CN205882453U - 开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关柜，主要涉及电气设备领域，包括外柜、断路器柜和气体检测控制系统，气体检测控制系统包括检测主机、报警器和检测器；断路器柜设置于外柜内，检测器包括用于测量SF₆气体浓度且将数据传输至检测主机的单气检测探头，单气检测探头设置于断路器柜内，单气检测探头检测的SF₆气体浓度小于预设阈值时检测主机控制报警器报警，本开关柜包含的气体检测控制系统，能更有效的解决泄露发现不及时以及开关柜内被检测气体弥漫速度以及范围不确定性的问题，最大限度保障了人员安全，避免出现电气事故。

Description

开关柜

技术领域

本实用新型主要涉及电气设备领域，具体而言，涉及一种开关柜。

背景技术

开关柜内的主要构件为断路器柜，断路器柜内的断路器在开断过程中，会产生电弧，电弧是高温、高导电的游离气体，它不仅对触头有很大的破坏作用，而且使断开电路的时间延长，关键是对人体来说，非常危险。而SF6作为一种绝缘气体，具有优异的冷却电弧特性，特别是在开关设备有电弧高温的作用下产生较高的冷却效应，避免局部高温的可能性，在断路器柜内运用非常广泛。

但是在断路器操作过程中，由于电弧、电晕、火花放电和局部放电、高温等因素影响下，SF6气体会进行分解，它的分解物遇到水分后会变成高毒性分解物、腐蚀性电解质。

而安装SF₆断路器的室内空间一般都较密闭，一旦发生SF₆气体泄漏，由于空气流通极其缓慢，毒性分解物在室内沉积，不易排出，从而对进入SF₆开关室的工作人员产生极大的危险，而且，由于SF₆气体的比重较氧气大。当发生SF₆气体泄漏时SF₆气体将在低层空间积聚，造成局部缺氧。使人窒息。另一方面，由于SF₆气体本身无色无味，发生泄漏后不易让人察觉，这就增加了对进入泄漏现场工作人员的潜在危险性，严重威胁人员的安全和健康.甚至造成恶性事故。

现有技术中有很多SF₆气体检测装置，但其检测SF₆气体的方式都比较单一，而且具有一定的检测范围的局限性，无法精确地、及时地反应SF₆气体的泄漏情况。

实用新型内容

本实用新型提供了一种开关柜，使上述的问题得到有效改善。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型的实施例提供了一种开关柜，包括外柜、断路器柜和气体检测控制系统，所述断路器柜设置于所述外柜内；

所述气体检测控制系统包括检测主机、报警器和检测器，所述检测器包括用于测量SF₆气体浓度且将数据传输至所述检测主机的单气检测探头，所述单气检测探头设置于所述断路器柜内，所述单气检测探头检测的SF₆气体浓度小于预设阈值时所述检测主机控制所述报警器报警。

可选的，所述断路器柜内的底部设置有与所述单气检测探头相匹配的卡环，所述单气检测探头卡设于所述卡环内。

可选的，所述检测器还包括用于测量SF₆气体的浓度和氧气的浓度且将数据传输至所述检测主机的双气检测探头，所述双气检测探头与所述检测主机电连接，所述双气检测探头设置于所述外柜内的底部。

可选的，所述外柜的外壁安装有显示器，所述显示器与所述检测主机电连接，且所述显示器用于显示所述检测主机输出的所述外柜内的SF₆气体的浓度和氧气的浓度以及所述断路器柜内SF₆气体的浓度。

可选的，所述外柜内设置有风机控制器，所述风机控制器与所述检测主机电连接，所述外柜的每个侧壁均设置有对所述外柜内部进行送气和排气的风机，所述风机与所述风机控制器电连接，所述检测主机通过所述风机控制器控制所述风机。

可选的，所述报警器包括原位报警器和远程报警器，所述原位报警器安装于所述外柜的外侧壁，所述原位报警器与所述检测主机电连接，所述远程报警器与所述检测主机电连接，所述原位报警器和所述远程报警器均为声光报警器。

可选的，所述气体检测控制系统还包括远程监控器，所述远程监控器通过与所述检测主机的连接远程监控所述检测主机内的数据。

可选的，所述外柜内设置有温湿度变送器，所述温湿度变送器安装于所述外柜的内侧壁并与所述检测主机电连接。

可选的，所述检测主机与所述检测器之间通过24V电源线和通信485信号线连接，所述检测主机与所述风机控制器之间通过24V电源线和通信485信号线连接。

可选的，所述外柜内安装有用于打印所述检测主机内数据的打印设备，所述打印设备包括打印机和设置于所述外柜外侧壁的用于控制所述打印机打印输出的操作台，所述外柜侧壁设置有与所述打印机连通的纸张出口，所述打印机与所述检测主机通过RS485线连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于将本开关柜内的SF₆气体检测装置的检测探头布置于断路器柜内，而且断路器柜内的检测探头只针对SF₆气体的浓度进行检测，能够避免因为开关柜内被检测气体弥漫速度以及范围不确定性导致测量不准确的问题，并且，在开关柜的外部设置有由检测主机控制的报警器，使得SF₆气体和氧气的实时数据得到及时反馈，能更有效的解决泄露发现不及时的问题，最大限度保障了人员安全，避免了电气故障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的开关柜的部分剖面结构示意图；

图2是图1的开关柜的俯视图；

图3是图2的检测主机的结构示意图；

图4是图1的开关柜的正立面图。

图中：

开关柜100；

外柜10；

断路器柜20，卡环201，断路器202；

气体检测控制系统30；

检测主机301，主机本体3011，输出端3012，输入端3013，分析控制器3014；

检测器302，单气检测探头3021，双气检测探头3022；

报警器303，远程报警器3031，原位报警器3032；

远程监控器304；

风机控制器305；

风机306；

显示器307；

操作台308；

温湿变送器309；

打印设备310。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”“底”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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参照图1所示，本实用新型提供了一种开关柜100，包括外柜10、断路器柜20和气体检测控制系统30。

外柜10为立方体型，外柜10的一侧设置有柜门，外柜10的底部设置有供电缆通过的电缆通道，外柜10内主要有断路器柜20、多个开关、操作机构等，外柜10柜壁由金属材料制成，外柜10的底部设置有绝缘材料，如：绝缘橡胶、绝缘板等，外柜10的主要作用是将内部带电设备与外部相环境隔离，也是为了保护柜内的重要电气设备元件。

断路器柜20设置在外柜10内，断路器柜20内设置有断路器202，断路器202在断路器柜20内处于封闭状态，断路器202的主要作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证设备的安全运行。

请参照图2所示，气体检测控制系统30包括检测主机301、报警器303、检测器302、显示器307、远程监控器304、温湿变送器309、风机控制器305、风机306和打印设备310。

检测主机301设置在外柜10内，检测主机301作为气体检测控制系统30的核心机构，其具备检测、分析和控制等功能，实现气体检测控制系统30的智能化和自动化。

请参照图3所示，检测主机301包括主机本体3011、输出端3012、输入端3013和分析控制器3014，输入端3013和输出端3012设置于主机本体3011的相对的两侧，分析控制器3014设置在主机本体3011的内部，输入端3013和输出端3012主要用来为外部设备提供连接接口，分析控制器3014分析外部设备传输来的信号得出结论并对外部设备发出动作指令。

请参照图2所示，报警器303与检测主机301通过信号线连接，当检测主机301内的数据超过预设的阈值的时候，报警器303在检测主机301的控制下发出报警信号，警示操作者注意开关柜100内的危险因素。报警器303包括原位报警器3032和远程报警器3031。

原位报警器3032设置在外柜10的外侧，为了使原位报警器3032起到更容易警示操作者的作用，将原位报警器3032设置在外柜10的侧壁比较显眼的位置，并且将原位报警器3032设置成声光报警器303。远程报警器3031设置在开关柜100外，具体位置为操作者经常出入或者经常有人值守的位置，如小区监控室等；远程报警器3031同样设置为声光报警器303，远程报警器3031可以使操作者在离开关柜100较远的位置就能感知危险信号，从而采取应对措施，因为开关柜100内设有高压设备和能够致命的危险气体存在的可能性，所以，远程报警器3031能够起到很好的预警作用。

在本实施例中，检测器302包括只能测量SF₆气体浓度的单气检测探头3021和能够同时测量氧气浓度和SF₆气体浓度的双气检测探头3022，单气检测探头3021和双气检测探头3022分别与检测主机301通过24V电源线和通信485信号线连接，并能够将外柜10内SF₆气体和氧气的浓度及断路器柜20内的SF₆气体浓度传递给检测主机301。

由于SF₆气体在没有泄露或者在远离双气检测探头3022的位置泄露时，双气检测探头3022是无法检测到SF₆气体浓度的，而断路器柜20内基本上充满SF₆气体且SF₆气体的浓度是一个预先设定的浓度范围，所以在断路器柜20内设置专门测量SF₆气体浓度的单气检测探头3021，能够直接地、及时地测量出断路器柜20内SF₆气体的实时浓度。而本检测器302的设置方式是，在外柜10内和断路器柜20内同时设置检测探头，能够做到SF₆气体检测的双重保险。

单气检测探头3021的数量为四个，也可以是其他的一个以上的任意数量。断路器柜20内的四个底角分别设置有一个与单气检测探头3021相匹配的卡环201，单气检测探头3021可拆卸的卡设在卡环201上。因为SF₆气体的密度比空气重，所以需要将单气检测探头3021设置在断路器柜20的底部；又因为SF₆气体密封在断路器202周围，而SF₆气体在断路器柜20内的分布的密度不可能完全一致，当仅设置一个单气检测探头3021在单一的位置时，有可能远离这个单气检测探头3021的位置恰好是SF₆气体泄露或者SF₆气体消耗比较多的位置，而单气检测探头3021只能检测其周围小范围的SF₆气体的浓度，会造成检测结果与实际情况不符；所以设置四个单气检测探头3021，并分布于断路器柜20的四个底角，检测主机301在得到四个单气检测探头3021测得数据后会进行汇总和分析，得出平均值，而该平均值是最接近断路器柜20内SF₆气体浓度的实际值。

双气检测探头3022设置在外柜10内，用于检测氧气浓度和泄露的SF₆气体的浓度，因为操作人员通常情况下只会在外柜10内进行操作，所以需要测量外柜10内的氧气的含量，与前述的单气检测探头3021类似的，双气检测探头3022的位置同样设置在外柜10内的底部，双气检测探头3022的数量可以设置一个，也可以设置多个。

在本实施例中，显示器307可以单独设置，也可以利用原有的显示设备作为本气体检测控制系统30的显示装置，显示器307与检测主机301电连接，且显示器307用于显示检测主机301输出的外柜10内的SF₆气体的浓度和氧气的浓度以及断路器柜20内SF₆气体的浓度。

远程监控器304与检测主机301电连接，并可显示检测主机301内的数据和开关柜100的实时影像，虽然本气体检测控制系统30设置有报警器303，但是当报警器303出现问题而操作者未发现异常情况时，而发生事故时，第三人可以在最短时间内得知现场情况，并采取补救措施。

温湿变送器309安装于外柜10的内侧壁，温湿变送器309主要是用来测量外柜10内温度和湿度的装置，温湿变送器309与检测主机301电连接，因为开关柜100内具有高压的环境，而当温湿度超过一定数值时，SF₆气体能够在电弧的作用下与产生化学反应生成有毒气体，所以对开关柜100内的温湿度同样需要进行检测和控制。

风机控制器305和风机306使配合起来使用的，风机控制器305与检测主机301通过连接线连接，外柜10的每个侧壁均设置有对外柜10内部进行送气和排气的风机306，风机306与风机控制器305电连接，检测主机301通过风机控制器305控制风机306。当检测主机301通过检测器302检测到氧气低于预设的阈值的情况时，会通过风机控制器305对风机306发出指令，风机306从外部往开关柜100内送气。当检测主机301通过检测器302检测到SF₆气体泄露情况或者温湿度过大时，会通过风机控制器305对风机306发出指令，风机306将柜内的气体排出使开关柜100内的气体、温湿度达到安全范围，风机306停止运转，所有的送气和排气过程都是由检测主机301自动完成。

请参照图4所示，外柜10内安装有用于打印检测主机301内数据的打印设备310，打印设备310包括打印机和设置于外柜10外侧壁的用于控制打印机打印输出的操作台308，外柜10侧壁设置有与打印机连通的纸张出口，打印机与检测主机301通过RS485线连接，打印设备310可以之间将检测主机301的测量数据和分析数据打印出来，不需要再由操作人员采用原始的手动记录方式，且不需要打开开关柜100，在开关柜100的操作台308就可以进行打印操作，方便操作人员了解开关柜100的阶段工作状态和实时工作状态。

综上所述，由于开关柜100内设置的气体检测控制系统30，能够通过检测主机301控制报警器303、检测器302、显示器307、远程监控器304、温湿变送器309、风机控制器305、风机306等设备的共同作用，达到准确判断开关柜100内的气体、温湿度情况，并及时作出反馈，最大程度上做到了防范的及早性和精确性，最大限度保障了人员安全，避免了电气故障。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关柜，其特征在于，包括外柜、断路器柜和气体检测控制系统，所述断路器柜设置于所述外柜内；

所述气体检测控制系统包括检测主机、报警器和检测器，所述检测器包括用于测量SF₆气体浓度且将数据传输至所述检测主机的单气检测探头，所述单气检测探头设置于所述断路器柜内，所述单气检测探头检测的SF₆气体浓度小于预设阈值时所述检测主机控制所述报警器报警。

2.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述断路器柜内的底部设置有与所述单气检测探头相匹配的卡环，所述单气检测探头卡设于所述卡环内。

3.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述检测器还包括用于测量SF₆气体的浓度和氧气的浓度且将数据传输至所述检测主机的双气检测探头，所述双气检测探头与所述检测主机电连接，所述双气检测探头设置于所述外柜内的底部。

4.根据权利要求3所述的开关柜，其特征在于，所述外柜的外壁安装有显示器，所述显示器与所述检测主机电连接，且所述显示器用于显示所述检测主机输出的所述外柜内的SF₆气体的浓度和氧气的浓度以及所述断路器柜内SF₆气体的浓度。

5.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述外柜内设置有风机控制器，所述风机控制器与所述检测主机电连接，所述外柜的每个侧壁均设置有对所述外柜内部进行送气和排气的风机，所述风机与所述风机控制器电连接，所述检测主机通过所述风机控制器控制所述风机。

6.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述报警器包括原位报警器和远程报警器，所述原位报警器安装于所述外柜的外侧壁，所述原位报警器与所述检测主机电连接，所述远程报警器与所述检测主机电连接，所述原位报警器和所述远程报警器均为声光报警器。

7.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，气体检测控制系统还包括远程监控器，所述远程监控器通过与所述检测主机的连接远程监控所述检测主机内的数据。

8.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述外柜内设置有温湿度变送器，所述温湿度变送器安装于所述外柜的内侧壁并与所述检测主机电连接。

9.根据权利要求5所述的开关柜，其特征在于，所述检测主机与所述检测器之间通过24V电源线和通信485信号线连接，所述检测主机与所述风机控制器之间通过24V电源线和通信485信号线连接。

10.根据权利要求1所述的开关柜，其特征在于，所述外柜安装有用于打印所述检测主机内数据的打印设备，所述打印设备包括打印机和设置于所述外柜外侧壁的用于控制所述打印机打印输出的操作台，所述外柜侧壁设置有与所述打印机连通的纸张出口，所述打印机与所述检测主机通过RS485线连接。