CN216699332U - 一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜 - Google Patents

Abstract

一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜。该常压密封箱包括箱体和箱体体积调节装置；箱体在使用状态下处于密封状态；箱体体积调节装置与箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。该常压密封空气绝缘环网柜包括该常压密封箱。本实用新型的箱体体积调节装置可以自动跟随外部空气日气压或年气压变化体积，通过调节密封箱的体积来自适应的实现密封箱内外压力平衡，而不需要通过吸入或放出空气，从而避免了将外部空气中的水分或污秽引入密封箱引起绝缘性能下降。同时经过精确设计，该体积调节装置还能充当泄压阀使用，既简化结构又降低成本。

Description

一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜

技术领域

本实用新型涉及供电电气设备技术领域，具体涉及一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜。

背景技术

常压密封空气绝缘环网柜相对于六氟化硫环网柜、环保气体环网柜、常规空气绝缘环网柜、固体绝缘环网柜分别有环保、不漏气、体积小、造价低的优势，因此在目前“双碳”、“能耗双控”的背景下有悄然崛起之势。

目前市场主流产品，其密封箱为保证在不同海拔、不同温度下与外界空气气压平衡，通常在箱体下部预留内外空气交流通道，并安装空气过滤阀。但过滤阀不能阻挡水分子即水蒸气随空气进入密封箱，因此密封箱内空气虽能保持清洁，但是不能保持干燥。随着运行时间变长，密封箱内会出现凝露甚至积水，导致绝缘隐患甚至事故。

因此市场上急需一种适合常压密封空气绝缘环网柜用的新型密封箱，该密封箱不仅能随时保持箱体内外压力平衡，还能阻隔外部空气中的微水进入箱体造成凝露甚至积水。

现有国内主流的常压密封空气绝缘环网柜，其密封箱为保证在不同海拔、不同温度下与外界空气气压平衡，通常在箱体下部预留内外空气交流通道，并安装空气过滤阀。如图1所示：1.钣金密封箱体，2.箱体内常压空气绝缘，3.均压过滤器。

中国专利文献号CN208127743U在2018年11月20日公布了一种带呼吸组件的紧凑型空气绝缘12kV开关柜。所述的开关柜包含常压密封箱体，箱体侧板设有泄压口，于泄压口之上设有泄压口组件，泄压口组件包括泄压板以及设于泄压板之上的呼吸口组件，所述呼吸口组件包括过滤棉、设于过滤棉中的电加热隔板以及设于过滤棉两侧的梳妆止板。该装置能实现箱体内外气压平衡，同时防止外部污秽、粉尘进入箱体之内。但不能阻挡水蒸气随空气进入箱体内。难以保证箱体内的空气绝缘体系在30年的生命周期内性能不下降。

国际专利文献号WO2021/000660AI在2021年1月7日公布了一种紧凑小型的常压密封空气绝缘开关柜。所述的开关柜也包含常压密封箱体，且在箱体底部设置压力平衡过滤装置。同样的，该装置能实现箱体内外气压平衡，同时防止外部污秽、粉尘进入箱体之内。但不能阻挡水蒸气随空气进入箱体内。

现有的空气过滤阀阀芯使用分子筛或者呼吸棉来阻挡外界空气的固体微粒，防止外部污秽污染箱体内空气。但由于水分子直径极小，当密封箱由于气压低吸入外界空气时，呼吸棉不能阻挡水分子进入箱体；虽然3A 分子筛可以吸附水分子，但由于其数量有限且极易饱和，饱和后就不能阻挡水蒸气随空气进入箱体。运行时间一长，箱体内会出线严重凝露甚至积水，导致绝缘隐患甚至事故。

有的厂家在呼吸阀中又增设加热器，用来在过滤棉吸水后驱潮或是分子筛吸水饱和后进行高温脱水再生，但增加了加热器、温度监控等零部件数量和结构的复杂程度，驱潮后的过滤棉或再生后的分子筛暴露在潮湿空气中，极短时间内会再次吸水饱和，多次再生的分子筛还有失效的风险，因此该措施并不能解决水蒸气随空气进入箱体的缺陷。而且引入了新的不可靠因素。

另外，现有的密封箱大多采用覆铝锌板铆接加密封胶拼装的的方式，随着运行时间的加长，铆接螺栓铆接力不够再加上密封胶老化严重，密封箱的密封性能大幅下降，也会造成水汽甚至污秽进入箱内。

实用新型内容

为解决上述技术问题，针对常压密封空气绝缘环网柜，本实用新型拟设计一种新的压力平衡原理和结构，来替代现有的呼吸阀过滤装置，既能保证内外压力平衡，又不将外部空气中的污秽和水蒸气引入箱体。

本实用新型的第一方面提供了一种常压密封箱，包括箱体和箱体体积调节装置；

所述箱体在使用状态下处于密封状态；

所述箱体体积调节装置与所述箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。

进一步的，所述箱体为不锈钢焊接箱体。

进一步的，所述箱体体积调节装置包括柔性气囊，材质与所述箱体一致，焊接连接在所述箱体上。

进一步的，所述柔性气囊为金属波纹管，自动跟随外部气压变化伸长或缩短。

进一步的，还包括运输导通阀，设置在所述箱体上，在运输过程中打开所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气导通；在使用过程中关闭所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气隔绝。

进一步的，所述运输导通阀包括阀体、密封盖和密封圈，所述密封盖通过密封圈与所述阀体密封连接。

进一步的，所述阀体与所述箱体气密焊接；所述密封盖与所述阀体螺纹连接。

进一步的，所述箱体对接阀体的位置处设置有孔，所述阀体上设置有孔，当所述密封盖打开时，所述箱体通过所述阀体上的孔与外部空气导通；

还包括分子筛，设置在所述阀体内部。

进一步的，所述密封圈包括主密封圈和次密封圈，分别设置在所述阀体和密封盖之间。

本实用新型的第二方面提供了一种常压密封空气绝缘环网柜，包括如前所述的常压密封箱。

综上所述，本实用新型提出了一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜。该常压密封箱包括箱体和箱体体积调节装置；箱体在使用状态下处于密封状态；箱体体积调节装置与箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。该常压密封空气绝缘环网柜包括该常压密封箱。本实用新型的箱体体积调节装置可以自动跟随外部空气日气压或年气压变化体积，通过调节密封箱的体积来自适应的实现密封箱内外压力平衡，而不需要通过吸入或放出空气，从而避免了将外部空气中的水分或污秽引入密封箱引起绝缘性能下降。同时经过精确设计，该体积调节装置还能充当泄压阀使用，既简化结构又降低成本。

附图说明

图1是现有技术提供的常压密封空气绝缘环网柜密封箱结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的常压密封空气绝缘环网柜密封箱结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的运输导通阀的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

本实用新型针对常压密封空气绝缘环网柜，拟设计一种新的压力平衡原理和结构，来替代现有的呼吸阀过滤装置，既能保证内外压力平衡，又不将外部空气中的污秽和水蒸气引入箱体。

本实用新型的第一方面提供了一种常压密封箱，包括箱体和箱体体积调节装置；所述箱体在使用状态下处于密封状态；所述箱体体积调节装置与所述箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。

具体的，如图2所示，以一个具体实施例对本实用新型进行进一步的说明。金属气囊式常压密封箱包含不锈钢焊接箱体1(箱体)和波纹管金属柔性气囊2(箱体体积调节装置)。不锈钢焊接箱体1内装一次导电回路，起固定、支撑进出母线、断路器组件和三工位隔离接地开关的作用；先由不锈钢前板1.1、不锈钢左板1.3、不锈钢右板1.4、不锈钢底板1.5和不锈钢顶板1.6焊接成框架。在框架内安装内部组部件，并进行调试。最后焊接不锈钢后板1.2封闭箱体。各板壁厚均为3mm。本实用新型将箱体由覆铝锌板拼接改为不锈钢焊接，提升现有密封箱的密封性能，从而整体拔高现有常压密封空气绝缘环网柜生命周期内空气绝缘体系的性能。

波纹管金属柔性气囊2焊接在不锈钢箱体上，自动跟随外部气压变化伸长或者缩短，通过调节密封气箱的体积来与外部气压保持平衡。金属柔性气囊由0.2mm厚的不锈钢波纹管制成，其质轻柔。由于波纹管与箱体材料一致，焊接性能好，焊接后气密性好。由于波纹管极为轻柔，对外部气压变化敏感，因此能保证箱体内外部气压基本一致。通过设计适合的波纹管直径和高度，可以满足国内2500m海拔以下绝大部分地区最大日气压差变化和最大年气压差变化在Δh调节范围之内。另外，波纹管金属柔性气囊2壁厚和直径经过精确计算，当发生内部燃弧时，可以通过波纹管金属柔性气囊2来泄压，因此无需额外再安装泄压阀。

在常压密封空气绝缘环网柜中使用金属气囊式常压密封箱，该密封箱焊接气密性轻柔波纹管式金属气囊，即使用了一种新的压力平衡原理和装置。该气囊可以自动跟随外部空气日气压或年气压变化伸长或者缩短，通过调节密封箱的体积来自适应的实现密封箱内外压力平衡，而不需要通过吸入或放出空气，从而避免了将外部空气中的水分或污秽引入密封箱引起绝缘性能下降。同时经过精确设计和蚀刻工艺，该金属气囊还能充当泄压阀使用。

需要说明的是，箱体体积调节装置不局限于上述的波纹管结构，任何体积随压力可调的结构都可以作为箱体体积调节装置。

进一步的，还包括运输导通阀3，设置在所述箱体上，在运输过程中打开所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气导通；在使用过程中关闭所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气隔绝。所述运输导通阀包括阀体、密封盖和密封圈，所述密封盖通过密封圈与所述阀体密封连接。所述阀体与所述箱体气密焊接；所述密封盖与所述阀体螺纹连接。箱体对接阀体的位置处设置有孔，所述阀体上设置有孔，当所述密封盖打开时，所述箱体通过所述阀体上的孔与外部空气导通；还包括分子筛，设置在所述阀体内部。密封圈包括主密封圈和次密封圈，分别设置在所述阀体和密封盖之间。

具体的，如图2所示，运输导通阀3安装于不锈钢箱体后板1.2上，与不锈钢焊接箱1通过微小圆孔导通连接。主要在生产后、运输途中起短时导通不锈钢箱体内外部空气的作用，用于减小密封箱生产地与安装地的气压差。其结构如图3所示。由密封盖3.1、主密封圈3.2、次密封圈 3.3、阀体3.4和分子筛3.5组成。阀体3.4与不锈钢焊接箱1气密焊接，密封盖3.1与阀体3.4通过螺纹连接。当密封箱生产完毕装入环网柜后，在运输至安装地的过程中，打开密封盖3.1，运输途中，随着气压变化，不锈钢焊接箱体1内外部空气自动交流，分子筛3.5起过滤0.1微米以上污秽固体颗粒的作用，并能少量吸收空气中的水分。由于运输时间短，外部空气进入不锈钢焊接箱体的水分极少，可忽略不计。到达安装地点后，立即装好拧紧密封盖3.1，拧紧时要涂抹螺纹胶。主密封圈3.2、次密封圈3.3保证气密性来隔绝水气。

在常压式密封箱上设置运输导通阀，导通阀密封盖仅在运输过程中打开，用于平衡密封箱生产地和安装地之间的气压差。运输导通阀在生产地和安装地均保持气密状态。由于仅在运输过程中短时间打开流通空气，在平衡气压、节约金属气囊体积的同时，不会引入水分和污秽降低密封箱内空气绝缘体系的性能。

常压式密封箱焊接箱体、波纹管式金属气囊、运输导通阀组合使用，均采用同样的不锈钢材质焊接在一起，焊接性能好。焊接后的箱体气密性好，耐腐蚀，在长达30年的生命周期内也不会出现密封性问题。

本实用新型的第二方面提供了一种常压密封空气绝缘环网柜，包括如前所述的常压密封箱。

综上所述，本实用新型提出了一种常压密封箱及常压密封空气绝缘环网柜。该常压密封箱包括箱体和箱体体积调节装置；箱体在使用状态下处于密封状态；箱体体积调节装置与箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。该常压密封空气绝缘环网柜包括该常压密封箱。本实用新型的箱体体积调节装置可以自动跟随外部空气日气压或年气压变化体积，通过调节密封箱的体积来自适应的实现密封箱内外压力平衡，而不需要通过吸入或放出空气，从而避免了将外部空气中的水分或污秽引入密封箱引起绝缘性能下降。同时经过精确设计，该体积调节装置还能充当泄压阀使用，既简化结构又降低成本。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种常压密封箱，其特征在于，包括箱体和箱体体积调节装置；

所述箱体在使用状态下处于密封状态；

所述箱体体积调节装置与所述箱体连通连接，根据外部气压的变化而自动进行体积调节，以使箱体内的气压与外部气压保持平衡。

2.根据权利要求1所述的常压密封箱，其特征在于，所述箱体为不锈钢焊接箱体。

3.根据权利要求1所述的常压密封箱，其特征在于，所述箱体体积调节装置包括柔性气囊，材质与所述箱体一致，焊接连接在所述箱体上。

4.根据权利要求3所述的常压密封箱，其特征在于，所述柔性气囊为金属波纹管，自动跟随外部气压变化伸长或缩短。

5.根据权利要求1-4任一项所述的常压密封箱，其特征在于，还包括运输导通阀，设置在所述箱体上，在运输过程中打开所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气导通；在使用过程中关闭所述运输导通阀，使得箱体内部与外部空气隔绝。

6.根据权利要求5所述的常压密封箱，其特征在于，所述运输导通阀包括阀体、密封盖和密封圈，所述密封盖通过密封圈与所述阀体密封连接。

7.根据权利要求6所述的常压密封箱，其特征在于，所述阀体与所述箱体气密焊接；所述密封盖与所述阀体螺纹连接。

8.根据权利要求6所述的常压密封箱，其特征在于，所述箱体对接阀体的位置处设置有孔，所述阀体上设置有孔，当所述密封盖打开时，所述箱体通过所述阀体上的孔与外部空气导通；

还包括分子筛，设置在所述阀体内部。

9.根据权利要求6所述的常压密封箱，其特征在于，所述密封圈包括主密封圈和次密封圈，分别设置在所述阀体和密封盖之间。

10.一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的常压密封箱。

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