CN115440453B - 一种具有自降阻功能的接地电阻柜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了应用于小电阻接地领域的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，该申请通过带有外柱筒与内柱体间的相互配合，当中心点接线的电流互感器检测到中心点接线内有电流通过时，反馈至控制单元，由控制单元控制电磁环通电，电磁环通电后带动内柱体整体下移，在下移的过程中，动锥片做远离定锥片的运动，使动锥片、定锥片间的相对间隙增大，在密封状态下，动锥片、定锥片的间隙增大会导致间隙的压强减小，进而使填充在动锥片、定锥片间的乙醇溶液挥发吸热，使电阻芯温度降低，进而有效自动降低了电阻芯的电阻值，使小电阻接地系统在发生短接电路故障时，能更快速将电流导入接地排，满足低接地电阻的要求，提升了接地安全性与运行有效性。

Description

一种具有自降阻功能的接地电阻柜

技术领域

本申请涉及小电阻接地领域，特别涉及一种具有自降阻功能的接地电阻柜。

背景技术

目前，我国电力系统主要有中性点直接接地方式和中性点不直接接线方式。110KV以上主要采取中性点直接接地方式，直接接地系统短路电流大，继电保护容易发现和隔离故障。10KV-66KV配电网均采取不直接接地方式，主要包括中性点不接地方式、中性点经消弧线圈接地（又称谐振接地）、中性点电阻接地、中性点经电抗接地等，农村10KV配电网以架空线为主，城区大部分采用电缆敷设方式，10KV配电系统常采用不接地系统。单相接地故障长时间不消除不仅威胁到设备的安全运行，而且容易造成电路的安全隐患，因此，10KV配电网一般都采用中性点小电阻接地方式。

小电阻接地需用到接地接地电阻柜，在现有技术中，电阻柜的内部阻值通常为固定值，在发生电路故障时，由于电流的通过，易产生高温，进而导致电阻值的持续升高，运行安全寿命低，为此我们提出一种具有自降阻功能的接地电阻柜。

发明内容

本申请目的在于设计一种接地电阻柜，在发生电路故障时，能自动降低电阻值，以提升电流通过效率，提升安全性，相比现有技术提供一种具有自降阻功能的接地电阻柜，通过接地柜，接地柜内部通过绝缘子上下对称的固定有两个绝缘板，两个绝缘板间固定有散热箱，散热箱内设有若干电阻芯，接地柜一侧设有中心点接线，若干电阻芯的顶端延伸穿过顶部的绝缘板并与中心点接线的输出端串联，若干电阻芯的底端延伸穿过底部的绝缘板并串联有接地排；

电阻芯的外侧设有外柱筒，外柱筒两端密闭，外柱筒与散热箱间填充有散热油，外柱筒内设有内柱体，内柱体的顶部延伸穿过外柱筒的底部并固定有电磁环，电磁环与位于底部的绝缘板间固定有复位弹簧，外柱筒的顶部固定有与电磁环相匹配的永磁环；

外柱筒的内壁自上而下等距均分固定有若干定锥片，内柱体的外壁自上而下等距均分固定有若干动锥片，动锥片与定锥片一一重叠交错设置，电阻芯的外侧套接有滑杆，动锥片、定锥片上均设有与滑杆相匹配的滑环；

动锥片、定锥片均包括锥形壳体和柱形壳体，其中动锥片的锥形壳体与内柱体的外壁固定连接，动锥片的柱形壳体与外柱筒的内壁滑动连接，定锥片的锥形壳体与内柱体的外壁滑动连接，定锥片的柱形壳体与外柱筒的内壁固定连接，动锥片与定锥片间设有间隙，若干间隙依次间隔填充有挥发液和设置有排气孔，排气孔与内柱体连通，内柱体的顶部与大气连通。

实现在使用时，当中心点接线的电流互感器检测到中心点接线内有电流通过时，反馈至控制单元，由控制单元控制电磁环通电，电磁环通电后带动内柱体整体克服复位弹簧弹力下移，在下移的过程中，动锥片做远离定锥片的运动，使动锥片、定锥片间的相对间隙增大，在密封状态下，动锥片、定锥片的间隙增大会导致间隙的压强减小，进而使填充在动锥片、定锥片间的乙醇溶液挥发吸热，使电阻芯温度降低，进而有效自动降低了电阻芯的电阻值，使小电阻接地系统在发生短接电路故障时，能更快速将电流导入接地排，满足低接地电阻的要求，提升了接地安全性与运行有效性。

进一步的，挥发液为乙醇溶液，乙醇溶液的填充量等于动锥片与定锥片相靠近时的最小容积。

进一步的，散热油为方棚油，散热箱为弹性箱体结构，散热油的填充量等于常温下散热箱与外柱筒间密闭空间的容积，外柱筒外壁设有导热翅片结构。

进一步的，中心点接线上调节有电流互感器，接地柜的柜门上固定有控制单元，控制单元与电流互感器电性连接。

进一步的，控制单元为以单片机为核心的电路板，控制单元通过导线外接电源，电磁环通过导线与控制单元电性连接。

进一步的，电磁环在通电情况下具有排斥永磁环的磁斥力，永磁环通电下的最小磁斥力大于复位弹簧的弹力。

进一步的，复位弹簧为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧具有驱使内柱体上移并使定锥片与动锥片相靠近的弹力。

进一步的，定锥片的外壁设有对合凸环，动锥片的内壁设有与对合凸环相匹配的对合凹槽，动锥片相对于定锥片下移的最大行程不大于二者柱形壳体的高度。

进一步的，定锥片、动锥片的柱形壳体相对的一侧间均固定有挤压胶垫，挤压胶垫为环形耐磨硅胶结构。

进一步的，定锥片的锥形壳体底部、动锥片的柱形壳体顶部均固定有密封滑塞，滑杆为导热陶瓷结构，滑环为密封滑环结构。

相比于现有技术，本申请的优点在于：

（1）本发明通过带有对合凸环、定锥片、永磁环的外柱筒与带有对合凹槽、动锥片、电磁环、复位弹簧、排气孔的内柱体间的相互配合，在使用时，当中心点接线的电流互感器检测到中心点接线内有电流通过时，反馈至控制单元，由控制单元控制电磁环通电，电磁环通电后带动内柱体整体克服复位弹簧弹力下移，在下移的过程中，动锥片做远离定锥片的运动，使动锥片、定锥片间的相对间隙增大，在密封状态下，动锥片、定锥片的间隙增大会导致间隙的压强减小，进而使填充在动锥片、定锥片间的乙醇溶液挥发吸热，使电阻芯温度降低，进而有效自动降低了电阻芯的电阻值，使小电阻接地系统在发生短接电路故障时，能更快速将电流导入接地排，满足低接地电阻的要求，提升了接地安全性与运行有效性。

（2）通过弹性箱体的散热箱和带导热翅片的外柱筒的结构设计，使电阻芯通电后产生的热量被外柱筒的导热翅片热传递至散热箱的散热油内，避免了电阻芯在负荷运行下产生高温损坏的现象。

（3）通过电磁环的设计，反应灵敏，通过电流互感器对短接电流同步监控，进而使电磁环能及时有效排斥永磁环，并带动内柱体下移，使散热降电阻值的动作能及时反应。

（4）通过密封滑塞和滑环的设计，能有效保持锥片、动锥片二者相对间隙的密闭性，一方面能有效保持压力减小动作的进行，另一方面，避免了挥发液的外溢，能有效降低物料的损耗率，使系统的运行寿命得到提升。

附图说明

图1为本申请的正面结构示意图；

图2为本申请的底面结构示意图；

图3为本申请中提出的散热箱的安装结构示意图；

图4为本申请中提出的外柱筒的安装结构示意图；

图5为本申请中提出的外柱筒及其内部结构的爆炸结构示意图；

图6为本申请中提出的外柱筒的剖面结构示意图；

图7为本申请的剖面结构示意图；

图8为图7中A部的放大结构示意图；

图9为图7中B部的放大结构示意图；

图10为本申请中提出的动锥片相对于定锥片下移的前后对比示意图。

图中标号说明：

接地柜1、控制单元101、绝缘板2、散热箱3、接地排4、中心点接线5、电流互感器51、绝缘子6、电阻芯7、滑杆71、外柱筒8、对合凸环801、定锥片81、永磁环82、内柱体9、对合凹槽901、动锥片91、电磁环92、复位弹簧93、排气孔94、滑环10、密封滑塞11、挤压胶垫12。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本申请公开了一种具有自降阻功能的接地电阻柜，请参阅图1-10，包括接地柜1，接地柜1内部通过绝缘子6上下对称的固定有两个绝缘板2，两个绝缘板2间固定有散热箱3，散热箱3内设有若干电阻芯7，接地柜1一侧设有中心点接线5，若干电阻芯7的顶端延伸穿过顶部的绝缘板2并与中心点接线5的输出端串联，若干电阻芯7的底端延伸穿过底部的绝缘板2并串联有接地排4；

电阻芯7的外侧设有外柱筒8，外柱筒8两端密闭，外柱筒8与散热箱3间填充有散热油，外柱筒8内设有内柱体9，内柱体9的顶部延伸穿过外柱筒8的底部并固定有电磁环92，电磁环92与位于底部的绝缘板2间固定有复位弹簧93，外柱筒8的顶部固定有与电磁环92相匹配的永磁环82；

外柱筒8的内壁自上而下等距均分固定有若干定锥片81，内柱体9的外壁自上而下等距均分固定有若干动锥片91，动锥片91与定锥片81一一重叠交错设置，电阻芯7的外侧套接有滑杆71，动锥片91、定锥片81上均设有与滑杆71相匹配的滑环10；

动锥片91、定锥片81均包括锥形壳体和柱形壳体，其中动锥片91的锥形壳体与内柱体9的外壁固定连接，动锥片91的柱形壳体与外柱筒8的内壁滑动连接，定锥片81的锥形壳体与内柱体9的外壁滑动连接，定锥片81的柱形壳体与外柱筒8的内壁固定连接，动锥片91与定锥片81间设有间隙，若干间隙依次间隔填充有挥发液和设置有排气孔94，排气孔94与内柱体9连通，内柱体9的顶部与大气连通，挥发液为乙醇溶液，乙醇溶液的填充量等于动锥片91与定锥片81相靠近时的最小容积，中心点接线5上调节有电流互感器51，接地柜1的柜门上固定有控制单元101，控制单元101与电流互感器51电性连接，控制单元101为以单片机为核心的电路板，控制单元101通过导线外接电源，电磁环92通过导线与控制单元101电性连接。

本发明通过带有对合凸环801、定锥片81、永磁环82的外柱筒8与带有对合凹槽901、动锥片91、电磁环92、复位弹簧93、排气孔94的内柱体9间的相互配合，在使用时，当中心点接线5的电流互感器51检测到中心点接线5内有电流通过时，反馈至控制单元101，由控制单元101控制电磁环92通电，电磁环92通电后带动内柱体9整体克服复位弹簧93弹力下移，在下移的过程中，动锥片91做远离定锥片81的运动，使动锥片91、定锥片81间的相对间隙增大，在密封状态下，动锥片91、定锥片81的间隙增大会导致间隙的压强减小，进而使填充在动锥片91、定锥片81间的乙醇溶液挥发吸热，使电阻芯7温度降低，进而有效自动降低了电阻芯7的电阻值，使小电阻接地系统在发生短接电路故障时，能更快速将电流导入接地排4，满足低接地电阻的要求，提升了接地安全性与运行有效性。

具体的，请参阅图1-10，散热油为方棚油，散热箱3为弹性箱体结构，散热油的填充量等于常温下散热箱3与外柱筒8间密闭空间的容积，外柱筒8外壁设有导热翅片结构。

通过弹性箱体的散热箱3和带导热翅片的外柱筒8的结构设计，使电阻芯7通电后产生的热量被外柱筒8的导热翅片热传递至散热箱3的散热油内，避免了电阻芯7在负荷运行下产生高温损坏的现象。

具体的，请参阅图1-10，电磁环92在通电情况下具有排斥永磁环82的磁斥力，永磁环82通电下的最小磁斥力大于复位弹簧93的弹力，复位弹簧93为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧93具有驱使内柱体9上移并使定锥片81与动锥片91相靠近的弹力。

通过电磁环92的设计，反应灵敏，通过电流互感器51对短接电流同步监控，进而使电磁环92能及时有效排斥永磁环82，并带动内柱体9下移，使散热降电阻值的动作能及时反应。

具体的，请参阅图1-10，定锥片81的外壁设有对合凸环801，动锥片91的内壁设有与对合凸环801相匹配的对合凹槽901，动锥片91相对于定锥片81下移的最大行程不大于二者柱形壳体的高度，定锥片81、动锥片91的柱形壳体相对的一侧间均固定有挤压胶垫12，挤压胶垫12为环形耐磨硅胶结构，定锥片81的锥形壳体底部、动锥片91的柱形壳体顶部均固定有密封滑塞11，滑杆71为导热陶瓷结构，滑环10为密封滑环结构。

通过密封滑塞11和滑环10的设计，能有效保持锥片81、动锥片91二者相对间隙的密闭性，一方面能有效保持压力减小动作的进行，另一方面，避免了挥发液的外溢，能有效降低物料的损耗率，使系统的运行寿命得到提升。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，根据本申请的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有自降阻功能的接地电阻柜，包括接地柜（1），其特征在于，所述接地柜（1）内部通过绝缘子（6）上下对称的固定有两个绝缘板（2），两个所述绝缘板（2）间固定有散热箱（3），所述散热箱（3）内设有若干电阻芯（7），所述接地柜（1）一侧设有中心点接线（5），若干所述电阻芯（7）的顶端延伸穿过顶部的绝缘板（2）并与中心点接线（5）的输出端串联，若干所述电阻芯（7）的底端延伸穿过底部的绝缘板（2）并串联有接地排（4）；

所述电阻芯（7）的外侧设有外柱筒（8），所述外柱筒（8）两端密闭，所述外柱筒（8）与散热箱（3）间填充有散热油，所述外柱筒（8）内设有内柱体（9），所述内柱体（9）的顶部延伸穿过外柱筒（8）的底部并固定有电磁环（92），所述电磁环（92）与位于底部的绝缘板（2）间固定有复位弹簧（93），所述外柱筒（8）的顶部固定有与电磁环（92）相匹配的永磁环（82）；

所述外柱筒（8）的内壁自上而下等距均分固定有若干定锥片（81），所述内柱体（9）的外壁自上而下等距均分固定有若干动锥片（91），所述动锥片（91）与定锥片（81）一一重叠交错设置，所述电阻芯（7）的外侧套接有滑杆（71），所述动锥片（91）、定锥片（81）上均设有与滑杆（71）相匹配的滑环（10）；

所述动锥片（91）、定锥片（81）均包括锥形壳体和柱形壳体，其中所述动锥片（91）的锥形壳体与内柱体（9）的外壁固定连接，所述动锥片（91）的柱形壳体与外柱筒（8）的内壁滑动连接，所述定锥片（81）的锥形壳体与内柱体（9）的外壁滑动连接，所述定锥片（81）的柱形壳体与外柱筒（8）的内壁固定连接，所述动锥片（91）与定锥片（81）间设有间隙，若干所述间隙依次间隔填充有挥发液和设置有排气孔（94），所述排气孔（94）与内柱体（9）连通，所述内柱体（9）的顶部与大气连通。

2.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述挥发液为乙醇溶液，所述乙醇溶液的填充量等于动锥片（91）与定锥片（81）相靠近时的最小容积。

3.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述散热油为方棚油，所述散热箱（3）为弹性箱体结构，所述散热油的填充量等于常温下散热箱（3）与外柱筒（8）间密闭空间的容积，外柱筒（8）外壁设有导热翅片结构。

4.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述中心点接线（5）上调节有电流互感器（51），所述接地柜（1）的柜门上固定有控制单元（101），所述控制单元（101）与电流互感器（51）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述控制单元（101）为以单片机为核心的电路板，所述控制单元（101）通过导线外接电源，所述电磁环（92）通过导线与控制单元（101）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述电磁环（92）在通电情况下具有排斥永磁环（82）的磁斥力，所述永磁环（82）通电下的最小磁斥力大于复位弹簧（93）的弹力。

7.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述复位弹簧（93）为高强度抗疲劳弹簧结构，所述复位弹簧（93）具有驱使内柱体（9）上移并使定锥片（81）与动锥片（91）相靠近的弹力。

8.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述定锥片（81）的外壁设有对合凸环（801），所述动锥片（91）的内壁设有与对合凸环（801）相匹配的对合凹槽（901），所述动锥片（91）相对于定锥片（81）下移的最大行程不大于二者柱形壳体的高度。

9.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述定锥片（81）、动锥片（91）的柱形壳体相对的一侧间均固定有挤压胶垫（12），所述挤压胶垫（12）为环形耐磨硅胶结构。

10.根据权利要求1所述的一种具有自降阻功能的接地电阻柜，其特征在于，所述定锥片（81）的锥形壳体底部、所述动锥片（91）的柱形壳体顶部均固定有密封滑塞（11），所述滑杆（71）为导热陶瓷结构，所述滑环（10）为密封滑环结构。

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