CN202434946U - 动密封件及开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的动密封件是下端敞口、上端封闭且具有连接通孔的薄壁硅橡胶件，包括：上连接部、下连接部和连接所述上、下连接部的筒状波纹部；上、下连接部上均设置了多个安装通孔；上、下连接部的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱；安装通孔置于该两条环形密封凸棱之间。动密封件是具有环形密封凸棱的硅橡胶件，其柔性好，成本低，体积小，密封、绝缘性能好，使用寿命长。

Description

动密封件及开关柜

技术领域

本实用新型涉及电力系统输配电设备技术领域，尤其是一种高压开关设备中的动密封件及安装有该动密封件的开关柜。

背景技术

目前，高压固体绝缘开关设备要求全固体绝缘，小型化，不受外界环境的粉尘、水汽、气压等影响。然而在固封极柱的固体绝缘拉杆连接处还存在受外界环境的粉尘、水汽、气压等影响的可能，需要解决绝缘拉杆处的动密封，设计一种适宜的动密封件。目前，在高中压开关设备中，在固封极柱绝缘拉杆处为防止灰尘水汽等污染，采用橡胶圈加在固封极柱及机构框架上，该结构方式可以防止从固封极柱底部向绝缘拉杆室渗入水汽、灰尘，但该方案对拉杆处的密封效果不是很理想，橡胶圈柔性不足，寿命有限。在气体绝缘开关设备中，在绝缘拉杆室采用了不锈钢波纹管密封技术，该方案密封效果好，但需要空间较大，因采用了与真空负荷开关相同的波纹管密封技术，成本高。

发明内容

本实用新型提供一种体积小，密封、绝缘性能好，寿命长，制造成本低的高压固体绝缘开关动密封件。

本实用新型的另一目的是提供一种安装有该动密封件的开关柜。

为了实现上述目的，本实用新型提供的动密封件是下端敞口、上端封闭且具有连接通孔的薄壁硅橡胶件，包括：上连接部、下连接部和连接所述上、下连接部的筒状波纹部；上、下连接部上均设置了多个安装通孔；上、下连接部的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱；安装通孔置于该两条环形密封凸棱之间。动密封件是具有环形密封凸棱的硅橡胶件，其柔性好，成本低，体积小，密封、绝缘性能好，使用寿命长。

具体地，薄壁的厚度是2mm；筒状波纹部的外波纹最小曲率半径R的数值范围是：2mm≦R≦4mm，提高了动密封件的运动性能。

本实用新型提供的开关柜，包括：框架；动密封件，是下端敞口、上端封闭且具有连接通孔的薄壁硅橡胶件，其包括：上连接部、下连接部和连接上、下连接部的筒状波纹部；上、下连接部上均设置了多个安装通孔；带隔离的固封极柱,其包括：由环氧树脂用APG成型技术浇注而成的具有空腔的固体绝缘本体；真空负荷开关，固封于本体内；绝缘拉杆，用于实现真空负荷开关的合、分闸；绝缘拉杆包括受力部和支撑部；上、下连接部的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱；安装通孔置于所述两条环形密封凸棱之间；动密封件套在所述绝缘拉杆的外围，受力部穿过连接通孔，上连接部采用螺钉穿过安装通孔安装在所述支撑部上，下连接部采用螺钉穿过安装通孔安装在框架上。开关柜在框架和固封极柱的绝缘拉杆之间采用了硅橡胶件动密封件，提高了开关柜的整体绝缘性能。 

具体地，薄壁的厚度是2mm；筒状波纹部的外波纹最小曲率半径R的数值范围是：2mm≦R≦4mm，提高了动密封件的运动性能。

具体地，隔离开关，置于本体的空腔内；观察窗，置于本体上，用于察看隔离开关所处的位置。观察窗为维修人员提供一个明显可见的断开点，保证设备检修过程的安全。

具体地，观察窗上安装有防爆玻璃，在错误操作中，降低对维修人员的伤害。

较具体地，熔丝筒，其包括：由环氧树脂用APG成型技术浇注而成的带有空腔的固体绝缘壳体；熔断器，置于壳体的空腔内；接地真空灭弧室，固封于壳体内；带隔离的固封极柱在位于真空负荷开关的下方具有出线端；熔丝筒具有与出线端相连接的连接端；连接端与出线端的连接处采用橡胶套，双头螺杆和绝缘堵头密封、连接。真空负荷开关与熔丝筒的密封连接方式，避免了运行环境灰尘、潮气、湿度、污秽、凝露、高海拔、小动物等对开关柜绝缘性能的影响。

更具体地，a导电体，a导电体固封于壳体内，a导电体的一端与熔断器电连接，a导电体的另一端具有内螺纹；c导电体，c导电体固封于本体中，c导电体的一端与真空负荷开关电连接，c导电体的另一端具有安装孔；a导电体的另一端与c导电体的另一端电连接。a、c导电体分别固封于壳体和本体内，减少了生产工序，节约了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型开关柜的立体图；

图2是本实用新型开关柜内部结构的主视图，去除了外部的框架；

图3 是本实用新型开关柜出线环网柜的剖视图；

图4是图3的A局部放大图；

图5是本实用新型开关柜的带隔离的固封极柱的剖视图；

图6是本实用新型开关柜的真空负荷开关实现合、分闸的电动操作机构视图；

图7是本实用新型开关柜动密封件的立体图；

图8是本实用新型开关柜动密封件的剖视图；

图9是图8的C局部放大图；

图10是图6的B局部放大图；

图11本实用新型开关柜的带隔离的固封极柱的立体剖视图，隔离开关处于合闸的位置；

图12本实用新型开关柜的带隔离的固封极柱的立体剖视图，隔离开关处于分闸的位置；

图13是本实用新型开关柜内部结构的主视图，去除了箱体和熔丝筒；

图14本实用新型开关柜进线环网柜的侧视图，A、B、C三项母线连接头在空间上进行45度排列；

图15是图13的D局部剖视放大图；

图16是本实用新型开关柜的电动隔离机构视图，电动隔离机构处于分闸位置；

图17是本实用新型开关柜的电动隔离机构侧视图，电动隔离机构处于分闸位置；

图18是本实用新型开关柜的电磁离合器剖视图；

图19是本实用新型开关柜的电动隔离机构立体图，电动隔离机构处于合闸位置；

图20是本实用新型开关柜的电动隔离机构的侧视图，电动隔离机构处于合闸位置；

图21是本实用新型开关柜的电动隔离机构控制隔离刀的立体图，隔离刀处于分闸的位置；

图22是本实用新型开关柜的电动隔离机构控制隔离刀的立体图，隔离刀处于合闸的位置。

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

参见图1和图2，图2是本实用新型开关柜内部结构的主视图，去除了外部的框架11。开关柜1包括2路进线环网柜12和1路出线环网柜13，出线环网柜13中配备有熔丝筒2，进线环网柜12配备有电缆连接头41（参见图14）和电流互感器42（参见图14）。还有电连接进线环网柜12和出线环网柜13的A、B、C三相母线系统。

参见图3，开关柜1包括熔丝筒2和带隔离的固封极柱3。熔丝筒2包括具有敞口的壳体23和覆盖该敞口的盖子28，该敞口和盖子28之间采用橡胶套27密封。壳体23内设有熔断器21，a导电体24,b导电体25，导电片26，传感器231和接地真空灭弧室22。接地真空灭弧室22设置有接地端221，熔丝筒2设置有出线端251。接地真空灭弧室22是指接地刀放置在真空环境内，在接地合、分时均处于真空状态，其绝缘性能不受外界环境影响，接地安全可靠。传感器231由半导体材料制成，用于感应熔丝筒2是否带电，以将信号传递给开关柜1的带电显示装置。

壳体23为固体绝缘壳体，是由环氧树脂用APG（Automatic Pressure Gelation Process）成型技术浇注而成的带有空腔的异型件。接地真空灭弧室22浇注在环氧树脂内，实现接地真空灭弧室22固封于壳体23内。另外，a导电体24,b导电体25和传感器231也一起浇注在环氧树脂内，减少了生产工序，降低了生产成本。熔断器21安装于壳体23的空腔内，熔断器21通过导电片26和b导电体25与接地真空灭弧室22电连接。a导电体24的一端与熔断器21电连接，另一端具有内螺纹。

参见图5，带隔离的固封极柱3包括本体31。本体31内设置有c导电体36，绝缘拉杆35，真空负荷开关32，隔离开关33和软连接带34。隔离开关33包括隔离刀331，连接触头332和静触头333，隔离刀331的上部绝缘，下部导电，上部作为拉杆来控制隔离刀331上、下运动。隔离刀331通过在连接触头332和静触头333上的上、下移动来完成隔离开关33的合、分闸。真空负荷开关32包括上触头321和下触头322。上触头321与绝缘拉杆35连接实现真空负荷开关32的合、分闸，上触头321通过软连接带34与连接触头332连接，进而实现与隔离开关33的电连接。c导电体36与a导电体24（参见图4）相连接。

本体31为固体绝缘壳体，是由环氧树脂用APG（Automatic Pressure Gelation Process）成型技术浇注而成的带有空腔的异型件。真空负荷开关32浇注在环氧树脂内，实现真空负荷开关32固封于本体31内。c导电体36一端通过螺钉与真空负荷开关32的下触头322相连接，其另一端具有安装孔，c导电体36也浇注在环氧树脂内。静触头333、连接触头332、软连接带34、隔离刀331和绝缘拉杆35再安装入本体31的空腔内，从而形成了带隔离的固封极柱3。

本体31上设置有观察窗312，观察窗312上安装有防暴玻璃（未示出）。通过观察窗312可以观察到隔离开关33是处于合闸位置（见图11）还是处于分闸位置（见图12），为避免绝缘拉杆35阻挡观察窗312的观察视线，绝缘拉杆35包括两根相互平行、两端并联的竖直的环氧树脂玻璃纤维棒351（见图11），两环氧树脂玻璃纤维棒351之间形成观察通道，维修人员可以通过观察窗312、穿过观察通道观察到隔离刀331所处的位置，在设备维修时，为维修人员提供一个明显可见的隔离刀331的位置状态，保证设备检修过程的安全。

带隔离的固封极柱3在真空负荷开关32的下方设置有出线端311，用于与熔丝筒2的连接端29相连接，参见图4，图4是图3的A局部放大图，显示了出线端311与连接端29的连接关系。出线端311与连接端29的连接处采用橡胶套4，双头螺杆52和绝缘堵头5密封、连接。出线端311为上、下开口管状结构。出线端311的上、下两端内侧均设置有橡胶套4，当连接端29与出线端311相连接时，连接端29插入出线端311的下开口，挤压此端的橡胶套4，双头螺杆52一端从出线端311的上开口插入，穿过c导电体36的安装孔，与a导电体24的内螺纹连接，绝缘堵头5内部固设有嵌件螺母51，绝缘堵头5从出线端311的上开口插入，挤压位于此端的橡胶套4，螺母51与双头螺杆52的另一端紧固连接。从而实现出线端311与连接端29的电连接，也确保了连接处与外界的电气绝缘。带隔离的固封极柱3在隔离开关33的下方位置设置有进线端313，供连接A相母线或B相母线或C相母线（参见图1）用。

参见图6，带隔离的固封极柱3采用螺钉安装在框架65上，动密封件6安装在绝缘拉杆35和框架65之间，实现带隔离的固封极柱3与绝缘拉杆35连接处的密封。

参见图7、8和9，动密封件6是下端敞口、上端封闭且具有连接通孔612的薄壁硅橡胶件，其薄壁为2mm。动密封件6包括上连接部61、下连接部62和筒状波纹部63。连接通孔612设置在上连接部61上，上、下连接部61，62上均布了多个安装通孔611，621，上、下连接部61，62的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱613，622，安装通孔611位于两条环形的密封凸棱613之间，安装通孔621位于两条环形的密封凸棱622之间，密封凸棱613和622提高了动密封件6的密封效果。筒状波纹部63的外波纹最小曲率半径R的取值范围是：2mm≦R≦4mm。本实用新型的动密封件6采用柔性好的硅橡胶制造，并且由于筒状波纹部63的设计，因此可以提高动密封件6的运动寿命，降低生产成本，并且体积更小。

参见图10，绝缘拉杆35包括受力部352和支撑部353，动密封件6套在绝缘拉杆35的外围，受力部352穿过连接通孔612，上连接部61通过螺钉穿过安装通孔611安装在支撑部353上，下连接部62通过螺钉穿过安装通孔621安装在框架65上。

参见图6，图6是本实用新型固体绝缘开关柜的真空负荷开关32实现合、分闸的电动操作机构视图，其工作过程如下：直流永磁电机648或蜗杆647带动小齿轮646旋转，小齿轮646带动大齿轮645旋转为凸轮644储能，凸轮644带动输出拐臂643转动，输出拐臂643通过连杆642带动主轴拐臂641转动，主轴拐臂641带动受力部352做上、下运动，从而使绝缘拉杆35上、下运动，从而实现真空负荷开关合、分闸过程，在以上运动过程中动密封件6为绝缘拉杆35起到动密封作用。

参见图13，开关柜1包括A、B、C三相母线系统，用于电连接进线环网柜12和出线环网柜13。参见图14，开关柜1的进线环网柜12配备有电缆连接头41和电流互感器42，进线环网柜12不具有熔丝筒2。

A、B、C三相母线系统的每相母线的结构一样，现以C相母线为例，参见图15，图15是C相母线的局部剖视图，显示了C相母线的内部结构。C相母线包括2根母线7，3个母线连接头75，丝杆71，橡胶套74和绝缘堵头76。母线7包括管状母线导体72和壳套73。壳套73是由环氧树脂用APG（Automatic Pressure Gelation Process）成型技术浇注而成的绝缘体，管状母线导体72浇注在壳套73内。母线连接头75包括d导电体751和一端具有柱状连接部的外壳752，外壳752由环氧树脂用APG（Automatic Pressure Gelation Process）成型技术浇注而成的绝缘体，d导电体751浇注在外壳752内。d导电体751的一端具有一个连通孔7511（参见图11），用于与丝杆71连接。柱状连接部为左右开口筒状结构。丝杆71将2根母线7在位于中间的母线连接头75的柱状连接部中进行连接，在连接处用挤压橡胶套74进行密封，在两侧的母线连接头75的柱状连接部中除了用挤压橡胶套74进行密封外，还通过绝缘堵头76封堵母线7的端部。绝缘堵头76的内部固设有嵌件螺母77，丝杆71穿过连通7511（参见图11）与嵌件螺母77紧固，从而使母线7锁紧。母线连接头75与带隔离的固封极柱3的进线端313（参见图12）螺纹连接，母线连接头75的d导电体751与隔离开关33电连接，从而实现C相母线与带隔离的固封极柱3的电连接。

C相母线的三个母线连接头75基本位于同一平面上且平行设置，它们均具有中心轴线c（参见图11和图14）,相应地A相和B相母线的三个母线连接头也基本位于同一平面上且平行设置，它们也分别具有中心轴线a和b（参见图14），从垂直于母线7轴向的方向上看，A相母线与B相母线相邻，B相母线与C相母线相邻，A相母线与C相母线不相邻，中心轴线a与b成45度夹角，中心轴线b与c成45度夹角，即：A、B、C三相母线的连接头将母线进行45度排列，布局合理，节约了空间。

当A、B、C三相母线系统用于的固体绝缘开关柜只包括1路进线环网柜和1路出线环网柜时，每相母线需要两个母线连接头75和一根母线7。当A、B、C三相母线系统用于的固体绝缘开关柜包括2路以上的进线环网柜和1路出线环网柜时，每相母线的母线7数量为2根以上，母线连接头75的数量比母线7的数量多1个。

参见图16和图17，图16和17是本实用新型开关柜的电动隔离操作机构的视图，电动隔离操作机构9用于操作隔离开关33的分、合闸。电动隔离操作机构9包括机械传动机构和电磁离合器8，机械传动机构包括弹簧机构91、分闸行程开关92、合闸行程开关93、传动轴96、分闸拨杆962、直流永磁电机94和小齿轮95（见图21）。传动轴96的一端紧固设置有摇臂961。分闸拨杆962包括两个大致为L型的拨杆，拨杆对称紧固在传动轴96的上、下侧。

参见图18，图18是本实用新型固体绝缘开关柜的电磁离合器视图。电磁离合器8包括装有线圈852的磁扼85、挡板84、衔铁83、磁扼齿环841、衔铁齿环831、联结82、弹簧片821和大齿轮81。磁扼齿环841和衔铁齿环831均有大小和数量相同的端面齿。磁扼85由深沟球轴承851支撑，通过安装将其固定。衔铁83与衔铁齿环831采用销钉832紧固连接。挡板84和磁扼齿环841采用销钉842紧固连接。联结82的渐开线外齿可相对衔铁齿环831的渐开线内齿在轴向上滑移，联结82与相邻大齿轮81采用螺钉紧固。

挡板84的轴孔与传动轴96用键843相联接，使机械传动机构和电磁离合器8相结合。

电磁离合器8的操作过程如下：当线圈852通电时，产生电磁力将衔铁齿环831吸向磁扼齿环841，使两者的端面齿相啮合，力矩便从大齿轮81传递到联结82，由联结82带动衔铁齿环831传递到磁扼齿环841，从而使传动轴96旋转，实现电动操作。当线圈断电后，电磁力消失，衔铁齿环831便借助端面齿的轴向推力和弹簧片821的恢复力与磁扼齿环841分离，衔铁齿环831和磁扼齿环841的端面齿相脱开，便终止了力矩的传递。

参见图16和图17，电动隔离操作机构9的分闸工作过程如下：当开关柜1的分闸信号启动时，电磁离合器8的衔铁齿环831和磁扼齿环841相吸合，直流永磁电机94正转带动小齿轮95（见图21）旋转，小齿轮95带动大齿轮81（见图21）旋转，使传动轴96顺时针旋转到分闸位置，同时分闸拨杆962将弹簧机构91拨动过中点，弹簧机构91将分闸行程开关92压下，电磁离合器8立刻断电，衔铁齿环831和磁扼齿环841相分离，传动轴96停止转动，此时电动隔离操作机构9处于分闸位置。

参见图19和20，图19和20是本实用新型固体绝缘开关柜的电动隔离操作机构的视图，电动隔离操作机构处于合闸位置。电动隔离操作机构9的合闸工作过程如下：当开关柜1的合闸信号启动时，电磁离合器8的衔铁齿环831和磁扼齿环841相吸合，直流永磁电机94反转带动小齿轮95旋转，小齿轮95带动大齿轮81旋转，使传动轴96逆时针旋转到合闸位置，同时合闸拨杆962将弹簧机构91拨动过中点，弹簧机构91将合闸行程开关93压下，电磁离合器8立刻断电，衔铁齿环831和磁扼齿环841相分离，传动轴96停止转动，此时电动隔离操作机构9处于合闸位置。

电动隔离操作机构9除可电动操作使其处于分、合闸位置外，还可手动操作来实现。当电磁离合器断电时，磁轭齿环841与衔铁齿环831断开，届时可通过手动旋转传动轴96来实现电动隔离操作机构9分、合闸。

线圈852的通电、断电是通过弹簧机构91和行程开关92，93共同作用实现精确控制。

参见图21，图21是本实用新型固体绝缘开关柜的电动隔离操作机构9控制隔离刀331的视图，隔离刀331处于分闸的位置。开关柜1设置有L型的支架97，支架97紧固支撑隔离刀331的上端，支架97上还设置有长型引导孔98，摇臂961可沿长型引导孔98滑动，带动支架97上、下运动。

隔离开关33的分闸过程如下：当开关柜1的分闸信号启动时，电磁离合器8的衔铁齿环831和磁扼齿环841相吸合，直流永磁电机94正转带动小齿轮95旋转，小齿轮95带动大齿轮81旋转，使传动轴96顺时针旋转，与传动轴96紧固连接的摇臂961带动支架97向上运动，直到隔离刀331处于分闸位置，同时分闸拨杆962将弹簧机构91拨动过中点，弹簧机构91将分闸行程开关92压下，电磁离合器8立刻断电，衔铁齿环831和磁扼齿环841相分离，传动轴96停止转动。

参见图22，图22是本实用新型固体绝缘开关柜的电动隔离操作机构9控制隔离刀331的视图，隔离刀331处于合闸的位置。隔离开关33的合闸过程如下：当开关柜1的合闸信号启动时，电磁离合器8的衔铁齿环831和磁扼齿环841相吸合，直流永磁电机94反转带动小齿轮95旋转，小齿轮95带动大齿轮81旋转，使传动轴96逆时针旋转，与传动轴96紧固连接的摇臂961带动支架97向下运动，直到隔离刀331处于合闸位置，同时合闸拨杆962将弹簧机构91拨动过中点，弹簧机构91将合闸行程开关93压下，电磁离合器8立刻断电，衔铁齿环831和磁扼齿环841相分离，传动轴96停止转动。

最后需要强调的是，以上举例仅仅是对本实用新型的解释而不是限制，本实用新型的保护范围以权利要求的内容为准。作为本领域的普通工程技术人员，任何基于本实用新型的发明创造精神而作出的等效技术变换都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.动密封件，所述动密封件下端敞口、上端封闭且具有连接通孔的薄壁硅橡胶件，包括： 

上连接部、下连接部和连接所述上、下连接部的筒状波纹部；

所述上、下连接部均设有多个安装通孔；

其特征在于：

所述上、下连接部的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱；

所述安装通孔位于所述两条环形密封凸棱之间。

2.根据权利要求1所述的动密封件，其特征在于：

所述薄壁的厚度是2mm；

所述筒状波纹部的外波纹最小曲率半径R的数值范围是：2mm≦R≦4mm。

3.开关柜，包括：

框架；

动密封件，所述动密封件下端敞口、上端封闭且具有连接通孔的薄壁硅橡胶件，包括上连接部、下连接部和连接所述上、下连接部的筒状波纹部，所述上、下连接部均设有多个安装通孔；

带隔离的固封极柱,所述带隔离的固封极柱包括由环氧树脂用APG成型技术浇注而成的具有空腔的固体绝缘本体，真空负荷开关，固封于所述本体内，绝缘拉杆，用于实现所述真空负荷开关的合、分闸；

其特征在于：

所述绝缘拉杆包括受力部和支撑部；

所述上、下连接部的下表面均设置有两条同心的环形密封凸棱；

所述安装通孔位于所述两条环形密封凸棱之间；

所述动密封件套在所述绝缘拉杆的外围，所述受力部穿过所述连接通孔，所述上连接部采用螺钉穿过所述安装通孔安装在所述支撑部上，所述下连接部采用螺钉穿过安装通孔安装在所述框架上。

4.根据权利要求3所述的开关柜，其特征在于：

所述薄壁的厚度是2mm；

所述筒状波纹部的外波纹最小曲率半径R的数值范围是：2mm≦R≦4mm。

5.根据权利要求4所述的开关柜，其特征在于：

隔离开关，置于所述本体的空腔内；

观察窗，置于所述本体上，用于察看隔离开关所处的位置。

6.根据权利要求5所述的开关柜，其特征在于：

所述观察窗上安装有防爆玻璃。

7.根据权利要求3至6任意一项所述的开关柜，其特征在于：

熔丝筒，所述熔丝筒包括：由环氧树脂用APG成型技术浇注而成的带有空腔的固体绝缘壳体，熔断器，所述熔断器置于所述壳体的空腔内，接地真空灭弧室，所述接地真空灭弧室固封于所述壳体内，

所述带隔离的固封极柱在位于所述真空负荷开关的下方具有出线端；

所述熔丝筒具有与所述出线端相连接的连接端；

所述连接端与所述出线端的连接处采用橡胶套，双头螺杆和绝缘堵头密封、连接。

8.根据权利要求7所述的开关柜，其特征在于：

a导电体，所述a导电体固封于所述壳体内，所述a导电体的一端与所述熔断器电连接，所述a导电体的另一端具有内螺纹；

c导电体，所述c导电体固封于所述本体中，所述c导电体的一端与所述真空负荷开关电连接，所述c导电体的另一端具有安装孔；

所述a导电体的另一端与所述c导电体的另一端电连接。

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