CN219834814U - 电场屏蔽结构及气体绝缘开关柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电场屏蔽结构及气体绝缘开关柜，电场屏蔽结构用于安装在主母线和分支母线的连接处，电场屏蔽结构包括：第一屏蔽板和分别位于第一屏蔽板的相对两侧的第二屏蔽板和第三屏蔽板，第一屏蔽板、第二屏蔽板和第三屏蔽板共同围成用于容纳主母线和分支母线的连接处的容纳槽；第二屏蔽板上设置有用于容纳连接主母线和分支母线的紧固组件的第一端的沉头避让孔，沉头避让孔的底部设置有用于供紧固组件的第二端穿过的紧固通孔；第三屏蔽板上设置有用于容纳紧固组件的第二端的避让通孔，以解决现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

Description

电场屏蔽结构及气体绝缘开关柜

技术领域

本实用新型涉及中压成套设备技术领域，具体而言，涉及一种电场屏蔽结构及气体绝缘开关柜。

背景技术

气体绝缘柜因采用气体绝缘技术，相比较于空气绝缘柜，因体积较小而占用空间少，近年来备受市场青睐，也因其体积小的特点，三相导体间及导体对地间的绝缘净距离势必会相应减小，在这种情况下导体的电场分布情况对开关柜的绝缘和整体性能起到了关键作用。

传统的SF₆气体绝缘柜在稍不均匀的电场下，适当的减小绝缘距离仍可以满足绝缘性能的要求，但是，随着社会的发展与进步，人们对环保气体的呼声越来越高，在环保气体绝缘介质中尤以干燥空气或纯净氮气为最理想的SF₆替代气体。

但是，在相同条件下，干燥空气和氮气的绝缘性能远远低于SF₆气体，要使用干燥空气替代SF₆就必须要改善高压导体内部的电场，消除或屏蔽尖角，避免局部场强过于集中。

对此，采用并适当增大导体圆角半径是非常行之有效的方式之一，但是导体尤其是矩形导体的端部倒角因受尺寸限制而导致圆角无法做到足够大，因此，此种屏蔽矩形导体端部的局部强电场，防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种电场屏蔽结构及气体绝缘开关柜，以解决现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种电场屏蔽结构，电场屏蔽结构用于安装在主母线和分支母线的连接处，电场屏蔽结构包括：第一屏蔽板和分别位于第一屏蔽板的相对两侧的第二屏蔽板和第三屏蔽板，第一屏蔽板、第二屏蔽板和第三屏蔽板共同围成用于容纳主母线和分支母线的连接处的容纳槽；其中，第二屏蔽板上设置有用于容纳连接主母线和分支母线的紧固组件的第一端的沉头避让孔，沉头避让孔的底部设置有用于供紧固组件的第二端穿过的紧固通孔；第三屏蔽板上设置有用于容纳紧固组件的第二端的避让通孔。

进一步地，沉头避让孔为沿第一方向延伸的长圆孔，沉头避让孔内沿第一方向间隔设置有多个圆形的紧固通孔；避让通孔为与沉头避让孔对应设置的长圆孔。

进一步地，容纳槽的深度为c，主母线的宽度为e，其中，0.5e≤c≤1e。

进一步地，第二屏蔽板的厚度小于第三屏蔽板的厚度。

进一步地，沉头避让孔的深度大于紧固组件在主母线的靠近第二屏蔽板的一侧的突出部分的长度。

进一步地，避让通孔的深度大于紧固组件在主母线的靠近第三屏蔽板的一侧的突出部分的长度。

进一步地，电场屏蔽结构的各个棱角处均加工有倒圆角。

进一步地，沉头避让孔的数量和避让通孔的数量均为一个，一个避让通孔与一个沉头避让孔对应地设置；或者沉头避让孔的数量为多个，多个沉头避让孔沿第二方向间隔设置，避让通孔的数量为多个，多个避让通孔与多个沉头避让孔一一对应地设置；其中，各个沉头避让孔的底部均设置有紧固通孔。

进一步地，电场屏蔽结构采用硬铝材料制成。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种气体绝缘开关柜，包括柜体外壳和设置在柜体外壳内的母线结构，母线结构包括、母线套管、主母线和分支母线，母线套管安装在柜体外壳上，主母线和分支母线之间通过紧固组件连接且与母线套管的远离柜体外壳的一端连接；其特征在于，气体绝缘开关柜还包括：上述的电场屏蔽结构，电场屏蔽结构安装在主母线和分支母线的连接处。

应用本实用新型的技术方案，本实用新型的电场屏蔽结构用于安装在主母线和分支母线的连接处，电场屏蔽结构包括：第一屏蔽板和分别位于第一屏蔽板的相对两侧的第二屏蔽板和第三屏蔽板，第一屏蔽板、第二屏蔽板和第三屏蔽板共同围成用于容纳主母线和分支母线的连接处的容纳槽；其中，第二屏蔽板上设置有用于容纳连接主母线和分支母线的紧固组件的第一端的沉头避让孔，沉头避让孔的底部设置有用于供紧固组件的第二端穿过的紧固通孔；第三屏蔽板上设置有用于容纳紧固组件的第二端的避让通孔。这样，本实用新型的电场屏蔽结构在增大矩形母线的圆角半径的方法受限的情况下，通过在主母线和分支母线的连接处安装电场屏蔽结构的方法，对电极的边缘和尖端进行了遮挡屏蔽，解决了现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的电场屏蔽结构的第一个实施例的结构示意图；

图2示出了图1所示的电场屏蔽结构的仰视图；

图3示出了图1所示的电场屏蔽结构的侧视图；

图4示出了图1所示的电场屏蔽结构的主视图；

图5示出了图2所示的电场屏蔽结构沿A-A方向的剖视图；

图6示出了图2所示的电场屏蔽结构沿B-B方向的剖视图；

图7示出了根据本实用新型的气体绝缘开关柜在没有安装电场屏蔽结构时的结构示意图；

图8示出了图7所示的气体绝缘开关柜在不包括柜体外壳时的结构示意图；

图9示出了图8所示的气体绝缘开关柜的主视图；

图10示出了图8所示的气体绝缘开关柜的俯视图；

图11示出了图7所示的气体绝缘开关柜在安装有电场屏蔽结构的第一个实施例时的结构示意图；

图12示出了图11所示的气体绝缘开关柜在不包括柜体外壳时的结构示意图；

图13示出了图12所示的气体绝缘开关柜的侧视图；

图14示出了图12所示的气体绝缘开关柜的主视图；

图15示出了图12所示的气体绝缘开关柜的俯视图；

图16示出了图7所示的气体绝缘开关柜在安装有电场屏蔽结构的第二个实施例且不包括柜体外壳时的结构示意图；

图17示出了图16所示的气体绝缘开关柜的剖视图；

图18示出了图16所示的气体绝缘开关柜在安装电场屏蔽结构的第一个实施例时的第一步骤示意图；

图19示出了图16所示的气体绝缘开关柜在安装电场屏蔽结构的第一个实施例时的第二步骤示意图；

图20示出了图16所示的气体绝缘开关柜在安装电场屏蔽结构的第一个实施例时的第三步骤示意图；

图21示出了图16所示的气体绝缘开关柜在安装好电场屏蔽结构的第一个实施例时在一个方向上的局部结构示意图；

图22示出了图16所示的气体绝缘开关柜在安装好电场屏蔽结构的第一个实施例时在另一个方向上的局部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、柜体外壳；2、母线套管；3、主母线；4、分支母线；

5、紧固组件；51、第一紧固组件；52、第二紧固组件；

6、电场屏蔽结构；60、第一屏蔽板；61、第二屏蔽板；611、沉头避让孔；6111、沉头避让孔一；6112、沉头避让孔二；612、紧固通孔；6121、紧固通孔一；6122、紧固通孔二；62、第三屏蔽板；621、避让通孔；6211、避让通孔一；6212、避让通孔二；63、容纳槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图22所示，本实用新型提供了一种电场屏蔽结构6，电场屏蔽结构6用于安装在主母线3和分支母线4的连接处，电场屏蔽结构6包括：第一屏蔽板60和分别位于第一屏蔽板60的相对两侧的第二屏蔽板61和第三屏蔽板62，第一屏蔽板60、第二屏蔽板61和第三屏蔽板62共同围成用于容纳主母线3和分支母线4的连接处的容纳槽63；其中，第二屏蔽板61上设置有用于容纳连接主母线3和分支母线4的紧固组件5的第一端的沉头避让孔611，沉头避让孔611的底部设置有用于供紧固组件5的第二端穿过的紧固通孔612；第三屏蔽板62上设置有用于容纳紧固组件5的第二端的避让通孔621。

这样，本实用新型通过设置电场屏蔽结构6并安装在主母线3和分支母线4的连接处，以在增大矩形母线的圆角半径的方法受限的情况下，对电极的边缘和尖端进行了遮挡屏蔽，解决了现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

其中，第二屏蔽板61和第三屏蔽板62相互平行且均垂直于第一屏蔽板60。

具体地，沉头避让孔611为沿第一方向延伸的长圆孔，沉头避让孔611内沿第一方向间隔设置有多个圆形的紧固通孔612；避让通孔621为与沉头避让孔611对应设置的长圆孔；其中，第一方向平行于主母线3的长度方向。

本实用新型的电场屏蔽结构6的尺寸需根据母线搭接后的实际尺寸定义，容纳槽63的宽度a、容纳槽63的高度c、电场屏蔽结构6的长度L等应保证能顺利地套设在母线上并有效地将紧固组件5完全罩入。

优选地，容纳槽63的深度为c，主母线3的宽度为e，其中，0.5e≤c≤1e。在实际运用中可根据实际需要设计容纳槽63的深度c，以屏蔽部分或全部的紧固组件5。

优选地，第二屏蔽板61的厚度小于第三屏蔽板62的厚度。

本实用新型的电场屏蔽结构6的第二屏蔽板61作为紧固组件5的螺栓的插入端，要根据主母线3和分支母线4的连接处的紧固组件5的数量和间距b等来设置相应大小的紧固通孔612，并在紧固通孔612的外侧设置沉头避让孔611，且使沉头避让孔611的深度大于紧固组件5的螺栓的螺帽端的厚度，以保证螺栓安装后其螺帽端不会突出在第二屏蔽板61外。

优选地，沉头避让孔611的深度大于紧固组件5在主母线3的靠近第二屏蔽板61的一侧的突出部分的长度。

本实用新型的电场屏蔽结构6的第三屏蔽板62作为紧固组件5的螺母的紧入端，其避让通孔621的尺寸由紧固组件5的螺栓的大小和间距确定，长腰孔的短边与长边尺寸均大于其内安装的垫片和螺母的尺寸，且应保证套筒工具可插入电场屏蔽结构6内以便于对螺母进行拆装。

优选地，避让通孔621的深度大于紧固组件5在主母线3的靠近第三屏蔽板62的一侧的突出部分的长度。

进一步优选地，电场屏蔽结构6的各个棱角处均加工有倒圆角，以优化电极形状。

可选地，沉头避让孔611的数量和避让通孔621的数量均为一个，一个避让通孔621与一个沉头避让孔611对应地设置；或者沉头避让孔611的数量为多个，多个沉头避让孔611沿第二方向间隔设置，避让通孔621的数量为多个，多个避让通孔621与多个沉头避让孔611一一对应地设置；其中，各个沉头避让孔611的底部均设置有紧固通孔612。

具体地，第二方向平行于分支母线4的长度方向。

如图1至图15所示的实施例，电场屏蔽结构6上对应地设置有一个沉头避让孔611和一个避让通孔621，该沉头避让孔611的底部沿第一方向间隔设置有三个紧固通孔612。

如图16和图17所示的实施例，电场屏蔽结构6上一一对应地设置有两个沉头避让孔611和两个避让通孔621，两个沉头避让孔611沿第二方向间隔设置在第二屏蔽板61上，两个避让通孔621沿第二方向间隔设置在第三屏蔽板62上；其中，各个沉头避让孔611的底部均沿第一方向间隔设置有三个紧固通孔612。

具体地，主母线3和分支母线4之间通过两个第一紧固组件51和两个第二紧固组件52连接，两个沉头避让孔611分别为沉头避让孔一6111和沉头避让孔二6112，两个避让通孔621包括避让通孔一6211和避让通孔二6212，沉头避让孔一6111内设置有三个紧固通孔一6121，沉头避让孔二6112内设置有三个紧固通孔二6122，两个第一紧固组件51分别安装在三个紧固通孔一6121中的两个上，两个第二紧固组件52分别安装在三个紧固通孔二6122中的两个上。

当紧固组件5位于电场屏蔽结构6内时，紧固组件5包括一个螺栓和用于安装在螺栓上的一个平垫片、一个弹性垫片和一个螺母，其中，一个平垫片、一个弹性垫片和一个螺母均位于主母线3的远离螺栓的螺帽端的一侧；当紧固组件5位于电场屏蔽结构6下方时，紧固组件5包括一个螺栓和用于安装在螺栓上的两个平垫片、一个弹性垫片和一个螺母，其中，一个平垫片位于主母线3的靠近螺栓的螺帽端的一侧，另一个平垫片、一个弹性垫片和一个螺母均位于主母线3的远离螺栓的螺帽端的一侧。

优选地，本实用新型的电场屏蔽结构6采用硬铝材料制成。

本实用新型提供了一种气体绝缘开关柜，包括柜体外壳1和设置在柜体外壳1内的母线结构，母线结构包括、母线套管2、主母线3和分支母线4，母线套管2安装在柜体外壳1上，主母线3和分支母线4之间通过紧固组件5连接且与母线套管2的远离柜体外壳1的一端连接；气体绝缘开关柜还包括：上述的电场屏蔽结构6，电场屏蔽结构6安装在主母线3和分支母线4的连接处。

其中，主母线3和分支母线4通常为矩形母线，主母线3沿第一方向延伸，分支母线4沿第二方向延伸，主母线3和分支母线4之间通过多个紧固组件5连接；矩形母线的边角与端部因受尺寸厚度影响而存在尖端现象，尤其是采用“T”字型方式搭接的矩形母线的端部，其尖角场强过于集中，电极的边缘或尖端是造成极不均匀电场的重要原因，因此工程上常需要改善电极形状，以避免电极表面曲率半径过小或出现尖角。

而本实用新型在增大矩形母线的圆角半径的方法受限的情况下，通过在主母线3和分支母线4的连接处安装电场屏蔽结构6的方法，对电极的边缘和尖端进行了遮挡屏蔽，以将原有的“棒——板”间隙电场优化为电场相对较均匀的“球——板”或“板——板”间隙电场，解决了现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

如图10的M区域所示为母线结构在未安装电场屏蔽结构6时的电场，如图15的N区域所示为母线结构在安装有电场屏蔽结构6时的电场。

本实用新型的电场屏蔽结构6的安装：

(1)将电场屏蔽结构6自上而下扣设在需要屏蔽的主母线3和分支母线4之间的连接处。

(2)根据母线结构上的开孔选择合适的螺栓规格，将各个紧固组件5的螺栓均从电场屏蔽结构6的第二屏蔽板61的沉头避让孔611内的相应的紧固通孔612穿入，长度为d的紧固通孔612可作为螺栓的螺帽端的平垫片使用。

(3)每个螺栓的位于相应的避让通孔621内的端部均按照标准安装一个平垫片、一个弹性垫片和一个螺母。

(4)当紧固组件5安装完成后，螺栓会将第二屏蔽板61压紧在主母线3上，以防止屏蔽罩松动，第二屏蔽板61能够将紧固组件5的位于沉头避让孔611内的部分完全遮挡，第三屏蔽板62也能够将紧固组件5的位于避让通孔621内的部分完全遮挡。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的电场屏蔽结构6用于安装在主母线3和分支母线4的连接处，电场屏蔽结构6包括：第一屏蔽板60和分别位于第一屏蔽板60的相对两侧的第二屏蔽板61和第三屏蔽板62，第一屏蔽板60、第二屏蔽板61和第三屏蔽板62共同围成用于容纳主母线3和分支母线4的连接处的容纳槽63；其中，第二屏蔽板61上设置有用于容纳连接主母线3和分支母线4的紧固组件5的第一端的沉头避让孔611，沉头避让孔611的底部设置有用于供紧固组件5的第二端穿过的紧固通孔612；第三屏蔽板62上设置有用于容纳紧固组件5的第二端的避让通孔621。这样，本实用新型的电场屏蔽结构6在增大矩形母线的圆角半径的方法受限的情况下，通过在主母线3和分支母线4的连接处安装电场屏蔽结构6的方法，对电极的边缘和尖端进行了遮挡屏蔽，解决了现有技术中的防止导体尖端局部电场相间或对地产生放电的方式并不适用于采用干燥空气或纯净氮气作为绝缘气体的气体绝缘柜的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电场屏蔽结构，其特征在于，所述电场屏蔽结构用于安装在主母线(3)和分支母线(4)的连接处，所述电场屏蔽结构包括：

第一屏蔽板(60)和分别位于所述第一屏蔽板(60)的相对两侧的第二屏蔽板(61)和第三屏蔽板(62)，所述第一屏蔽板(60)、所述第二屏蔽板(61)和所述第三屏蔽板(62)共同围成用于容纳所述主母线(3)和分支母线(4)的连接处的容纳槽(63)；

其中，

所述第二屏蔽板(61)上设置有用于容纳连接所述主母线(3)和所述分支母线(4)的紧固组件(5)的第一端的沉头避让孔(611)，所述沉头避让孔(611)的底部设置有用于供所述紧固组件(5)的第二端穿过的紧固通孔(612)；

所述第三屏蔽板(62)上设置有用于容纳所述紧固组件(5)的第二端的避让通孔(621)。

2.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述沉头避让孔(611)为沿第一方向延伸的长圆孔，所述沉头避让孔(611)内沿第一方向间隔设置有多个圆形的所述紧固通孔(612)；所述避让通孔(621)为与所述沉头避让孔(611)对应设置的长圆孔。

3.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述容纳槽(63)的深度为c，所述主母线(3)的宽度为e，其中，0.5e≤c≤1e。

4.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述第二屏蔽板(61)的厚度小于所述第三屏蔽板(62)的厚度。

5.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述沉头避让孔(611)的深度大于所述紧固组件(5)在所述主母线(3)的靠近所述第二屏蔽板(61)的一侧的突出部分的长度。

6.根据权利要求5所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述避让通孔(621)的深度大于所述紧固组件(5)在所述主母线(3)的靠近所述第三屏蔽板(62)的一侧的突出部分的长度。

7.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述电场屏蔽结构的各个棱角处均加工有倒圆角。

8.根据权利要求1所述的电场屏蔽结构，其特征在于，

所述沉头避让孔(611)的数量和所述避让通孔(621)的数量均为一个，一个所述避让通孔(621)与一个所述沉头避让孔(611)对应地设置；或者

所述沉头避让孔(611)的数量为多个，多个所述沉头避让孔(611)沿第二方向间隔设置，所述避让通孔(621)的数量为多个，多个所述避让通孔(621)与多个所述沉头避让孔(611)一一对应地设置；其中，各个所述沉头避让孔(611)的底部均设置有所述紧固通孔(612)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电场屏蔽结构，其特征在于，所述电场屏蔽结构采用硬铝材料制成。

10.一种气体绝缘开关柜，其特征在于，包括柜体外壳(1)和设置在所述柜体外壳(1)内的母线结构，所述母线结构包括、母线套管(2)、主母线(3)和分支母线(4)，所述母线套管(2)安装在所述柜体外壳(1)上，所述主母线(3)和所述分支母线(4)之间通过紧固组件(5)连接且与所述母线套管(2)的远离所述柜体外壳(1)的一端连接；其特征在于，所述气体绝缘开关柜还包括：权利要求1至9中任一项所述的电场屏蔽结构，所述电场屏蔽结构安装在所述主母线(3)和分支母线(4)的连接处。