CN208226438U - 一种用空气替代sf6气体绝缘的金属封闭开关设备 - Google Patents

Abstract

一种可用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，包括壳体，壳体内密封设置有隔离真空断路器，壳体上端设置有进线锥头，进线锥头与隔离真空断路器上端的隔离真空断路器动刀对应分合，壳体下端设置有下出线电缆转接锥头，下出线电缆转接锥头与隔离真空断路器下端电能传输端相连；壳体上设置有第一动密封套，隔离真空断路器的传动轴通过第一动密封套与外部操作机构连接。

Description

一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备

技术领域

本实用新型属于输配电开关设备技术领域，尤其涉及一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备。

背景技术

由于SF6气体具有良好的绝缘性能和产品体积小的优势，被广泛应用于12-40.5kV金属封闭开关设备中。但是由于SF6气体是国际公认的六种温室气体之一，对环境造成污染，所以有必要寻求一种替代方式。目前除了采用固体绝缘技术外，就是采用充氮气加复合绝缘方式。另外，复合绝缘是采用环氧树脂包覆，而环氧树脂材料是不可回收的，不环保；且具有局部放电的隐患，因此除了对地支撑外应尽量少用。

发明内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种可用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括壳体，其结构要点壳体内密封设置有隔离真空断路器，壳体上端设置有进线锥头，进线锥头与隔离真空断路器上端的隔离真空断路器动刀对应分合，壳体下端设置有下出线电缆转接锥头，下出线电缆转接锥头与隔离真空断路器下端电能传输端相连；

壳体上设置有第一动密封套，隔离真空断路器的传动轴通过第一动密封套与外部操作机构连接；

所述隔离真空断路器为三工位隔离真空断路器，壳体上端对应三工位隔离真空断路器动刀设置三个竖向进线锥头；

所述三工位隔离真空断路器包括上端三个横向等距排列的静触头和与三工位隔离真空断路器动刀下旋转位置对应的接地触头，一个静触头与一个进线锥头下端相连；静触头后端通过绝缘子与壳体内的绝缘横梁相连，隔离真空断路器的传动轴通过绝缘拉板与隔离真空断路器动刀相连，动刀下端通过第一转轴与动触头上端相连，动触头下端设置在下壳体上端的绝缘板上，下壳体内下部设置有竖向真空灭弧室，真空灭弧室上方的下壳体内为真空灭弧室的传动机构；

所述下壳体包括两侧绝缘支撑板，两侧绝缘支撑板下端通过金属连接板相连，两侧绝缘支撑板上端通过绝缘板相连；金属连接板与真空灭弧室下端电能传输端相连；

所述绝缘支撑板内壁上设置有增加爬电距离的凸凹沟槽。

作为一种优选方案，本实用新型所述下壳体中部设置有横支撑板，真空灭弧室上端与横支撑板固定，真空灭弧室下端与金属连接板固定；横支撑板上方的绝缘支撑板内壁上沿横向均布多个垂直方向凸凹沟槽，横支撑板下方的绝缘支撑板内壁上沿竖向均布多个水平方向凸凹沟槽。

作为另一种优选方案，本实用新型所述绝缘板包括绝缘连接横板和倒置L形导电板，绝缘连接横板一侧与一侧绝缘支撑板固定，绝缘连接横板另一侧上端与倒置L形导电板上横板下端固定，L形导电板下竖板外侧与另一侧绝缘支撑板固定，动触头设置在L形导电板上横板上端；L形导电板下竖板下端与真空灭弧室上端电能传输端相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述壳体采用不锈钢板焊接结构。

作为另一种优选方案，本实用新型所述壳体下端设置有泄压装置。

作为另一种优选方案，本实用新型所述壳体下端设置有电路室。

作为另一种优选方案，本实用新型所述壳体侧方设置有机构箱，外部操作机构设置在机构箱内。

作为另一种优选方案，本实用新型所述传动轴与连杆一端相连，连杆另一端通过第二转轴与弧形绝缘拉板一端相连，弧形绝缘拉板另一端通过第三转轴与连接框后端相连，连接框前端与动刀相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述连接框包括纵截面为扇形的连接体，扇形的连接体前端为板状连接体，板状连接体与动刀相连，扇形的连接体后端通过第三转轴与弧形绝缘拉板相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述真空灭弧室采用带波纹的陶瓷真空灭弧室。

作为另一种优选方案，本实用新型所述传动机构包括六角形绝缘轴，六角形绝缘轴上设置有凸轮，六角形绝缘轴一端通过第二动密封套与外部操作机构连接，凸轮与驱动真空灭弧室分合闸的竖向拉杆上端相连。

作为另一种优选方案，本实用新型所述凸轮为扇形凸轮，扇形凸轮上沿扇形凸轮轮廓开有弧形开口，弧形开口长度方向两端与六角形绝缘轴的中心的距离不等，拉杆上端设置有横向滑杆穿过弧形开口并设置有限位头。

作为另一种优选方案，本实用新型所述垂直方向凸凹沟槽横向两端接近绝缘支撑板横向两端，水平方向凸凹沟槽为与三个真空灭弧室对应的三组，每组水平方向凸凹沟槽中各水平方向凸凹沟槽的横向长度相等且大于真空灭弧室的宽度，真空灭弧室置于与其对应的水平方向凸凹沟槽的横向中间位置。

作为另一种优选方案，本实用新型所述每组水平方向凸凹沟槽的上端起始于与其对应的真空灭弧室的上端，下端终止于该真空灭弧室的四分之三长度处；

垂直方向凸凹沟槽包括间隔布置的长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽，长垂直方向凸凹沟槽与各竖向拉杆所在位置相对应，长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽下端起始于横支撑板上端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于绝缘连接横板下端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于横支撑板上端至绝缘连接横板下端长度的八分之七处。

作为另一种优选方案，本实用新型所述绝缘横梁通过可回收热塑性材料注射加工而成。

作为另一种优选方案，本实用新型相邻所述真空灭弧室之间的六角形绝缘轴上及端部真空灭弧室与壳体内壁之间的的六角形绝缘轴上均套有硅橡胶伞裙。

作为另一种优选方案，本实用新型所述绝缘支撑板采用环氧玻璃布板。

作为另一种优选方案，本实用新型所述六角形绝缘轴采用环氧玻璃纤维引拔棒。

其次，本实用新型所述凸轮采用金属凸轮。

另外，本实用新型所述泄压装置采用防爆膜。

本实用新型有益效果。

本实用新型通过上进线锥头与真空断路器上端的隔离真空断路器动刀的分合，再通过下出线电缆转接锥头形成导电回路。

本实用新型第一动密封套可采用六角形连接凹槽安装在壳体上断路器传动轴与外部操作机构连接处，确保壳体内部的空气不泄露。

本实用新型绝缘支撑板内壁上设置有增加爬电距离的凸凹沟槽，提高当SF6气体被空气替代后，装置的绝缘性能。

本实用新型壳体内可采用空气替换SF6气体，减少温室气体的排放。

本实用新型壳体内部未采用环氧树脂包覆的复合绝缘结构，更加安全可靠；降低了不可回收材料的使用率，更加绿色环保。除了被替换的SF6气体外，其他零部件通用性强，有效的降低了开关设备的制造和维护成本。

本实用新型采用绝缘横梁，解决了共箱连体的绝缘问题；可保证共箱之间母线连接的对地距离大于125mm。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型隔离真空断路器结构示意图。

图3 是图2 的侧视图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括壳体90，壳体90内密封设置有隔离真空断路器22，壳体90上端设置有进线锥头74，进线锥头74与隔离真空断路器22上端的隔离真空断路器动刀47对应分合，壳体90下端设置有下出线电缆转接锥头100，下出线电缆转接锥头100与隔离真空断路器22下端电能传输端相连；

壳体90上设置有第一动密封套77，隔离真空断路器的传动轴35通过第一动密封套77与外部操作机构连接；

所述隔离真空断路器22为三工位隔离真空断路器，壳体90上端对应三工位隔离真空断路器动刀47设置三个竖向进线锥头74；

所述三工位隔离真空断路器包括上端三个横向等距排列的静触头62和与三工位隔离真空断路器动刀47下旋转位置对应的接地触头66，一个静触头62与一个进线锥头74下端相连；静触头62后端通过绝缘子59与壳体90内的绝缘横梁54相连，隔离真空断路器的传动轴35通过绝缘拉板49与隔离真空断路器动刀47相连，动刀47下端通过第一转轴与动触头32上端相连，动触头32下端设置在下壳体上端的绝缘板24上，下壳体内下部设置有竖向真空灭弧室2，真空灭弧室2上方的下壳体内为真空灭弧室的传动机构；

所述绝缘板24包括绝缘连接横板5和倒置L形导电板4，绝缘连接横板一侧与一侧绝缘支撑板20固定，绝缘连接横板另一侧上端与倒置L形导电板上横板下端固定，L形导电板下竖板外侧与另一侧绝缘支撑板19固定，动触头32设置在L形导电板上横板上端；L形导电板下竖板下端与真空灭弧室上端电能传输端相连。本实用新型动触头设置在绝缘板，绝缘板采用导电板和绝缘板结合结构，增加电气间隙；可保证动触头对地距离大于125mm。

所述壳体90采用不锈钢板焊接结构。

所述壳体90下端设置有泄压装置。当壳体内部发生故障时，通过泄压装置将压力释放出去，确保人身安全。

所述壳体90下端设置有电路室116。

所述壳体90侧方设置有机构箱125，外部操作机构设置在机构箱125内。

所述传动轴35与连杆6一端相连，连杆另一端通过第二转轴与弧形绝缘拉板49一端相连，弧形绝缘拉板49另一端通过第三转轴与连接框7后端相连，连接框前端与动刀47相连。

所述连接框包括纵截面为扇形的连接体，扇形的连接体前端为板状连接体，板状连接体与动刀47相连，扇形的连接体后端通过第三转轴与弧形绝缘拉板相连。

所述下壳体包括两侧绝缘支撑板19、20，两侧绝缘支撑板19、20下端通过金属连接板21相连，两侧绝缘支撑板19、20上端通过绝缘板24相连，金属连接板与真空灭弧室下端电能传输端（即隔离真空断路器下端电能传输端）相连。

所述真空灭弧室2采用带波纹的陶瓷真空灭弧室。带波纹的陶瓷真空灭弧室不用任何包覆，通过两侧绝缘板支撑固定即可。

所述传动机构包括六角形绝缘轴68，六角形绝缘轴68上设置有凸轮70，六角形绝缘轴68一端通过第二动密封套9与外部操作机构连接，凸轮70与驱动真空灭弧室2分合闸的竖向拉杆14上端相连。

所述凸轮70为扇形凸轮，扇形凸轮上沿扇形凸轮轮廓开有弧形开口10，弧形开口长度方向两端与六角形绝缘轴68的中心的距离不等，拉杆14上端设置有横向滑杆穿过弧形开口并设置有限位头8。

所述下壳体中部设置有横支撑板，真空灭弧室2上端与横支撑板固定，真空灭弧室2上端与金属连接板21固定；横支撑板上方的绝缘支撑板内壁上沿横向均布多个垂直方向凸凹沟槽3，横支撑板下方的绝缘支撑板内壁上沿竖向均布多个水平方向凸凹沟槽1。水平方向凸凹沟槽可显著增加对地爬电距离，垂直方向凸凹沟槽可显著增加相间的爬电距离；大幅度提高当SF6气体被空气替代后的绝缘性能。

所述垂直方向凸凹沟槽横向两端接近绝缘支撑板横向两端，水平方向凸凹沟槽为与三个真空灭弧室2对应的三组，每组水平方向凸凹沟槽中各水平方向凸凹沟槽的横向长度相等且大于真空灭弧室2的宽度，真空灭弧室2置于与其对应的水平方向凸凹沟槽的横向中间位置。设置三组水平方向凸凹沟槽既保证真空灭弧室2位置可靠的对地爬电距离，又兼顾结构强度。

所述每组水平方向凸凹沟槽的上端起始于与其对应的真空灭弧室2的上端，下端终止于该真空灭弧室2的四分之三长度处；

垂直方向凸凹沟槽包括间隔布置的长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽，长垂直方向凸凹沟槽与各竖向拉杆所在位置相对应，长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽下端起始于横支撑板上端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于绝缘连接横板下端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于横支撑板上端至绝缘连接横板下端长度的八分之七处。

所述水平方向凸凹沟槽、垂直方向凸凹沟槽的深度和宽度均为10mm。经试验，采用该尺寸的凸凹沟槽可保证优良的爬电距离。

所述绝缘横梁54通过可回收热塑性材料注射加工而成；避免使用环氧树脂。

相邻所述真空灭弧室2之间的六角形绝缘轴68上及端部真空灭弧室2与壳体90内壁之间的的六角形绝缘轴68上均套有硅橡胶伞裙71。即在相与相及相对地之间增加硅橡胶伞裙，显著增加爬电距离，提高将SF6气体替换成空气后真空断路器轴的绝缘强度。

所述绝缘支撑板采用环氧玻璃布板。

所述六角形绝缘轴68采用环氧玻璃纤维引拔棒。

所述凸轮70采用金属凸轮。

所述泄压装置采用防爆膜。当内部发生故障时，防爆膜脱落，避免壳体爆炸，释放内部的压力，有效的防止高压气体对人身的伤害。

本实用新型可采用共箱型结构，可将2至6个隔离真空断路器封闭在一个壳体内，母线与隔离断路器静触头的支撑同时固定在一个由热塑性材料注射而成的绝缘横梁54上。

所述连杆6和连接框7可采用横竖条板镂空结构，既减轻结构重量，同时可有效防止连接件变形。

所述两侧绝缘支撑板之间设置有六角形绝缘轴68的支撑架15，支撑架15包括折角朝上的金属角形支架，角形支架下端两侧分别与两侧绝缘支撑板相连，折角处设置有供六角形绝缘轴68穿过的轴承。

所述两侧绝缘支撑板下端外壁设置有支撑板连接件18，支撑板连接件为向外伸出的矩形板，矩形板的上部和下部均设置有安装孔，矩形板通过安装孔和紧固件与壳体90固定。

所述壳体90设置有加固支撑横梁，加固支撑横梁与向前下弯的传动轴支撑架16上端相连，传动轴支撑架16下端设置有供传动轴35穿过的轴承。

可将三个下出线电缆转接锥头100水平等距平行排列并与开关设备门17所在平面垂直，三个下出线电缆转接锥头前端距离开关设备门17的水平距离相等。如此，便于设备的接线。

所述壳体90外部可进行复合绝缘。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，包括壳体，其特征在于壳体内密封设置有隔离真空断路器，壳体上端设置有进线锥头，进线锥头与隔离真空断路器上端的隔离真空断路器动刀对应分合，壳体下端设置有下出线电缆转接锥头，下出线电缆转接锥头与隔离真空断路器下端电能传输端相连；

壳体上设置有第一动密封套，隔离真空断路器的传动轴通过第一动密封套与外部操作机构连接；

所述隔离真空断路器为三工位隔离真空断路器，壳体上端对应三工位隔离真空断路器动刀设置三个竖向进线锥头；

所述三工位隔离真空断路器包括上端三个横向等距排列的静触头和与三工位隔离真空断路器动刀下旋转位置对应的接地触头，一个静触头与一个进线锥头下端相连；静触头后端通过绝缘子与壳体内的绝缘横梁相连，隔离真空断路器的传动轴通过绝缘拉板与隔离真空断路器动刀相连，动刀下端通过第一转轴与动触头上端相连，动触头下端设置在下壳体上端的绝缘板上，下壳体内下部设置有竖向真空灭弧室，真空灭弧室上方的下壳体内为真空灭弧室的传动机构；

所述下壳体包括两侧绝缘支撑板，两侧绝缘支撑板下端通过金属连接板相连，两侧绝缘支撑板上端通过绝缘板相连；金属连接板与真空灭弧室下端电能传输端相连，真空灭弧室上端电能传输端与动触头相连；

所述绝缘支撑板内壁上设置有增加爬电距离的凸凹沟槽。

2.根据权利要求1所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述下壳体中部设置有横支撑板，真空灭弧室上端与横支撑板固定，真空灭弧室下端与金属连接板固定；横支撑板上方的绝缘支撑板内壁上沿横向均布多个垂直方向凸凹沟槽，横支撑板下方的绝缘支撑板内壁上沿竖向均布多个水平方向凸凹沟槽。

3.根据权利要求1所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述绝缘板包括绝缘连接横板和倒置L形导电板，绝缘连接横板一侧与一侧绝缘支撑板固定，绝缘连接横板另一侧上端与倒置L形导电板上横板下端固定，L形导电板下竖板外侧与另一侧绝缘支撑板固定，动触头设置在L形导电板上横板上端；L形导电板下竖板下端与真空灭弧室上端电能传输端相连。

4.根据权利要求1所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述壳体下端设置有泄压装置。

5.根据权利要求1所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述真空灭弧室采用带波纹的陶瓷真空灭弧室。

6.根据权利要求2所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述传动机构包括六角形绝缘轴，六角形绝缘轴上设置有凸轮，六角形绝缘轴一端通过第二动密封套与外部操作机构连接，凸轮与驱动真空灭弧室分合闸的竖向拉杆上端相连。

7.根据权利要求6所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述凸轮为扇形凸轮，扇形凸轮上沿扇形凸轮轮廓开有弧形开口，弧形开口长度方向两端与六角形绝缘轴的中心的距离不等，拉杆上端设置有横向滑杆穿过弧形开口并设置有限位头。

8.根据权利要求6所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述垂直方向凸凹沟槽横向两端接近绝缘支撑板横向两端，水平方向凸凹沟槽为与三个真空灭弧室对应的三组，每组水平方向凸凹沟槽中各水平方向凸凹沟槽的横向长度相等且大于真空灭弧室的宽度，真空灭弧室置于与其对应的水平方向凸凹沟槽的横向中间位置。

9.根据权利要求8所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于所述每组水平方向凸凹沟槽的上端起始于与其对应的真空灭弧室的上端，下端终止于该真空灭弧室的四分之三长度处；

垂直方向凸凹沟槽包括间隔布置的长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽，长垂直方向凸凹沟槽与各竖向拉杆所在位置相对应，长垂直方向凸凹沟槽和短垂直方向凸凹沟槽下端起始于横支撑板上端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于绝缘连接横板下端，短垂直方向凸凹沟槽上端终止于横支撑板上端至绝缘连接横板下端长度的八分之七处。

10.根据权利要求6所述一种用空气替代SF6气体绝缘的金属封闭开关设备，其特征在于相邻所述真空灭弧室之间的六角形绝缘轴上及端部真空灭弧室与壳体内壁之间的六角形绝缘轴上均套有硅橡胶伞裙。