

附图标记说明：

100-功能单元区，200-垂直母线室，300-电缆出线室；

1-抽屉式功能单元，11-第一断路器，12-第一动插件，121-第一动插槽，2-垂直母线，3-插拔式断路器底座，31-第二断路器，4-出接线端头，5-第一转接排，6-第二插接件，61-第二插接槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、技术方案和优点更加清楚易懂，下面将结合附图及实施例，对本发明做进一步的详细说明。应当理解，本发明在此所描述的具体实施例仅是构成本发明的部分实施例，其仅用以解释本发明，并不构成对本发明的限定，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参见图1-2所示，本发明提供了一种低压抽屉式开关柜，包括呈分隔设置的功能单元区100、垂直母线室200、电缆出线室300，所述功能单元区100中的每个抽屉式功能单元1均内设有第一断路器11，所述电缆出线室300中内设有与至少一部分所述抽屉式功能单元1一一对应的插拔式断路器底座3，任意一个所述插拔式断路器底座3上均可插接第二断路器31，以用于与相对应的所述抽屉式功能单元1形成在线旁路。

具体的，低压抽屉式开关柜在正常运行时，插拔式断路器底座3上无需插接第二断路器31。而当某个关键负荷设备所对应的某个抽屉式功能单元1面临故障时，可选择打开电缆出线室300，通过选择在特定的插拔式断路器底座3上(需与面临故障的抽屉式功能单元1一一对应)插接第二断路器31并合闸，相当于将插拔式断路器底座3与其相对应的抽屉式功能单元1并联，从而可在线地与相对应的第一断路器11、也即面临故障的抽屉式功能单元1形成旁路，进而确保该面临故障的抽屉式功能单元1在被抽出维护时，与其对应的关键负荷设备不会因其抽出而断电。

由此，通过本发明所述的低压抽屉式开关柜，确保了一部分抽屉单元即使面临故障，其所对应的关键负荷设备也能维持正常运转而不会蒙受断电损失。

优选地，所述电缆出线室300中内设有与全部所述抽屉式功能单元1一一电连接对应的出接线端头4，任意一个所述插拔式断路器底座3，其输出端均一一对应地与其中一个所述出接线端头4电连接。

具体的，包含有关键负荷设备的所有负荷设备均通过电缆接入出接线端头4，低压抽屉式开关柜在正常运行时，每个抽屉式功能单元1均处于工作位置并正常分配电能给所有负荷设备。但对于部分关键负荷设备而言，为保证其可以不间断供电，其所对应的出接线端头4的电能供给在必要时则可以在线旁路的方式取自另一路备用供电线路，也即用插拔式断路器底座3替代抽屉式功能单元1进行在线旁路式的不间断供电。

作为本发明的其中一种优选示例，插拔式断路器底座3的输出端可以通过连接铜排与出接线端头4电连接。当然在本发明中，如无特殊说明，任意两个零部件之间的电连接均可以借助连接铜排导通，本发明在后续描述中不再过多赘述。

优选地，所述抽屉式功能单元1的后板上安装有第一动插件12，所述第一动插件12一端与所述第一断路器11电连接，另一端伸入所述垂直母线室200内并开设有第一动插槽121，垂直母线2固设于所述垂直母线室200内并按其横截面的长度方向分为A、B两侧，其中A侧邻近所述功能单元区100并与所述第一动插槽121插接或分离。

具体的，抽屉式功能单元1通常由绝缘材料侧板、后板、包含有第一断路器11的断路器单元、柜门、控制线端子安装件、仪表指示灯二次回路等组成。抽屉式功能单元1在抽出维护过程中具有工作、试验、分离的三个位置并不仅配置有机械联锁功能，其与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路之间还可配置有电气互锁功能。

更为具体的，抽屉式功能单元1通过第一动插件12在垂直母线2其A侧的插接/分离运动，即可实现其主电路中动、静插件的通断，从而一是在低压抽屉式开关柜正常运行时，确保抽屉式功能单元1与出接线端头4一一电连接对应；二是当在插拔式断路器底座3上插接第二断路器31并合闸时，确保可以轻松实现与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路的电气互锁；三是实则也并不影响为垂直母线2的B侧预留出充足的可利用空间。

作为本发明的其中一种优选示例，抽屉式功能单元1中配置有防跌落的到位指示卡位，第一动插件12在配合抽屉式功能单元1的滑动导轨和防跌落的到位指示卡位后，可轻松并安全地完成整个抽出操作过程。

作为本发明的另一种优选示例，抽屉式功能单元1的柜门与其抽屉式组件呈分离式设计，断路器单元合闸时柜门不可开启，而当需要进行人工操作时，则需通过将操作手柄置于分闸状态方可开启柜门，并还需在操作面板上进行抽屉解锁确认动作后方可拉动把手至试验位置或是分离位置，由此全方位确保运维人员操作安全。

优选地，所述垂直母线室200中还固设有与全部所述插拔式断路器底座3一一对应的第一转接排5，所述第一转接排5一端伸入所述电缆出线室300内、并与所述插拔式断路器底座3的输入端电连接，另一端电连接于所述垂直母线2的B侧。

具体的，在低压抽屉式开关柜中，由于负荷电流较大，垂直母线2通常均具有较长的铜排横截面，故当垂直母线2的B侧预留有充足的可利用空间时，其可通过第一转接排5供电给插拔式断路器底座3的输入端。进而当插拔式断路器底座3上插接有第二断路器31并合闸时，垂直母线2的B侧将可以在线旁路或是在线补偿的双重运行方式，依次通过第一转接排5、插拔式断路器底座3的输入端、第二断路器31、插拔式断路器底座3的输出端，给出接线端头4进行不间断供电。由此既充分利用了垂直母线2原有的铜排结构特性，也不需要对备用供电线路的扩展增设新的垂直母线，更不需要对备用供电线路做牵引净化处理才能实现还可在线补偿的双重运行方式。此外，在此双重运行方式下，抽屉式功能单元1与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路也可以不进行电气互锁，进而还有利于低压抽屉式开关柜在必要时的适当超容运行。此后，即使对应的抽屉式功能单元1因面临故障而被抽出维护，出接线端头4仍能确保被有效供电。反之，当抽屉式功能单元1维护完毕并再度送入合闸的工作位置时，抽屉式功能单元1将至少可以在线旁路的方式替代插拔式断路器底座3恢复正常供电模式，或在有必要时也还可与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路并列运行，此后第二断路器31也可从插拔式断路器底座3上拔出。整个上述在线保护过程，出接线端头4始终能被维持有效供电。

优选地，所述出接线端头4中内置有电路信号采集模块与掉电延时保护模块。

具体的，当低压抽屉式开关柜选择以在线旁路的运行方式实现不间断供电的在线保护过程中，当电路信号采集模块突然采集到第二断路器31的合闸信号时，将及时通知低压抽屉式开关柜的总控单元启动电气互锁功能，进而第一动插件12与垂直母线2的A侧实现自动分离，从而插拔式断路器底座3可以在线旁路方式替代抽屉式功能单元1，给出接线端头4进行不间断供电。其中，掉电延时保护模块的设置有利于进一步确保出接线端头4可以始终被维持有效供电的稳定性与可靠性。反之，当电路信号采集模块突然采集到第一断路器11的合闸信号时，其在线旁路替代亦是如此，在此不做过多赘述。

作为本发明的其中一种优选示例，当低压抽屉式开关柜还可选择以在线旁路的运行方式实现不间断供电的在线保护过程中，出接线端头4则需具备相对较高的额定工作电流、额定短时耐受电流、额定峰值耐受电流。

优选地，所述第一转接排5的另一端紧固连接有第二插接件6，所述第二插接件6通过其上开设的第二插接槽61，与所述垂直母线2的B侧插接连接。

具体的，低压抽屉式开关柜在投入运行后，垂直母线2需通过绝缘母线夹与绝缘支架固设于垂直母线室200内，第二插接件6及其第二插接槽61的设置，一是当垂直母线2经长时间的投入运行并需维护乃至更换时，将极大方便垂直母线2的B侧与第一转接排5的另一端实现轻松脱离；二是第二插接件6与垂直母线2的B侧也可以为动态式的插接连接，方便实现抽屉式功能单元1与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路间的电气互锁功能。

优选地，所述垂直母线室200与所述电缆出线室300并排设置于所述功能单元区100的后端。

具体的，功能单元区100、垂直母线室200、电缆出线室300也可以呈从前到后设置，具体可以根据现实需要进行灵活的组合调整。而当选择将垂直母线室200与电缆出线室300并排设置于功能单元区100的后端，即使整套低压抽屉式开关柜的后端靠墙设置，在需保证垂直母线2的A、B两侧按上述方式被正确连接时，也可以很方便地选择从侧面(一侧或两侧均可)打开电缆出线室300，进而方便在插拔式断路器底座3上插接第二断路器31。

优选地，所述低压抽屉式开关柜配置有预警模块，所述预警模块用于对至少一部分所述抽屉式功能单元1的运行参数信息进行实时监测与预警处理。

具体的，低压抽屉式开关柜在正常运行时，至少一部分抽屉式功能单元1即对应着部分关键负荷设备的正常电能供给。当该部分抽屉式功能单元1中的任意一个，其运行参数信息如温度、电流等呈现出持续的异常变化时，预警模块会根据该异常变化情况做出及时合理的预判分析，并在必要时及时向运维人员发出预警提示，方便提醒运维人员及时打开电缆出线室300，进而在相对应的插拔式断路器底座3上插接第二断路器31。

实施例2

参见图1-2所示，本发明还提出了一种低压抽屉式开关柜的在线保护方法，使用实施例1中所述的低压抽屉式开关柜，所述在线保护方法包括如下步骤：

S1：接收到抽屉式功能单元1的第一预警提示信息；

S2：打开电缆出线室300，在相对应的插拔式断路器底座3上插接第二断路器31；

S3：插拔式断路器底座3导通并以在线旁路方式给出接线端头4供电；

S4：抽屉式功能单元1触发电气互锁或与插拔式断路器底座3所在的备用供电线路并列运行；

S5：抽屉式功能单元1被抽出维护。

具体的，本领域技术人员在此可以理解的是，实施例2中所提出的一种低压抽屉式开关柜的在线保护方法，当其使用如实施例1中所述的低压抽屉式开关柜时，其所对应的技术问题的解决及其技术效果的取得，均可参见实施例1中对于低压抽屉式开关柜的叙述，在此不再一一赘述。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，包括呈分隔设置的功能单元区(100)、垂直母线室(200)、电缆出线室(300)，所述功能单元区(100)中的每个抽屉式功能单元(1)均内设有第一断路器(11)，所述电缆出线室(300)中内设有与至少一部分所述抽屉式功能单元(1)一一对应的插拔式断路器底座(3)，任意一个所述插拔式断路器底座(3)上均可插接第二断路器(31)，以用于与相对应的所述抽屉式功能单元(1)形成在线旁路。

2.根据权利要求1所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述电缆出线室(300)中内设有与全部所述抽屉式功能单元(1)一一电连接对应的出接线端头(4)，任意一个所述插拔式断路器底座(3)，其输出端均一一对应地与其中一个所述出接线端头(4)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述抽屉式功能单元(1)的后板上安装有第一动插件(12)，所述第一动插件(12)一端与所述第一断路器(11)电连接，另一端伸入所述垂直母线室(200)内并开设有第一动插槽(121)，垂直母线(2)固设于所述垂直母线室(200)内并按其横截面的长度方向分为A、B两侧，其中A侧邻近所述功能单元区(100)并与所述第一动插槽(121)插接或分离。

4.根据权利要求3所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述抽屉式功能单元(1)中配置有防跌落的到位指示卡位。

5.根据权利要求3所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述垂直母线室(200)中还固设有与全部所述插拔式断路器底座(3)一一对应的第一转接排(5)，所述第一转接排(5)一端伸入所述电缆出线室(300)内、并与所述插拔式断路器底座(3)的输入端电连接，另一端电连接于所述垂直母线(2)的B侧。

6.根据权利要求5所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述出接线端头(4)中内置有电路信号采集模块与掉电延时保护模块。

7.根据权利要求5所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述第一转接排(5)的另一端紧固连接有第二插接件(6)，所述第二插接件(6)通过其上开设的第二插接槽(61)，与所述垂直母线(2)的B侧插接连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述垂直母线室(200)与所述电缆出线室(300)并排设置于所述功能单元区(100)的后端。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的一种低压抽屉式开关柜，其特征在于，所述低压抽屉式开关柜配置有预警模块，所述预警模块用于对至少一部分所述抽屉式功能单元(1)的运行参数信息进行实时监测与预警处理。

10.一种低压抽屉式开关柜的在线保护方法，其特征在于，使用如权利要求1-9中任一项所述的低压抽屉式开关柜，所述方法包括如下步骤：

S1：接收到抽屉式功能单元(1)的第一预警提示信息；

S2：打开电缆出线室(300)，在相对应的插拔式断路器底座(3)上插接第二断路器(31)；

S3：插拔式断路器底座(3)导通并以在线旁路方式给出接线端头(4)供电；

S4：抽屉式功能单元(1)触发电气互锁或与插拔式断路器底座(3)所在的备用供电线路并列运行；

S5：抽屉式功能单元(1)被抽出维护。

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