CN208908321U - 一种开关柜用开关单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了开关柜用开关单元，其包括：气箱、以及设置在气箱内的顶出电缆头、真空泡、隔离刀、隔离刀座、绝缘拉杆、连接棒、传动板、传动板固定支架、机构操作轴和集成化母线，所述气箱内部密闭且采用上隔离结构，气箱内部充满氮气；连接棒和顶出电缆头与外界主母线连接；绝缘拉杆与负荷开关机构连接，并带动真空泡动作进行负荷开关的分合操作；机构操作轴与三工位隔离机构连接，并带动传动板绕传动板支架转动，同时传动板带动隔离刀绕隔离刀座转动；气箱内通过集成化母线实现相间主回路的连接。本开关单元采用上隔离方案，接地关合能力大大提高；同时整个开关单元体积小、环保。

Description

一种开关柜用开关单元

技术领域

本实用新型涉及电力系统配网开关设备，具体涉及环全封闭式高压开关设备。

背景技术

高压开关设备是指额定电压1kV及以上，主要用于开断和关合导电回路的电器，是高压开关与其相应的控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持等部件及其电气和机械的联结组成的总称，是接通和断开回路、切除和隔离故障的重要控制设备。

全封闭式高压开关设备具有免维护、尺寸小、环保、不受自然灾害环境的影响等优点，在保障电力系统的良好运行方面成果凸出，目前是城市电力网络发展的方向。然而现阶段的全封闭式高压开关设备大多以SF6气体作为介质，而SF6气体被《京都议定书》列为限制排放的温室气体，所以去SF6具有重要的环保意义。但现有的环保气体的电气性能远远比不上SF6气体，使得高压开关设备的性能大大降低。

实用新型内容

针对现有全封闭式高压开关设备在环保和性能方面所存在的问题，需要一种新的全封闭式高压开关设备方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种开关柜用开关单元，提高开关单元的可靠性和环保性能。

为了达到上述目的，本实用新型提供的开关柜用开关单元，其包括：气箱、以及设置在气箱内的顶出电缆头、真空泡、隔离刀、隔离刀座、绝缘拉杆、连接棒、传动板、传动板固定支架、机构操作轴和集成化母线，所述气箱内部密闭且采用上隔离结构，气箱内部充满氮气；所述气箱内的连接棒和顶出电缆头与外界主母线连接，实现主导电回路的导通；所述绝缘拉杆与负荷开关机构连接，并带动真空泡动作进行负荷开关的分合操作；所述机构操作轴与三工位隔离机构连接，并带动传动板绕传动板固定支架转动，同时传动板带动隔离刀绕隔离刀座转动，以驱动隔离刀分合；所述气箱内通过集成化母线实现相间主回路的连接。

进一步的，所述连接棒与真空泡连接，绝缘拉杆直接与真空泡连接，所述真空泡与集成化母线连接。

进一步的，所述真空泡固封在固封极柱内。

进一步的，所述真空泡承载回路的接地关合。

进一步的，所述顶出电缆头设置在气箱的顶部，并采用A、B、C三相前、中、后的并柜母线排列方式。

进一步的，所述气箱内部充0.13Mpa氮气。

进一步的，所述气箱内的母线全部固封在环氧树脂中。

本实用新型提供的开关柜用开关单元采用上隔离方案，接地关合能力大大提高。本实用新型中采用上隔离方案相对于下隔离方案稳定性得到极大的提高；同时整个开关单元采用装配式结构，安装方便，采用全密封设计，使得环网柜体积小、环保。

再者，本开关单元隔绝了水汽、油污及灰尘，使得绝缘性能大大提高，实现了主导电回路的免维护，大大降低设备运行维护成本。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实例中开关柜用开关单元的主视图；

图2为本实例中开关柜用开关单元的侧视图；

图3为本实例中三工位组件的组成结构示意图；

图4为本实例中机构操作轴的结构示意图；

图5为本实例中接地刀座的安装示意图；

图6为本实例中连接棒的结构示意图；

图7为本实例中绝缘拉杆与真空泡的安装示意图；

图8为本实例中主导电回路导通的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2，其示出了本实例给出的开关柜用开关单元的组成结构。

由图可知，本开关柜用开关单元主要包括：气箱(2)、顶出电缆头(1)、固封极柱(9)、真空泡(10)、隔离刀(3)、隔离刀座(12)、接地刀座(13)、绝缘拉杆(8)、连接棒(11)、传动板(4)、传动板固定支架(5)、机构操作轴(7)和集成化母线(6)这几个组成部件。

本开关单元中的气箱(2)作为开关单元的主体框架，内部为密闭的中空结构。该密闭的气箱(2)，其内部气充氮气作为保护气体，以代替SF6气体，有效避免SF6气体对环境的污染，由此使得整个开关单元更加的环保。具体的，本实例中优选充0.13Mpa氮气，由此能够实现优异保护功能的情况下，使得气箱(2)内外具有一定的压力差，且使得证气体年漏气率≤0.1％，同时能够在保证压力差的前提下，保证气箱(2)充气后，不会变形。

其中，顶出电缆头(1)安置在气箱(2)的顶部，并且A/B/C三相采用前、中、后的并柜母线排列方式。本方案中A/B/C三相采用前、中、后顶出电缆头布置，可方便现场母线安装；同时，采用顶出电缆头，对于后期柜子的维修有帮助，一旦柜子出现问题，可以直接拉一台柜子调换，减少维修时间和停电时间，大大提高了维修效率。

本开关单元中，隔离刀(3)、隔离刀座(12)、接地刀座(13)、传动板(4)、传动板固定支架(5)、机构操作轴(7)和集成化母线(6)配合构成三工位组件，以与A/B/C三相顶出电缆头(1)配合。

参见图3，隔离刀(3)通过隔离刀座(12)安置在气箱(2)内的上部区域，并可与相应的静触头配合；其中隔离刀座(12)固封在集成化母线(6)内，而隔离刀(3)固定在传动板(4)上；传动板(4)通过传动板固定支架(5)安装在集成化母线(6)上，再密封在气箱(2)内，构成连接隔离刀(3)和机构操作轴(7)的传动结构，这样既能实现简便式的装配，也能很多的保证了相间距150mm。该传动板(4)可绕传动板支架(5)转动，并且驱动连接隔离刀(3)。由此设置的传动板(4)通过绕传动板支架(5)转动的过程中带动隔离刀(3)在隔离刀座(12)运动，实现隔离刀(3)的分合。

进一步的，机构操作轴(7)相对于传动板(4)安置在气箱(2)内，其一端从气箱(2)的侧壁伸出连接三工位隔离机构，而位于气箱(2)内的另一端则与传动板(4)驱动连接。如此设置的机构操作轴(7)与三工位隔离机构配合，可带动传动板(4)绕传动板固定支架(5)转动，继而由转动的传动板(4)带动隔离刀(3)在隔离刀座(12)运动，实现隔离刀(3)的分合操作。

参见图4，本开关单元中的机构操作轴(7)作为密封在气箱(2)内的三工位组件，其与外部机构的接触部件，既要保证可靠操作，又要保证气箱(2)的密封性，由此，本实例中的机构操作轴(7)上开设有相应的密封圈安装槽口，用来安装密封圈，保证气箱密封性；同时，本实例还在气箱(2)上装了导向轴套(14)，机构操作轴(7)是穿过该导向轴套(14)，与外部机构连接，保证了操作是，机构操作轴不会发生偏移。

本开关单元中的集成化母线(6)用于实现相间主回路的连接。该集成化母线(6)通过环氧树脂把三相铜排一起固封，上面接三工位组件，下面接断路器组件，保证了三相的安全距离，同时由于铜排是固封式的，减少了铜排上的电动力，提高了电路的稳定性。

在具体实现时，本集成化母线(6)全部固封在环氧树脂中，有效提高本开关单元的可靠性。

对于本开关单元中的接地刀座(13)，如图5所示，其具体固定在接地排(15)上，接地排(15)再固定在气箱侧板(21)上，保证了接地的可靠性。由此当三工位打到接地位置时，三工位头片与接地刀座(13)充分接触，实现主回路接地。

本开关单元中，固封极柱(9)、真空泡(10)、绝缘拉杆(8)以及连接棒(11)配合构成负荷开关组件，该负荷开关组件整体密封安置于气箱(2)的下部，并与位于气箱(2)上部的三工位组件配合。

参见图1，连接棒(11)整体设置在气箱(2)的底部，该连接棒(11)与真空泡(10)整体固封在一起，再密封在气箱(2)里，外部是以电缆头插入式连接，这样既保证了外部电路与内部电路的可靠接触，也保证了气箱的密封性。

参见图6，本实例在连接棒(11)的下方设置有一个抱箍静触头16，用于抱住外接电缆头头部的铜棒，保证电路回路的可靠和充分接触。

本实例中的真空泡(10)固封在固封极柱(9)内，用于与隔离刀(3)配合实现接地回路的关合以及实现负荷开关的关合。该真空泡(10)与软接排(17)接触，软接排(17)与上接排(18)连接，上接排(18)一直向上与集成化母线(6)连接导通，直至与顶出电缆头(1)导通(参见图1和图7)。

本开关单元中，绝缘拉杆(8)安置在气箱(2)内，其一端从气箱(2)的侧壁伸出连接负荷开关机构，而位于气箱(2)内的另一端则与真空泡(10)连接。由此设置的绝缘拉杆(8)在与负荷开关机构配合，可带动真空泡(10)动作，从而实现负荷开关的分合操作。

参见图7，本开关单元中的绝缘拉杆(8)具体是带螺纹螺杆，其与固封在固封极柱(9)内的真空泡(10)直接螺纹连接，再整体密封在气箱(2)内，绝缘拉杆(8)与真空泡(10)直接连接，使操作机构上的操作力，能直接作用，避免力能的流失。

由此构成的负荷开关组件中，通过真空泡(10)与绝缘拉杆(8)以实现负荷开关的关合。

具体的，在分负荷开关时，拉动绝缘拉杆(8)带动真空泡(10)，使真空泡(10)中断开接触，实现负荷开关分；

而在合负荷开关时，松开绝缘拉杆(8)，使真空泡(10)接触导通，然后连接棒(11)通过真空泡(10)与软接排(17)接触，再通过上接排(18)，一直向上导通，直至与顶出电缆头(1)导通。

基于上述方案构成的开关柜用开关单元中创新的采用上隔离方案，通过真空泡(2)来实现接地回路的关合，而隔离刀(3)打到接地位置不需要带关合能力，相对于现有的下隔离方案中，接地回路是通过隔离刀(3)实现接地关合的，且隔离刀(3)需要关合能力，整个稳定性得到极大的提升。

同时，本开关单元方案中还实现通过真空泡(10)来承载回路的接地关合。即，当隔离刀(3)打到接地位置，再把负荷开关合上时，实现接地回路的导通，在这个回路中，是接入负荷开关的，通过负荷开关下接电缆，再经过隔离刀打到接地位置，实现接地；而该过程中负荷开关的关合，则通过真空泡(10)来实现，继而实现通过真空泡(10)来承载回路的接地关合。

再者，本开关单元中分别通过安置在气箱(2)内底部的连接棒(11)和顶部的顶出电缆头(1)与外界主母线连接，实现主导电回路的导通。

具体如图8所示，当需要导通主回路时，首先是合上三工位组件，使隔离刀(3)和静触头(19)接触，再合上负荷开关组件(过程如上所述)，导通真空泡(10)，实现电缆头(1)和连接棒(11)的导通。

由上可知，本实例提供的开关柜用开关单元中，采用上隔离方案，通过集成化母线实现相间主回路的连接，并将整个主导电回路全部密封在充有氮气的气箱中，一次回路完全免维护(由于整个一次回路都密封在气箱内)，并由真空泡承载回路的接地关合，大大提高整个开关单元的可靠性和接地关合能力，并有效避免惰性保护气体对环境带来的危害。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.开关柜用开关单元，其特征在于，包括：气箱、以及设置在气箱内的顶出电缆头、固封极柱、真空泡、隔离刀、隔离刀座、绝缘拉杆、连接棒、传动板、传动板固定支架、机构操作轴和集成化母线，所述气箱内部密闭且采用上隔离结构，气箱内部充满氮气；所述气箱内的连接棒和顶出电缆头与外界主母线连接，实现主导电回路的导通；所述绝缘拉杆与负荷开关机构连接，并带动真空泡动作进行负荷开关的分合操作；所述机构操作轴与三工位隔离机构连接，并带动传动板绕传动板支架转动，同时传动板带动隔离刀绕隔离刀座转动，以驱动隔离刀分合；所述气箱内通过集成化母线实现相间主回路的连接；

所述隔离刀、隔离刀座、接地刀座、传动板、传动板固定支架、机构操作轴和集成化母线配合构成三工位组件，并与顶出电缆头配合；

隔离刀通过隔离刀座安置在气箱内的上部区域，并可与相应的静触头配合；其中隔离刀座固封在集成化母线内，而隔离刀固定在传动板上；传动板通过传动板固定支架安装在集成化母线上，再密封在气箱内，构成连接隔离刀和机构操作轴的传动结构；传动板可绕传动板支架转动，并且驱动连接隔离刀；由此设置的传动板通过绕传动板支架转动的过程中带动隔离刀在隔离刀座运动，实现隔离刀的分合。

2.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述连接棒与真空泡连接，绝缘拉杆直接与真空泡连接，所述真空泡与集成化母线连接。

3.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述真空泡固封在固封极柱内。

4.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述真空泡承载回路的接地关合。

5.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述顶出电缆头设置在气箱的顶部，并采用A、B、C三相前、中、后的并柜母线排列方式。

6.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述气箱内部充0.13Mpa氮气。

7.根据权利要求1所述的开关柜用开关单元，其特征在于，所述气箱内的母线全部固封在环氧树脂中。