CN206595580U - 一种高压电器箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高压电器箱，包括箱体，在箱体内左侧，从箱体前侧向后侧依次设置有第一高压隔离开关、高压互感器、支撑绝缘子、高压接地开关；在箱体内的右侧，从箱体的前侧向后侧依次设置有第二高压隔离开关、真空断路器、避雷器、电流互感器；还包括设置于第一高压隔离开关前侧的第一高压输入电缆、设置于第二高压隔离开关前侧的第二高压输入电缆、穿过所述电流互感器的高压输出电缆；还包括安装于箱体的上、下表面的绝缘板。本实用新型合理设计高压电器箱结构，优化布置高压电器产品，有效保证了高压电器箱内部的绝缘性能，确保机车与动车组主电路的安全，同时将电器设备低压部分布置于良好的可视范围内，便于维修人员操作与检修。

Description

一种高压电器箱

技术领域

本实用新型涉及一种高压电器箱，尤其涉及一种交流电力机车和动车组用高压电器箱。

背景技术

在轨道交通行业中，高压电器设备是电力机车与动车组的重要组成部分，直接影响电力机车与动车组能否安全、可靠运行，从而影响行车安全及人员安全。

电力机车和动车组通过受电弓接触25kv电网获取电能，并通过真空断路器、高压隔离开关等所组成的主电路传递至变压器，从而为牵引系统提供动力。真空断路器、高压隔离开关、高压接地开关等高压电器易受到外部环境影响。当遇到雨雪天气时，高压电器易发生放电现象；当受到太阳强烈照射时，高压电器非金属部件将加剧老化；而受到国内雾霾天气的影响，高压电器易发生闪络现象。因此，将高压电器布置于车顶安装的方式存在较大的安全隐患，为机车与动车组的安全运行带来不利影响。因此，高压电器产品集成化设计得以发展。

目前，对于包含两个受电弓的电力机车和动车组，主电路中需要配置两个高压隔离开关，其相应的高压电器设备较多(需包含真空断路器、电压互感器等)，为保证在有限的空间内满足主电路连接要求、电气绝缘性能要求及可维修性要求，合理的高压电器设计与电器产品布置方式显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是针对包含两个受电弓的电力机车中高压电器设备的布置中存在的问题，提供一种高压电器箱，将高压电器设备合理的布置于高压电器箱内，以保证设备运行安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高压电器箱，包括箱体，其特征在于：在所述箱体内的左侧，从箱体的前侧向后侧依次设置有第一高压隔离开关、高压互感器、支撑绝缘子、高压接地开关；在所述箱体内的右侧，从箱体的前侧向后侧依次设置有第二高压隔离开关、真空断路器、避雷器、电流互感器；还包括设置于第一高压隔离开关前侧的第一高压输入电缆、设置于第二高压隔离开关前侧的第二高压输入电缆、穿过所述电流互感器的高压输出电缆；还包括安装于箱体的上、下表面的绝缘板。

在本实用新型中，各个电器设备是考虑到电路连接关系进行布置。由于高压电器箱内的电器设备的布置需满足绝缘性能的要求，即不等电位的点需保证一定的电气间隙，因此根据电路连接关系进行布置有利于保证电器设备的布置符合绝缘性能的要求。同时，考虑到安全性，将电路连接关系中相连接的电器设备布置在彼此靠近的位置，有利于减小了走线距离，保证安全性，而且走线更加整齐，使得箱体结构更加小巧紧凑，从而节省车顶安装空间。

由于在电路连接关系中，第一高压隔离开关、第二高压隔离开关、高压互感器均与真空断路器的一端连接，且真空断路器的输出端连接至高压接地开关的第一刀片，且高压接地开关上的第一刀片、第二刀片分别与支撑绝缘子上的第一簧片、第二簧片配合安装，因此在所述箱体内的左侧，从箱体的前侧向后侧依次设置有第一高压隔离开关、高压互感器、支撑绝缘子、高压接地开关，使得电器设备的布置与电路连接关系相符合，使得走线距离最短，相互连接的电器设备的距离最短。由于真空断路器的输出端与高压接地开关的第一刀片连接，且真空断路器输入端与高压接地开关的第二刀片连接，且避雷器、电流互感器均与真空断路器的输出端连接，因此在所述箱体内的右侧，从箱体的前侧向后侧依次设置有第二高压隔离开关、真空断路器、避雷器、电流互感器。由于第一高压输入电缆的一端、第二高压输入电缆的一端分别与第一高压隔离开关、第二高压隔离开关连接，因此将第一高压输入电缆设置于第一高压隔离开关前侧，将第二高压输入电缆设置于第二高压隔离开关前侧。由于高压输出电缆的另一端与车内电器连接，因此设置高压输出电缆穿过所述电流互感器。在箱体的上、下表面的设置绝缘板有利于保证高压电器箱内的绝缘要求。

进一步地，所述第一高压隔离开关、第二高压隔离开关对称安装于箱体的左侧、右侧。

进一步地，所述高压互感器设置于所述真空断路器左侧。由于真空断路器的输入端与高压互感器连接，因此，将高压互感器设置于所述真空断路器左侧，可以减少走线长度，有利于电器设备的布置。

进一步地，所述高压接地开关上设置有第一刀片、第二刀片；所述第一高压隔离开关的动触头、第二高压隔离开关的动触头分别与第一高压输入电缆的一端、第二高压输入电缆的一端连接；所述第一高压隔离开关的静触头、第二高压隔离开关的静触头、高压互感器均与真空断路器的输入端连接，所述避雷器、高压输出电缆、电流互感器均与真空断路器的输出端连接；所述真空断路器的输出端、输入端分别与高压接地开关的第一刀片、第二刀片连接。

进一步地，所述真空断路器的输出端与第一刀片的连接、所述避雷器与真空断路器的输出端的连接、所述高压互感器与第二刀片的连接、所述高压互感器与真空断路器的输入端的连接均通过绝缘包裹的软铜绞线进行连接。由于软铜绞线便于安装，且软铜绞线具有较大的截面积，因此软铜绞线的导流面积可以满足高压电气中电流要求。

进一步地，所述箱体内还设置有制冷设备。制冷设备能够检测箱体内部温度。当温度超过设定监测值时，制冷设备启动制冷，保证箱体维持于设定工作温度范围内。

进一步地，所述箱体上设置有检修窗口，所述检修窗口设置于所述真空断路器右侧的箱体上。在真空断路器3的安装位置的箱体上设置检修窗口，即在真空断路器的低压部分设置检修窗口，便于对低压部分进行检修。

进一步地，所述箱体为密封结构。

进一步地，所述箱体采用铝合金材料制成。

进一步地，所述绝缘板的绝缘材料为硅橡胶或环氧树脂或玻璃面板。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)本实用新型的高压电器箱可以在保证各高压电器电气间隙的要求下，提供密封干燥的工作环境，有效避免高压电器的放电与闪络，保证机车与动车组的运行；

(2)本实用新型的高压电器箱具有结构紧凑、工作环境良好、占用空间小、易于检修与维护等特点，有效保证高压电器的电气性能；

(3)本实用新型将高压隔离开关、真空断路器、避雷器、电流互感器、高压接地开关、支撑绝缘子、高压互感器等高压电器进行集成，配合箱体内的绝缘板的绝缘作用，保证了电器箱的电气性能，避免受到例如雨、雪、雾霾等天气和外界环境的影响，避免了高压电器产品的放电与污闪现象，提高了产品的使用寿命；

(4)本实用新型的高压电器箱能够保证高压电器产品的电气性能，并通过设置绝缘板为其提供良好的绝缘性能；

(5)本实用新型保证了高压电器箱的可维修性。通过设置检修窗口，方便检修人员的操作；

(6)通过设置绝缘板，缩短了高压电器产品与箱体上下表面的电气间隙，使得箱体结构更加小巧紧凑，从而节省车顶安装空间；

(7)电器设备布置空间利用合理，实现了合理的布线方案，满足各电器产品间电气间隙与爬电距离的要求，保证高压电器箱的绝缘性能。

本实用新型中，将主电路中高压电器产品合理布置，设计出结构紧凑、绝缘性能优良、易于维修的高压电器箱，以减少外界环境的影响。

本实用新型合理设计高压电器箱结构，优化布置高压电器产品，有效保证了高压电器箱内部的绝缘性能，确保机车与动车组主电路的安全，同时将电器设备低压部分布置于良好的可视范围内，便于维修人员操作与检修。通过本实用新型的装置的布置，可以使得相互连接的各个高压电器设备的距离较短，从而实现较短的走线距离，同时保证了高压电器箱的安全。

附图说明

图1为本实用新型的高压电器箱的结构的俯视示意图，图中箭头方向表示箱体的前、后方向与左、右方向；

图2为本实用新型的高压电器箱的电气原理图。

图中，11、第一高压输入电缆，12、第二高压输入电缆，21、第一高压隔离开关，22、第二高压隔离开关，211、第一静触头，212、第一动触头，221、第二静触头，222、第二动触头，3、真空断路器，4、避雷器，5、电流互感器，6、高压输出电缆，7、绝缘板，8、箱体，9、高压接地开关，91、第一刀片，92、第二刀片，10、支撑绝缘子，101、第一簧片，102、第二簧片，20、高压互感器，30、制冷设备，401、第一受电弓，402、第二受电弓，50、车内电器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例

高压电器箱可以安装于交流电力机车和动车组的车顶或车下。

图1为本实用新型的高压电器箱的结构的俯视示意图，图中箭头方向表示箱体的前、后方向与左、右方向。图中标识的箭头方向所指示的前、后、左、右方向仅起到便于说明本实用新型的作用，并不对本实用新型的高压电器箱内电器元件的布置位置及高压电器箱的方向起到限制。图2为本实用新型的高压电器箱的电气原理图。

如图1-图2所示，本实施方式提供的高压电器箱包括箱体8，箱体8内设置有高压输入电缆、避雷器4、电流互感器5、高压输出电缆6、绝缘板7、支撑绝缘子10、高压互感器20、制冷设备30、高压隔离开关、真空断路器3、高压接地开关9，高压互感器20。高压输入电缆包括第一高压输入电缆11、第二高压输入电缆12，高压隔离开关包括第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22。

在所述箱体8内的左侧，从箱体8的前侧向后侧依次设置有第一高压隔离开关21、高压互感器20、支撑绝缘子10、高压接地开关9；在所述箱体8内的右侧，从箱体8的前侧向后侧依次设置有第二高压隔离开关22、真空断路器3、避雷器4、电流互感器5；还包括设置于第一高压隔离开关21前侧的第一高压输入电缆11、设置于第二高压隔离开关22前侧的第二高压输入电缆12、穿过所述电流互感器5的高压输出电缆6；还包括安装于箱体8的上、下表面的绝缘板7。高压互感器20设置于真空断路器3左侧。

真空断路器3的输出端与第一刀片91的连接、所述避雷器4与真空断路器3的输出端的连接、所述高压互感器20与第二刀片92的连接、所述高压互感器20与真空断路器3的输入端的连接均通过绝缘包裹的软铜绞线进行连接。由于软铜绞线便于安装，且软铜绞线具有较大的截面积，软铜绞线的导流面积可以满足高压电气中电流要求，因此设置软铜绞线。

本实用新型的高压电器箱电气原理图，如附图2所示。高压电器箱内的各部件按照电气原理图的要求进行相互连接。

第一受电弓401、第二受电弓402分别与电网连接；第一高压输入电缆11的一端与第一高压隔离开关21的动触头连接，另一端与第一受电弓401连接；第二高压输入电缆12的一端与第二高压隔离开关22的动触头连接，另一端与第二受电弓402连接；第一高压隔离开关21的静触头、第二高压隔离开关22的静触头、高压互感器20均与真空断路器3的输入端连接，避雷器4、高压输出电缆6、电流互感器5均与真空断路器3的输出端连接；真空断路器3的输出端、输入端分别与支撑绝缘子10的下接线端、上接线端连接，其中，下接线端、上接线端分别为设置于高压接地开关9上的第一刀片91、第二刀片92。

本实用新型的高压电器箱的具体装置设备如下：

(1)箱体

箱体8为密封结构，防护等级(IP等级)为IP56。箱体8采用铝合金材料焊接而成，其内部焊接各个部件的安装座。箱体8的上下表面，即箱体8的内部的底面和上盖下表面安装有绝缘板7，保证箱体内部的绝缘要求以及箱体内的散热与通风。箱体8的左侧、右侧对称安装有第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22。箱体8左侧安装高压互感器20。

箱体8的侧壁安装制冷设备30，保证箱体内具有适宜的工作环境温度。本实施例中，制冷设备30安装在箱体8的前侧面，且制冷设备30与高压输入电缆保持足够的电气间隙。

箱体8的侧面设置检修窗口，优选设置在箱体8的右侧面，即设置在真空断路器3旁边的箱体8的右侧面。

(2)高压输入电缆

第一高压输入电缆11、第二高压输入电缆12设置于箱体8中，第一高压输入电缆11、第二高压输入电缆12一端分别与第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22连接，第一高压输入电缆11、第二高压输入电缆12的另一端分别与设置于箱体8外面的第一受电弓401、第二受电弓402连接。

(3)高压隔离开关

第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22分别布置于箱体8中的左侧、右侧，优选对称布置。第一高压隔离开关21的低压部件、第二高压隔离开关22的低压部件分别靠近箱体8的左侧面、右侧面安装。第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22采用单绝缘子高压隔离开关，其支撑绝缘子一端连接高压输入电缆，另一端连接真空断路器3输入端。第一高压隔离开关21的动触头、第二高压隔离开关22的动触头分别与第一高压输入电缆11、第二高压输入电缆12连接；第一高压隔离开关21的静触头、第二高压隔离开关22的静触头均安装于真空断路器3的输入端，第一高压隔离开关21的静触头、第二高压隔离开关22的静触头优选为安装于真空断路器3的输入端的刀片。第一高压隔离开关21的静触头一侧为刀片，另一侧的动触头为闸刀，动触头与高压输入电缆11安装。第二高压隔离开关22的静触头一侧为刀片，另一侧的动触头为闸刀，动触头与高压输入电缆12安装。

(4)真空断路器

真空断路器3安装于箱体8右侧中部的安装座上，真空断路器3的低压部件安装于箱体8右侧面附近。真空断路器3采用一体式真空断路器，真空断路器3的输入端分别与第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22、高压互感器20、支撑绝缘子10连接，其输出端分别与避雷器4、高压输出电缆6以及电流互感器5相连接。

真空断路器3的高压部分输入端的刀片分别与第一高压隔离开关21、第二高压隔离开关22的闸刀相连。真空断路器3的输出端通过软铜绞线连接至高压接地开关9的第一刀片91，即将真空断路器的3输出端引入第一刀片91处。真空断路器3输入端引入第二刀片92处。

真空断路器3的右侧靠近箱体8的部分为低压部分，低压部分的左侧为高压部分，在真空断路器3的右侧的箱体8上设置检修窗口，即在真空断路器3的低压部分设置检修窗口，便于对低压部分进行检修。真空断路器3后侧安装避雷器4。

(5)避雷器

避雷器4通过绝缘包裹的软铜绞线连接至真空断路器3的输出端，同时避雷器4连接高压输出电缆6与电流互感器5。

(6)电流互感器

电流互感器5固定于箱体8的右后侧面。

(7)高压输出电缆

高压输出电缆6穿过电流互感器5以及箱体8，高压输出电缆6的另一端与车内电器连接。车内电器包括变压器、牵引系统等。

(8)高压互感器

高压互感器20后侧安装支撑绝缘子10，并用绝缘包裹的软铜绞线连接高压互感器20与高压接地开关9的第二刀片92，以便将真空断路器3输入端引入第二刀片92处。高压互感器20通过绝缘包裹的软铜绞线连接至真空断路器3的输入端。

使用高压互感器20可以将高电压与电气工作人员隔离。高压互感器20的底座接地，即其底座与箱体8的地连接。高压互感器20的二次侧接地。高压互感器有11用于检测网压，读取网压值。若网压不正确，则切断高压部分，即令真空断路器3与高压接地开关9互相连接)，或令第一受电弓401、第二受电弓402升弓。

(9)支撑绝缘子

支撑绝缘子10后侧安装高压接地开关9。支撑绝缘子10上设置有第一簧片101、第二簧片102。

(10)高压接地开关

高压接地开关9安装于箱体8的左侧面靠近后侧的部分，其手柄与钥匙裸露与箱体之外。高压接地开关9上设置有第一刀片91、第二刀片92。高压接地开关9的第一刀片91、第二刀片92分别与支撑绝缘子10的第一簧片101、第二簧片102配合安装。

如图1所示，当高压接地开关9处于接地位时，高压接地开关9上的转杆上的第一刀片91、第二刀片92分别滑入第一簧片101、第二簧片102处；当其处于工作位时，转杆转动到远离支撑绝缘子10的位置，使得第一刀片91、第二刀片92分别远离支撑绝缘子10的第一簧片101、第二簧片102。

(11)绝缘板

绝缘板7采用硅橡胶、环氧树脂、玻璃面板(不仅限于此三种)等能够满足绝缘性能要求的材料制成。在箱体8内设置绝缘板7可以保证箱体8内部的绝缘要求。

(12)制冷设备

制冷设备30能够检测箱体内部温度。当温度超过设定监测值时，制冷设备30启动制冷，保证箱体8的内部温度维持于设定工作温度范围内。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种高压电器箱，包括箱体(8)，其特征在于：在所述箱体(8)内的左侧，从箱体(8)的前侧向后侧依次设置有第一高压隔离开关(21)、高压互感器(20)、支撑绝缘子(10)、高压接地开关(9)；在所述箱体(8)内的右侧，从箱体(8)的前侧向后侧依次设置有第二高压隔离开关(22)、真空断路器(3)、避雷器(4)、电流互感器(5)；还包括设置于第一高压隔离开关(21)前侧的第一高压输入电缆(11)、设置于第二高压隔离开关(22)前侧的第二高压输入电缆(12)、穿过所述电流互感器(5)的高压输出电缆(6)；还包括安装于箱体(8)的上、下表面的绝缘板(7)。

2.根据权利要求1所述的高压电器箱，其特征在于：所述第一高压隔离开关(21)、第二高压隔离开关(22)对称安装于箱体(8)的左侧、右侧。

3.根据权利要求1所述的高压电器箱，其特征在于：所述高压互感器(20)设置于所述真空断路器(3)左侧。

4.根据权利要求1所述的高压电器箱，其特征在于：所述高压接地开关(9)上设置有第一刀片(91)、第二刀片(92)；所述第一高压隔离开关(21)的动触头、第二高压隔离开关(22)的动触头分别与第一高压输入电缆(11)的一端、第二高压输入电缆(12)的一端连接；所述第一高压隔离开关(21)的静触头、第二高压隔离开关(22)的静触头、高压互感器(20)均与真空断路器(3)的输入端连接，所述避雷器(4)、高压输出电缆(6)、电流互感器(5)均与真空断路器(3)的输出端连接；所述真空断路器(3)的输出端、输入端分别与高压接地开关(9)的第一刀片(91)、第二刀片(92)连接。

5.根据权利要求1所述的高压电器箱，其特征在于：所述真空断路器(3)的输出端与第一刀片(91)的连接、所述避雷器(4)与真空断路器(3)的输出端的连接、所述高压互感器(20)与第二刀片(92)的连接、所述高压互感器(20)与真空断路器(3)的输入端的连接均通过绝缘包裹的软铜绞线进行连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的高压电器箱，其特征在于：所述箱体(8)内还设置有制冷设备(30)。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的高压电器箱，其特征在于：所述箱体(8)上设置有检修窗口，所述检修窗口设置于所述真空断路器(3)右侧的箱体(8)上。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的高压电器箱，其特征在于：所述箱体(8)为密封结构。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的高压电器箱，其特征在于：所述箱体(8)采用铝合金材料制成。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的高压电器箱，其特征在于：所述绝缘板(7)的绝缘材料为硅橡胶或环氧树脂或玻璃面板。