CN205081390U - 一种环保气体绝缘环网柜 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电力开关设备技术领域,特别是一种环保气体绝缘环网柜。针对现有六氟化硫气体绝缘环网柜中的六氟化硫气体对环境的破坏问题,本实用新型采用了环保气体如干燥空气、氮气等作为绝缘材料开发了环保型气体绝缘环网柜。本实用新型主要采用的技术措施是:断路器采用真空灭弧技术,隔离开关采用双断口结构,采用均压技术优化导电件电场分布。增加了观察窗、湿度显示试纸等,保障运行维护人员的安全。本实用新型的有益效果是:无六氟化硫气体(SF6),环保、安全;采用了多种复合绝缘技术,提高了环网柜的绝缘能力,弥补了环保气体绝缘能力的不足。

Description

一种环保气体绝缘环网柜
技术领域
本实用新型涉及电力开关设备技术领域,特别是一种环保气体绝缘环网柜。
背景技术
在我国现行的供电网系统中,为提高供电可靠性,通常将供电网连接成环形,使用户可以从两个方向获得电源,这种供电方式简称为环网供电。环网供电设备中的环网柜是核心开关设备,所述环网柜根据绝缘介质的不同又可以分为空气式环网柜、SF6气体绝缘环网柜、固体绝缘环网柜等。现有的气体绝缘环网柜主要采用SF6气体,由于SF6在1997年的防止地球变暖京都会议上被指定为温室效应气体而限制排放,从而期待不使用SF6气体的开关柜的诞生。高电压、大容量的环保气体绝缘环网柜在技术上、经济上均占有很大的优势,导致市场对充SF6的充气环网柜的需求在逐年递减,代替SF6充气环网柜的环保型环网柜将成为市场的主流,并逐渐取代SF6充气环网柜。综合来看,可以说环保型复合绝缘环网柜是最佳的完全不使用SF6气体的环保型环网柜。由于现有的环保型气体如氮气、干燥空气等绝缘性能远低于SF6气体的绝缘性能,同时为了满足与用户现有SF6环网柜的并柜问题,气箱的深度尽量保持不变,母联座的位置不能改变,因此需要提高隔离开关的绝缘能力,解决导电件相间和相对地的绝缘能力不足的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种不使用SF6气体绝缘材料的环保型气体绝缘环网柜,解决现有环网柜含SF6气体或其它影响环境的绝缘介质带来的破环环境的问题。本实用新型的总体构思:采用真空灭弧和复合绝缘技术,优化电场分布,提高环网柜的绝缘能力。
为了解决上述问题,本实用新型的技术方案是:一种环保气体绝缘环网柜,包括气箱1、隔离操动机构2、断路器操动机构3、母联座4、隔离开关5、极柱6、壳体7,其特征在于:隔离开关5采用双断口设计,3个极柱6并排排列,母联座4位于气箱1上部左右两侧,隔离开关5下方是断路器极柱6,极柱下方是套管18;隔离开关5的绝缘轴5.2的轴前端穿过轴承盖8,通过轴套9与隔离操动机构2的输出轴连接;绝缘轴5.2的轴前端与气箱1之间采用轴密封,密封胶圈位于轴承盖8内;隔离操动机构2下方是断路器操动机构3,断路器极柱6的真空灭弧室动端通过双头螺纹杆10连接绝缘拉杆11,绝缘拉杆11再与波纹管12连接,然后与断路器操动机构3的拉杆连接;波纹管12与气箱1采用O型圈密封;极柱6下出线端通过下馈线17与套管18连接;3个极柱6后出线端通过A相上馈线14、B相上馈线15、C相上馈线16与隔离开关的导电板5.5连接;隔离开关的主连接板通过竖排导电件13与母联座连接;气箱1底部还设有泄压组件和干燥剂组件。气箱1内充干燥空气或氮气。
泄压组件在环网柜遇到故障时,为气箱1内膨胀的气体提供主动向下通过电缆沟的泄压通道,保护相邻设备和人员的安全。气箱1正面上部装有气压表21或密度表,可以实时观察气箱1内绝缘气体的气压或密度变化。
干燥剂组件吸收气箱内部残留的水分,避免水汽降低电气绝缘能力。
气箱1上还设有观察窗20,由本体20.1、湿度试纸20.2、腔体20.4、密封槽20.5等组成。腔体20.4为观察通道。密封槽20.5内装密封胶圈与气箱内表面密封,防止气体泄漏。观察窗20由透明度高的塑料材料构成。观察窗本体20.1上具有一个斜面,以不超过观察面的一半为宜,斜面与本体的夹角30-60度,优选45度。湿度试纸20.2可用自攻螺钉20.3或粘胶固定在本体的斜面上。湿度试纸20.2根据水汽含量的不同显示不同的颜色,观察湿度试纸的颜色结合颜色与水汽含量的对比表就可以知道气箱内水汽的大致含量。带有斜面的一端装于气箱1内侧,位置正对接地开关的接地刀处。观察窗20用于观察接地刀状态,同时观察气箱内水汽含量。当水汽含量超标,需要抽出气箱内的绝缘气体,更换新的干燥环保绝缘气体,如干燥空气或氮气。
为了提高隔离开关的绝缘能力,隔离开关5采用了双断口设计。隔离开关5上部有主连接板绝缘梁5.1,上装有主连接板,主连接板上装有主连接板静刀5.1.1。隔离开关5中部左边(图3)装有导电板左绝缘梁5.3,右边装有接地铜排5.61和接地静刀5.6。接地铜排5.61上有接地紧固螺母5.62用于连接地线。隔离开关5下部有导电板下绝缘梁5.4,导电板左绝缘梁5.3和导电板下绝缘梁5.4上面固定有导电板,导电板上装有导电板左静刀5.31和导电板下静刀5.41。隔离开关5中间是可以旋转的绝缘轴5.2,绝缘轴5.2上有拐臂5.21,拐臂中间有方形孔,双触头刀片5.22穿过方形孔,并用销钉5.25穿过拐臂5.21上的固定孔和双触头刀片5.22的销钉孔5.28,固定拐臂5.21和双触头刀片5.22。两片双触头刀片5.22的触头5.26相对,通过压簧组件5.24穿过支撑孔5.27,提供两片双触头刀片5.22中间支撑和触头压力。绝缘轴5.2上法兰面5.23,可以提高相间的绝缘能力。绝缘轴5.2采用塑料加玻璃纤维材料制成。绝缘轴5.2可以整体开模,热塑加工。绝缘轴5.2也可以分为轴前端、拐臂、轴后端,通过花键形法兰轴和花键形法兰套对接,花键形法兰轴可以采用四齿或六齿或八齿结构。拐臂上设加强筋提高强度。
双触头刀片5.22两端各有两个触头5.26,一个支撑孔5.27和一个销钉孔5.28。双触头刀片5.22两端正中各开有一条缝,一直延伸到销钉孔5.28。触头5.25可以是铆接电力开关专用触头,也可以是双触头刀片5.22冲压成型,并进行硬化和镀银处理,提高其导电性能和耐磨性。双触头刀片5.22两端正中未开缝的情况下,由于装配存在公差和误差,两片双触头刀片5.22上的4个触点可能会接触受力不均,甚至会有1至2个触点悬空,带来接触不良的问题,并导致回路电阻增大,发热严重。为了解决此问题,在双触头刀片5.22两端正中各开有一条缝,两个触点各自受弹簧的压力与静刀保持有效连接。根据刀片材料及其厚度和可能施加的触头压力计算,双触头刀片5.22中心至支撑孔5.27中心距离20毫米至40毫米为宜,双触头刀片5.22中心至销钉孔5.28中心距离50毫米至80毫米为宜。双触头刀片5.22中心至支撑孔5.27中心优选距离30毫米,双触头刀片5.22中心至销钉孔5.28中心距离优选65毫米。
为了优化电场分布,导电连接件与各元器件的连接采用了均压件19。均压件19中间有螺钉孔19.1、螺帽沉孔19.2、均压圆环19.3组成。将螺钉穿过均压件19的螺钉孔19.1,螺帽沉入螺帽沉孔19.2,螺帽低于均压圆环19.3面。由于均压件19外表面是光滑、无毛刺和锋边的导电体,可以将螺帽可能存在的影响电场分布的毛刺、锋边等缺陷屏蔽在均压件内部,不影响对柜体内部电场分布。采用均压件后,可改善柜体内的电场。
除了采用均压技术外,环网柜内的导电件尽量采用圆柱形结构,并在导电件外表面增加一层绝缘材料,如套一层绝缘热缩管或喷涂绝缘树脂层或增加绝缘塑料间隔。采用复合绝缘技术后,可提高绝缘能力。
由于隔离开关5采用了双断口、旋转结构设计,隔离操动机构2就可以得到简化。隔离操动机构2采用主轴直接驱动绝缘轴5.2旋转,实现隔离开关合闸、分闸、接地功能。隔离操动机构2的框架由前板2.2板通过中前板立柱2.22连接中板2.1,中板2.1通过中后板立柱2.11连接后板构成。中前板立柱2.22有5个,中后板立柱2.11有4个。前板2.2上开有主轴操作孔2.51、活门操作孔2.23、定位扣操作孔2.31和指示牌观察窗。主轴2.5前端面与前板2.2之间有活门板2.21,活门板2.21上开有圆孔。活门板2.21有一个朝前板的折弯的活门手柄伸出活门操作孔。活门手柄水平移动,实现遮闭主轴操作孔2.51和打开主轴操作孔2.51的功能。活门及活门手柄也可以设计为垂直运动,实现遮闭主轴操作孔2.51和打开主轴操作孔2.51的功能。主轴2.5上固定有转盘2.7,转盘2.7上开有3个方形缺口与定位扣的方形凸块配合。转盘2.7上还装有3个滚子2.8。转盘2.7上开有3个方形缺口分别对应隔离开关的合闸、分闸、接地三个工位。定位扣2.3的方形凸块嵌入转盘2.7上方形缺口,则锁定了隔离开关5的状态。定位扣2.3的方形凸块脱离转盘2.7上方形缺口,则解除锁定可以操作隔离开关5。中板2.1上面还装有定位扣2.3、外锁扣2.4、内锁扣2.6,外锁扣2.4装在定位扣2.3上面的转轴上,外锁扣2.4、内锁扣2.6处于同一个平面。定位扣2.3有操作圆柄伸出前板2.2上的定位扣操作孔2.31,操作圆柄下方安装有复位拉簧2.12,给定位扣2.3一个向转盘2.7的力,支撑定位扣2.3的方形凸块嵌入转盘2.7上方形缺口并维持该状态。当操作员人员转动定位扣2.3的操作圆柄,克服复位拉簧2.12的力矩后,解除对转盘2.7的锁定。解除转盘锁定后,可以通过操作主轴2.5转动开关,转盘上的滚子顶住内锁扣2.6上的凸起,保持定位扣解锁状态,当转入到下一个开关状态时,滚子2.8脱离内锁扣2.6,在外锁扣拉簧2.13的驱动下,外锁扣2.4拉动内锁扣2.6向内运动,定位扣2.3复位拉簧2.12的驱动下嵌入下一个转盘2.7的方形孔。
隔离操动机构2还可以加装电机驱动主轴旋转,也可以加装弹簧机构驱动主轴旋转,减轻操作人员的劳动强度。
由于采用上述技术方案,本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果:
1.本实用新型气箱内采用干燥空气或氮气绝缘,无六氟化硫气体(SF6),环保、安全。
2.本实用新型采用了双断口设计、螺栓连接处采用了均压设计,提高了产品的绝缘能力。
3.本实用新型设计了观察窗,可以同步观察接地刀状态和气箱内湿度,便于运行人员作出准确判断,保证设备和人身的安全。
附图说明
图1为本实用新型环网柜去掉左侧板后的结构示意图。
图2为本实用新型环网柜正视图。
图3为本实用新型隔离开关隔离状态时的剖视图。
图4为本实用新型隔离开关的双触头刀片结构示意图。
图5为本实用新型观察窗剖视图。
图6为本实用新型隔离开关操动机构示意图。
图7为本实用新型均压件剖视图。
附图中的标号说明:气箱1、隔离操动机构2、中板2.1、中后板立柱2.11、复位拉簧2.12、外锁扣拉簧2.13、前板2.2、活门板2.21、中前板立柱2.22、活门操作孔2.23、外锁扣2.4、主轴2.5、内锁扣2.6、转盘2.7、滚子2.8、断路器操动机构3、母联座4、隔离开关5、主连接板绝缘梁5.1、主连接板静刀5.1.1、绝缘轴5.2、拐臂5.21、双触头刀片5.22、法兰面5.23、压簧组件5.24、销钉5.25、触头5.26、支撑孔5.27、销钉孔5.28、导电板左绝缘梁5.3、导电板左静刀5.31、导电板下绝缘梁5.4、导电板下静刀5.41、导电板5.5、接地静刀5.6、接地铜排5.61、接地紧固螺母5.62、极柱6、壳体7、轴承盖8、轴套9、双头螺纹杆10、绝缘拉杆11、波纹管12、竖排导电件13、A相上馈线14、B相上馈线15、C相上馈线16、下馈线17、套管18、均压件19、螺钉孔19.1、螺帽沉孔19.2、均压圆环19.3、观察窗20、本体20.1、湿度试纸20.2、自攻螺钉20.3、腔体20.4、密封槽20.5、气压表21。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型三工位开关弹簧驱动装置的具体实施方式作进一步的说明。
实施例1:一种环保气体绝缘环网柜,如图1-2所示,包括气箱1、隔离操动机构2、断路器操动机构3、母联座4、隔离开关5、极柱6、壳体7,其特征在于:隔离开关5采用双断口设计,3个极柱6并排排列,母联座4位于气箱1上部左右两侧,隔离开关5下方是断路器极柱6,极柱下方是套管18;隔离开关5的绝缘轴5.2的轴前端穿过轴承盖8,通过轴套9与隔离操动机构2的输出轴连接;绝缘轴5.2的轴前端与气箱1之间采用轴密封,密封胶圈位于轴承盖8内;隔离操动机构2下方是断路器操动机构3,断路器极柱6的真空灭弧室动端通过双头螺纹杆10连接绝缘拉杆11,绝缘拉杆11在波纹管12连接,然后与断路器操动机构3的拉杆连接;波纹管12与气箱1采用o型圈密封;极柱6下出线端通过下馈线17与套管18连接;3个极柱6后出线端通过A相上馈线14、B相上馈线15、C相上馈线16与隔离开关的导电板5.5连接;隔离力开关的主连接板通过竖排导电件13与母联座连接;气箱1底部还设有泄压组件和干燥剂组件。
为了提高隔离开关的绝缘能力,隔离开关5采用了双断口设计。结合图3,隔离开关5上部有主连接板绝缘梁5.1,上装有主连接板,主连接板上装有主连接板静刀5.11。隔离开关5中部左边装有导电板左绝缘梁5.3,右边装有接地铜排5.61和接地静刀5.6。隔离开关5中间是可以旋转的绝缘轴5.2,绝缘轴5.2上有拐臂5.21,拐臂中间有方形孔,双触头刀片5.22穿过方形孔,并用销钉5.25穿过拐臂5.21上的固定孔和双触头刀片5.22的销钉孔5.28,并将固定拐臂5.21和双触头刀片5.22。两片双触头刀片5.22的触头5.26相对,通过压簧组件5.24穿过支撑孔5.27,提供两片双触头刀片5.22中间支撑和触头压力。绝缘轴5.2上法兰面5.23,可以提高相间的绝缘能力。绝缘轴5.2采用塑料加玻璃纤维材料制成。绝缘轴5.2可以整体开模,热塑加工。绝缘轴5.2也可以分为轴前端、拐臂、轴后端,通过花键形法兰轴和花键形法兰套对接,花键形法兰轴采用六齿结构。拐臂5.21上设加强筋提高强度。结合图4,双触头刀片5.22两端各有两个触头5.26,一个支撑孔5.27和一个销钉孔5.28。双触头刀片5.22两端正中各开有一条缝,一直延伸到销钉孔5.28。触头5.25可以是铆接电力开关专用触头,也可以是双触头刀片5.22冲压成型,并进行硬化和镀银处理,提高其导电性能和耐磨性。双触头刀片5.22两端正中未开缝的情况下,由于装配存在公差和误差,两片双触头刀片5.22上的4个触点可能会接触受力不均,甚至会有1至2个触点悬空,带来接触不良的问题,并导致回路电阻增大,发热严重。为了解决此问题,在双触头刀片5.22两端正中各开有一条缝,两个触点各自受弹簧的压力与静刀保持有效连接。双触头刀片5.22中心至支撑孔5.27中心距离30毫米,双触头刀片5.22中心至销钉孔5.28中心距离65毫米。
气箱1上还设有观察窗20,结合图5,观察窗20由本体20.1、湿度试纸20.2、腔体20.4、密封槽20.5等组成。腔体20.4为观察通道。密封槽20.5内装密封胶圈与气箱内表面密封,防止气体泄漏。观察窗20由透明度高的塑料材料构成。观察窗本体20.1上具有一个斜面,以不超过观察面的一半为宜,斜面与本体的夹角45度。湿度试纸20.2可用自攻螺钉20.3固定在本体的斜面上。湿度试纸20.2根据水汽含量的不同显示不同的颜色,观察湿度试纸的颜色结合颜色与水汽含量的对比表就可以知道气箱内水汽的大致含量。带有斜面的一端装于气箱1内侧,位置正对接地开关的接地刀处。观察窗20用于观察接地刀状态,同时观察气箱内水汽含量。
结合图6,隔离操动机构2采用主轴直接驱动绝缘轴5.2旋转,实现隔离开关合闸、分闸、接地功能。隔离操动机构2的框架由前板2.2板通过中前板立柱2.22连接中板2.1,中板2.1通过中后板立柱2.11连接后板构成。中前板立柱2.22有5个,中后板立柱2.11有4个。前板2.2上开有主轴操作孔2.51、活门操作孔2.23、定位扣操作孔2.31和指示牌观察窗。主轴2.5前端面与前板2.2之间有活门板2.21,活门板2.21上开有圆孔。活门板2.21有一个朝前板的折弯的活门手柄伸出活门操作孔。活门手柄水平移动,实现遮闭主轴操作孔2.51和打开主轴操作孔2.51的功能。活门及活门手柄也可以设计为垂直运动,实现遮闭主轴操作孔2.51和打开主轴操作孔2.51的功能。主轴2.5上固定有转盘2.7,转盘2.7上开有3个方形缺口与定位扣的方形凸块配合。转盘2.7上还装有3个滚子2.8。转盘2.7上开有3个方形缺口分别对应隔离开关的合闸、分闸、接地三个工位。定位扣2.3的方形凸块嵌入转盘2.7上方形缺口,则锁定了隔离开关5的状态。定位扣2.3的方形凸块脱离转盘2.7上方形缺口,则解除锁定可以操作隔离开关5。中板2.1上面还装有定位扣2.3、外锁扣2.4、内锁扣2.6,外锁扣2.4装在定位扣2.3上面的转轴上,外锁扣2.4、内锁扣2.6处于同一个平面。定位扣2.3有操作圆柄伸出前板2.2上的定位扣操作孔2.31,操作圆柄下方安装有复位拉簧2.12,给定位扣2.3一个向转盘2.7的力,支撑定位扣2.3的方形凸块嵌入转盘2.7上方形缺口并维持该状态。当操作员人员转动定位扣2.3的操作圆柄,克服复位拉簧2.12的力矩后,解除对转盘2.7的锁定。解除转盘锁定后,可以通过操作主轴2.5转动开关,转盘上的滚子顶住内锁扣2.6上的凸起,保持定位扣解锁状态,当转入到下一个开关状态时,滚子2.8脱离内锁扣2.6,在外锁扣拉簧2.13的驱动下,外锁扣2.4拉动内锁扣2.6向内运动,定位扣2.3复位拉簧2.12的驱动下嵌入下一个转盘2.7的方形孔。
为了优化电场分布,导电连接件与各元器件的连接采用了均压件19。结合图7,均压件19中间有螺钉孔19.1、螺帽沉孔19.2、均压圆环19.3组成。将螺钉穿过均压件19的螺钉孔19.1,螺帽沉入螺帽沉孔19.2,螺帽低于均压圆环19.3面。
除了采用均压技术外,环网柜内的导电件尽量采用圆柱形结构,并在导电件外表面增加一层绝缘材料,如套一层绝缘热缩管。采用复合绝缘技术后,可提高绝缘能力。
本实施例通过采用双断口、复合绝缘、均压等技术手段,解决了环保气体(干燥空气、氮气或其它环保绝缘气体)绝缘能力不足的问题。本实用新型为我国电力开关设备提供了一种环保、安全的新产品。

Claims (7)

1.一种环保气体绝缘环网柜,包括气箱(1)、隔离操动机构(2)、断路器操动机构(3)、母联座(4)、隔离开关(5)、极柱(6)、壳体(7),其特征在于:隔离开关(5)采用双断口设计,母联座(4)位于气箱(1)上部左右两侧,隔离开关(5)下方是断路器极柱(6),极柱下方是套管(18);隔离开关(5)的绝缘轴(5.2)的轴前端穿过轴承盖(8),通过轴套(9)与隔离操动机构(2)的输出轴连接;绝缘轴(5.2)的轴前端与气箱(1)之间采用轴密封,密封胶圈位于轴承盖(8)内;隔离操动机构(2)下方是断路器操动机构(3),断路器极柱(6)的真空灭弧室动端通过双头螺纹杆(10)连接绝缘拉杆(11),绝缘拉杆(11)在与波纹管(12)连接,然后与断路器操动机构(3)的拉杆连接;波纹管(12)与气箱(1)采用o型圈密封;极柱(6)下出线端通过下馈线(17)与套管(18)连接;3个极柱(6)后出线端通过A相上馈线(14)、B相上馈线(15)、C相上馈线(16)与隔离开关的导电板(5.5)连接;隔离开关的主连接板通过竖排导电件(13)与母联座连接。
2.如权利要求1所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:气箱(1)内充干燥空气或氮气,气箱(1)上部还设有气压表(21)或密度表,底部还设有泄压组件和干燥剂组件。
3.如权利要求2所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:气箱(1)上部还设有观察窗(20),观察窗(20)上有本体(20.1)、湿度试纸(20.2)、腔体(20.4)、密封槽(20.5)。
4.如权利要求2或3所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:导电连接件与各元器件的连接采用了均压件(19),均压件(19)中间有螺钉孔(19.1)、螺帽沉孔(19.2)、均压圆环(19.3)组成。
5.如权利要求1所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:隔离开关(5)采用了双断口,隔离开关(5)上部有主连接板绝缘梁(5.1),上装有主连接板,主连接板上装有主连接板静刀(5.1.1);隔离开关(5)中部左边装有导电板左绝缘梁(5.3),右边装有接地铜排(5.61)和接地静刀(5.6);隔离开关(5)下部有导电板下绝缘梁(5.4),导电板左绝缘梁(5.3)和导电板下绝缘梁(5.4)上面固定有导电板,导电板上装有导电板左静刀(5.31)和导电板下静刀(5.41);绝缘轴(5.2)上有拐臂(5.21),拐臂中间有方形孔,双触头刀片(5.22)穿过方形孔,并用销钉固定拐臂(5.21)和双触头刀片(5.22)。
6.如权利要求5所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:双触头刀片(5.22)两端各有两个触头(5.26),一个支撑孔(5.27)和一个销钉孔(5.28);双触头刀片(5.22)两端正中各开有一条缝,一直延伸到销钉孔(5.28),双触头刀片(5.22)中心至支撑孔(5.27)中心距离20毫米至40毫米,双触头刀片(5.22)中心至销钉孔(5.28)中心距离50毫米至80毫米。
7.如权利要求1所述的一种环保气体绝缘环网柜,其特征在于:隔离操动机构(2)前板(2.2)上开有主轴操作孔(2.51)、活门操作孔(2.23)、定位扣操作孔(2.31)和指示牌观察窗,主轴(2.5)上固定有转盘(2.7),转盘(2.7)上开有方形缺口和滚子(2.8),中板(2.1)上面还装有定位扣(2.3)、外锁扣(2.4)、内锁扣(2.6)。
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