CN207925193U - 套管组件和包括这样的套管组件的高压开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种套管组件，该套管组件布置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上，使得所述隔室互相联接，所述套管组件包括：套管，其主体由绝缘材料构成，电极设置在套管的中心，用于隔室之间的电气连接；型材，其由金属材料构成，设置在套管与套管之间或套管与分隔板之间，用于支撑所述套管。该型材的轮廓被倒圆，以消除型材轮廓上的尖锐的边缘。本实用新型还涉及一种包括这样的套管组件的高压开关柜。

Description

套管组件和包括这样的套管组件的高压开关柜

技术领域

本实用新型涉及一种套管组件，该套管组件布置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上，使得所述隔室互相联接。所述套管组件具备良好的介电耐受能力，能够提高高压开关柜的耐受电压，诸如短时工频耐受电压、雷电冲击耐受电压等。本实用新型还涉及包括这样的套管组件的高压开关柜。

背景技术

高压开关柜已知可用于电动机、变压器、电容器等大多数配电线路中，为这些线路提供可靠的集中控制及保护功能。高压开关柜通常具有多个功能隔室，例如典型地设置有断路器室、母线隔室、电缆隔室、继电器仪表隔室等。各隔室之间由分隔板分隔，所述分隔板与高压开关柜的柜体外壳、挡板等部件配合，形成各个隔室的外壳。一般地，高压开关柜的隔室之间满足国际标准IEC 60529的IP2X防护等级要求。

此外，构成各个隔室的外壳的分隔板或挡板等应当由导电的金属材料形成，构成了隔室之间的金属隔离。金属隔离可以接地，以形成良好的电气隔离，提高高压开关柜的耐受电压，诸如短时工频耐受电压、雷电冲击耐受电压等。但是，高压开关柜内的开关装置或控制装置等通常具有非金属的外壳或挡板，从而形成了绝缘区域。一般地，如果绝缘区域的尺寸，即两个不连续的金属隔离部件之间的最大距离，都小于12.5mm，则该隔离可以称为金属隔离。

为了各个隔室之间的互相联接，高压开关柜还设置有穿过分隔板的套管。通常地，套管的主体结构由环氧树脂或片状模塑料(SMC)等绝缘材料构成。电极设置在套管的中心，用于隔室之间的电气连接。多个套管之间以及套管和分隔板之间还设置有套管支撑件。在现有的高压开关柜中，设置套管的部位通常有尺寸大于12.5mm的绝缘区域，使得通过套管联接的两个隔室之间不具有金属隔离。例如，有些套管的套管支撑件整体由绝缘材料组成，使得绝缘区域的尺寸大于12.5mm。另外，即使提供金属套管支撑件的情况下，这些套管支撑件通常由冲压金属片材制成，从而具有尖锐边缘。电场在这些尖锐边缘处集中，导致套管的介电耐受能力下降，进而使得高压开关柜的整体耐受电压下降。为了维持所需要的耐受电压，在套管支撑件与断路器臂、金属挡板等部件之间必须有较大的绝缘区域(例如尺寸大于40mm)，使得隔离无法被称为金属隔离。

此外，高压开关柜的断路器室需要分别与母线隔室和电缆隔室联接。因此，需要在断路器室的分隔板上布置多个套管。联接母线隔室和电缆隔室的套管之间也需要被隔离，从而需要在套管之间设置母线隔室与电缆隔室的中间分隔板，该中间分隔板可以是冲压制成的金属片材分隔板。为了确保良好的电气连通，中间分隔板通过铆钉或螺钉螺母连接到在套管之间的金属片材套管支撑件。铆钉或螺钉螺母构成了套管支撑件的突出部分，降低了套管的介电耐受能力。为了留下安装铆钉或螺钉螺母的空间，中间分隔板需要被折弯，从而有至少一部分不能处于套管之间的对称面上。这也不利于提高套管的介电耐受能力。

因此，现有的高压开关柜中的套管的介电耐受能力较差。在不增加高压开关柜的整体尺寸情况下，这样的套管成了提高高压开关柜的耐受电压的制约因素。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的是提供一种套管组件，该套管组件布置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上，使得所述隔室互相联接。所述套管组件具备良好的介电耐受能力，能够提高高压开关柜的耐受电压，诸如短时工频耐受电压、雷电冲击耐受电压等。

所述目的是通过根据本实用新型的一个实施例的套管组件实现的，该套管组件布置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上，并且包括套管和作为套管支撑件的金属的型材。套管的主体结构由绝缘材料构成。电极设置在套管的中心，用于隔室之间的电气连接。所述型材构成金属隔离的一部分。不同于冲压制成的金属片材，所述型材被倒圆，使得该型材的轮廓上没有尖锐的边缘。因此，套管组件具备良好的介电耐受能力，能够提高高压开关柜的耐受电压。该型材组装在套管的一个端部的上下侧上，该端部的所述上下侧设置有凹槽，以便于型材的组装。优选地，所述型材的横截面具有浅V形轮廓。

所述型材可以布置在套管与分隔板之间以及套管与套管之间。如上所述，连通高压开关柜的不同隔室的套管组件之间也需要通过中间分隔板进行隔离。为此，型材在其横向方向的对称平面处设置有狭槽，所述中间分隔板可以嵌入在所述狭槽内，并且无需用于连接套管支撑件和中间分隔板的铆钉或螺钉螺母。该中间分隔板也无需进行折弯处理，使得它与套管组件之间的对称面重合。特别地，多个套管组件分别是连通母线隔室和断路器室的套管组件以及连通电缆隔室和断路器室的套管组件，从而该中间分隔板构成母线隔室与电缆隔室之间的金属隔离的一部分。

可选地，所述型材由铝材料通过机械加工制造。替代地，所述型材也可以是通过挤压工艺制造的挤压型材。

在本实用新型的一个可选实施例中，所述套管组件包括成排布置构成套管排的多个套管。在套管排的一侧(例如上侧或下侧)上，所述多个套管共用一个型材作为套管支撑件，该型材的纵向方向沿着套管排的方向。可选地，所述套管排包括三个套管，分别用于三相交流电的每一相。

本实用新型还涉及一种高压开关柜，其包括如上所述的套管组件。

附图说明

在下文中，本实用新型以举例的方式并参照附图进行更详细的说明，其中

图1是示出了高压开关柜的隔室的示意图。

图2A和图2B分别示出了根据现有技术和根据本实用新型的设置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上的套管组件。

图3A示出了根据本实用新型的一个实施例的套管组件的透视示意图，并且图3B示出了根据该实施例的作为套管支撑件的型材的透视图。

图4A和图4B分别示出了根据现有技术和根据本实用新型的一个实施例的套管组件的侧视图。

在所有附图中，相同或相似的部件用相同的编号指示。

具体实施方式

为了使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图对本实用新型的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。

图1是高压开关柜的隔室的示意图。如图所示，高压开关柜包括断路器室、母线隔室、电缆隔室。母线隔室与断路器室以及电缆隔室与断路器室通过穿过分隔板的套管互相联接。套管之间的中间分隔板将母线隔室与电缆隔室隔离。易于理解的是，图1仅用于示例的目的。虽然没有示出，高压开关柜可以包括诸如继电器仪表隔室的其他隔室。

图2A示出了根据现有技术的设置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上的套管组件。具体地，所述套管组件包括分别用于联接断路器室和母线隔室以及用于联接断路器室和电缆隔室的两个套管11。这两个套管11之间设置有由冲压金属片材制成的套管支撑件13。母线隔室与电缆隔室之间的中间分隔板14通过螺钉螺母固定组装在套管支撑件13上。套管支撑件13的尖锐边缘以及突出的螺钉螺母可使电场集中。为了维持套管组件的介电耐受能力，套管支撑件13需要从套管11的端部偏移离开，从而留下了较大的绝缘区域。因此，高压开关柜的隔离无法称为金属隔离。

图2B示出了根据本实用新型的设置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上的套管组件。类似地，所述套管组件包括分别用于联接断路器室和母线隔室以及用于联接断路器室和电缆隔室的两个套管1。这两个套管1之间设置有作为套管支撑件的金属型材3。此外，在上部套管1的上侧以及下部套管1的下侧也具有同样的型材3，这两个型材3一方面与套管联接，另一方面与隔室之间的分隔板联接。该型材3的轮廓被倒圆，以消除型材轮廓上的尖锐的边缘。此外，母线隔室与电缆隔室之间的中间分隔板4嵌入型材3横向方向的对称平面处的狭槽5(参见图3B和图4B)内。因此，在根据本实用新型的套管组件中没有电场集中的部分。型材3可以靠近套管1的端部设置，而不会损害套管组件的介电耐受能力。该高压开关柜的隔室之间的隔离可以称为金属隔离。

图3A示出了根据本实用新型的一个实施例的套管组件的透视示意图。为了清晰起见，高压开关柜中与理解本实用新型的技术方案无关的多个部件已被省略。如图3A所示，该套管组件包括两个套管排和三个型材3，每个套管排包括三个套管1，对应于三相高压电力电缆中的每一相。应理解的是，根据不同的使用场景，套管排的数量以及每个套管排中的套管1的数量可以是不同的。作为套管支撑件，这三个型材3分别布置在套管排之间以及套管组件与高压开关柜的风隔板的联接处。中间分隔板4嵌入套管排之间的型材3的狭槽5内。

图3B示出了根据图3A的实施例的作为套管支撑件的型材3的透视图。该型材3的横截面轮廓呈现为被倒圆的浅V形。可以设想的是，型材3也可以具有满足本实用新型要求的其他横截面轮廓形状。在组装到套管上时，型材3的纵向方向沿着套管排的方向，V形轮廓的开口面向套管的端部。另外，狭槽5布置在V形轮廓被倒圆的顶点处。狭槽5的开口方向与V形轮廓整体的开口方向相对。

图4A和图4B分别示出了根据现有技术和根据图3A的实施例的套管组件的侧视图。图4A和图4B的对比可以更加清晰地展示根据本实用新型的套管组件相比现有技术的优势。

如图4A所示，套管支撑件13布置在两个套管11之间。套管11的正前方示意地示出了构成高压开关柜的隔离的一部分的挡板12，该挡板12由金属材料制成。中间分隔板14通过螺钉螺母固定组装在套管支撑件13上。可以理解的是，中间分隔板14也可以通过铆接等其他合适的方式组装。用于组装的螺钉螺母或铆钉从套管支撑件13的表面突出。此外，为了留出空间安装螺钉螺母，中间分隔板14在其靠近套管支撑件13的部分设置有折弯部，使得中间分隔板14的至少一部分不处于两个套管11之间的对称面上。如前所述，为了维持套管组件的介电耐受能力，套管支撑件13需要从套管11的端部偏移离开。在这里，套管支撑件13与挡板12和断路器臂(未示出)之间的距离d大于40mm。

图4B示出了根据图3A的实施例的套管组件的侧视图。如图4B所示，套管组件包括两个套管排(在侧视图中仅可看到在一侧的两个套管1)和三个型材3。套管1的正前方示意地示出了构成高压开关柜的隔离的一部分的挡板2。套管1在其靠近挡板2的端部的上下侧都设置有凹槽6，用于组装型材3。型材3在横向方向的中间位置设置有狭槽5，中间分隔板4嵌入在该狭槽5内。由于无需为螺钉螺母或铆钉等其他安装部件留出空间，中间分隔板4可以无需折弯，而整体处于两个套管排之间的对称位置。特别地，型材3的轮廓被倒圆，消除了型材轮廓上的尖锐的边缘。因此，型材3可以更加接近挡板2或者断路器臂(未示出)等金属部件。优选地，型材3与挡板2和断路器臂之间的距离D小于12.5mm。

相比于现有的套管组件，根据本实用新型的套管组件具备良好的介电耐受能力，能够提高高压开关柜的耐受电压，诸如短时工频耐受电压、雷电冲击耐受电压等。例如，现有的KYN28型高压开关柜可以以2mm厚的金属片材套管支撑件实现12kV的额定电压，其雷电冲击耐受电压是75kV。在不对高压开关柜的其他部件进行调整的情况下，通过采用根据本实用新型的套管组件，KYN28型高压开关柜可以实现17.5kV的额定电压，其雷电冲击耐受电压则高达95kV。

应当理解的是，上面描述的和在附图中示出的结构仅是本实用新型的示例，其可通过表现出用于获得所需最终结果的相同或相似功能的其他结构代替。另外，应当理解的是，上面描述的和附图所示的实施例应被视为仅组成本实用新型的非限制性示例，并且它可在专利权利要求的范围内以多种方式进行修改。

Claims (10)

1.一种套管组件，该套管组件布置在高压开关柜的隔室之间的分隔板上，使得所述隔室互相联接，所述套管组件包括：

套管，包括由绝缘材料构成的主体和设置在套管的中心的电极，所述电极用于隔室之间的电气连接；

型材，其由金属材料构成，设置在套管与套管之间或套管与分隔板之间，用于支撑所述套管，

其特征在于，该型材的轮廓被倒圆，以消除型材轮廓上的尖锐的边缘。

2.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，套管在其一个端部的上下侧上设置有凹槽，用于组装所述型材。

3.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，所述型材的横截面具有浅V形轮廓。

4.根据权利要求1所述的套管组件，还包括布置在套管与套管之间的中间分隔板，所述型材在其横向方向的中间位置处设置有狭槽，所述中间分隔板嵌入该狭槽内。

5.根据权利要求4所述的套管组件，其特征在于，所述中间分隔板无需进行折弯处理。

6.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，所述套管组件包括成排布置构成套管排的多个套管，在套管排的一侧上，所述多个套管共用一个型材作为支撑件，该型材的纵向方向沿着套管排的方向。

7.根据权利要求6所述的套管组件，其特征在于，每个套管排包括三个套管。

8.根据权利要求1所述的套管组件，其特征在于，型材与高压开关柜中的金属挡板和断路器臂之间的距离D小于12.5mm。

9.一种高压开关柜，包括根据权利要求1至8中的任一项所述的套管组件。

10.根据权利要求9所述的高压开关柜，其特征在于，该高压开关柜的额定电压是17.5kV，雷电冲击耐受电压是95kV。