CN113824039A - 一种常压密封空气绝缘环网柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种常压密封空气绝缘环网柜，包括开关室；所述开关室用于安装主开关进出线套管；所述主开关由隔离/接地开关和断路器组成；所述开关室内侧壁与隔离动刀之间安装有绝缘罩，且所述绝缘罩位于所述隔离/接地开关操作轴相对面；开关主体组装螺母螺栓处设置有均压罩；A、B、C三相铜棒与下出线套管连接处、以及C相铜棒与所述隔离动刀下端连接处分别设置一绝缘套。本发明从绝缘结构改良实现了柜体小型化和绝缘能力提升。

Description

一种常压密封空气绝缘环网柜

技术领域

本发明属于开关柜技术领域，具体涉及一种常压密封空气绝缘环网柜。

背景技术

随着我国城市建设的规模和经济的快速发展，对电力配电网在可靠性、环保和智能化方面提出了更高的要求。目前国内现有开关柜主要分为空气绝缘环网柜、SF6气体绝缘环网柜、固体绝缘环网柜、环保气体绝缘环网柜。空气绝缘环网柜体积大；SF6气体绝缘环网柜目前用量最多，但SF6是主要温室气体之一，对环境影响较大；固体绝缘环网柜的局放指标不稳定，绝缘材料难降解，后期不易回收处理；环保气体绝缘环网柜体积小，无排放危害，但是需要充注一定压力，存在漏气导致绝缘能力下降问题。常压密封空气绝缘环保柜是环保气体绝缘环网柜的改良，由于充注的干燥空气绝缘强度只有SF6的1/3，且充气压力仅为标准大气压，因此，整柜体积偏大。

发明内容

为了解决环保气体绝缘环网柜漏气导致绝缘能力下降以及常压密封空气绝缘环网柜体积大的问题，本发明提供了一种常压密封空气绝缘环网柜，本发明从绝缘结构改良和电场优化两个方面，实现了柜体小型化和绝缘能力提升。

本发明通过下述技术方案实现：

一种常压密封空气绝缘环网柜，包括开关室；

所述开关室用于安装主开关进出线套管；

所述主开关由隔离/接地开关和断路器组成；

所述开关室内侧壁与隔离动刀之间安装有绝缘罩，且所述绝缘罩位于所述隔离/接地开关操作轴相对面；

开关主体组装螺母螺栓处设置有均压罩；

A、B、C三相铜棒与下出线套管连接处、以及C相铜棒与所述隔离动刀下端连接处分别设置一绝缘套。

优选的，本发明的绝缘罩采用PA66+GF材质；

所述绝缘罩的壁厚不小于6mm。

优选的，本发明的绝缘罩内侧设置有波纹，用于增加爬电距离。

优选的，本发明的绝缘罩中间设置有绝缘板；

所述绝缘板采用透明材料；所述绝缘板厚度不小于4mm。

优选的，本发明的均压罩为套筒结构，其外径为D，内径为d，套筒厚度为N，端部厚度为N，端部孔径为L；且套筒外壁为全倒角结构。

优选的，本发明的均压罩的外径D为38mm，内径d为20mm，套筒厚度N为15.6mm。

优选的，本发明的绝缘套整体为L型结构，所述绝缘套的出口端直径大于入口端直径；

所述绝缘套的壁厚不小于3mm。

优选的，本发明的绝缘套采用硅橡胶材质。

本发明具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的隔离开关通过绝缘罩设计，提升了隔离开关相间和相对地的绝缘能力，有利于压缩主开关体积。

2、本发明的断路器通过在螺栓处设计均压罩，改善了螺栓本身的尖端电场，提升了断路器高压端对地的绝缘能力，有利于压缩主开关体积。

3、本发明通过在分支母线处设计绝缘罩，提升分支母线对地的绝缘能力，有利于减少气箱高度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的环网柜结构整体示意图。

图2为本发明的主开关结构示意图。

图3为绝缘罩结构三视图。

图4为均压罩结构示意图。

图5为绝缘套安装示意图。

图6为绝缘套结构三视图。

图7为主开关室内部气箱装配示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-电缆室，12-开关室，13-二次室，14-机构室，21-隔离/接地开关，22-断路器，23-均压罩，24-绝缘罩，241-绝缘板，242-波纹，51-绝缘套，61-隔离/接地机构，62-接地联锁组件，63-接地操作轴，64-隔离操作轴，65-断路器操作机构，66-储能操作轴，67-隔离/接地转轴，68-拐臂组件，69-断路器转轴。

具体实施方式

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

针对环保气体绝缘环网柜漏气导致绝缘能力下降、常压密封空气绝缘环网柜体积大等问题，本实施例提供了一种常压密封空气绝缘环网柜，本实施例从结构和工作方式两个方面对其进行具体说明：

(1)结构

本实施例的常压密封空气绝缘环网柜主要由四大部分组成：电缆室11、开关室12、二次室13和机构室14，如图1所示。

其中，电缆室11用于安装电流互感器以及其他零件；

开关室12用于安装主开关(断路器与隔离接地开关)进出线套管；

二次室13用于安装控制、指示、保护装置类元件；

机构室14用于安装弹簧操作机构。

如图2所示，主开关主要由两部分组成：隔离/接地开关21和断路器22。

其中，断路器22的关键元器件是真空灭弧室，具有优秀的开合性能；

隔离/接地开关21采用三工位开关。

隔离动刀与开关室12侧壁绝缘强度较薄弱，因此，本实施例通过加装绝缘罩24，可以有效解决绝缘强度的问题。

本实施例的绝缘罩24设置于隔离/接地开关21侧方(隔离/接地开关21操作轴对立面)，绝缘罩24采用PA66+GF材质，壁厚不小于6mm；同时绝缘罩24内侧设有波纹242，增加爬电距离，更大程度的加强了隔离动刀与接地触头间的绝缘性能；在满足隔离动刀与开关室侧壁绝缘性能同时还需考虑相间绝缘性能，绝缘罩24中间设有绝缘板241，绝缘板241采用透明PC，厚度不小于4mm，既保证了相间的绝缘强度，又不影响隔离/接地状态观察。本实施例的绝缘罩24加工为三相一体结构，与单相相比，不仅便于安装，也能更好地保证三相一致性，如图3所示。

在真空断路器22高压端A相和C相与开关主体组装螺母螺栓(接地)之间绝缘性能不足，因此本实施例在该处加装均压罩23。

本实施例的均压罩23设置于开关主体组装螺母螺栓处，均压罩23整体为套筒结构，其外径为D，内径为d，厚度为N，套筒外壁为接近全倒角结构，端部的厚度为M，端部孔径为L。

组装螺母采用1型六角螺母M8规格，螺栓采用内六角圆柱头螺钉M8规格，根据螺栓和螺母外形尺寸，通过分析计算，得到均压罩23的最优外形尺寸为：外径为Φ38mm，内径Φ20mm，满足六角套筒放入，厚度15.6mm，外部接近全倒圆R8，如图4所示，在另外的优选实施例中，也可采用其他外形尺寸，例如外径32mm的均压罩，内径为15mm。

由于套管导体与气箱距离较近，无法满足绝缘要求，因此，本实施例通过设计绝缘套51来加强绝缘能力。

如图5所示，本实施例在ABC三相铜棒与下出线套管连接处以及C相铜棒与隔离动刀下端连接处分别设置一绝缘套51。

根据分支母线与套管的连接方式，绝缘套51设计L形，如图6所示,绝缘套51的入口端内径为P2，入口端外径为P1，入口端至出口端中线距离为S，绝缘套51的宽度为P3，出口端外径为d2，出口端内径为d1；且绝缘套51的出口端直径大于入口端直径；采用硅橡胶材质，根据硅橡胶介电强度为18-36Kv/mm，该开关设备需要进行75Kv的绝缘实验，因此绝缘套51壁厚设计最小尺寸为3mm。绝缘套51安装于下出线套管与分支母线之间，下出线套管端端面直径为47mm，安装绝缘套51时需要保证绝缘套51与下出线套管扣紧，防止脱落，设计绝缘套51出口端直径(内径)为43-45mm；绝缘套51另一端穿过分支母线，分支母线顶端需要压平开螺栓孔，顶端直径大于分支母线本身直径，所选用的分支母线直径为20mm，因此绝缘套入口端直径设计为22-23mm，即保证了绝缘套51与分支母线之间的抱紧力，又便于绝缘套51的安装。分支母线与下出线套管采用M12内六角圆柱头螺栓，螺栓与气箱之间的最小距离为88mm以及分支母线与气箱之间的最小距离为83mm，根据电场分析后并在外加装均压帽，均压帽半径为20mm，均压帽整体高度为34.8mm，安装好均压帽后，均压帽到下出线套管端面距离为50mm，绝缘套51整体端深度设计为51mm。绝缘套51尺寸M根据分支母线结构而设计。

(2)环网柜工作方式

如图7(图7为图1中去掉电缆室11、二次室13、机构室14)所示，本实施例的环网柜工作方式具体包括：

一、通电操作：

下门板挂在接地联锁组件62的挂钩上，并关好下门板；将手柄插入接地操作轴63，逆时针转动手柄，隔离/接地机构61中的接地机构组件带动隔离/接地转轴67顺时针。同时，与隔离/接地转轴67连接的拐臂组件68带动隔离动刀顺时针转动，接地开关分闸。固定在接地机构转轴上的压板同时逆时针转动，最终向下压住接地联锁组件62，此时接地开关处于分状态，下门板不能被拔出，保证未接地时操作人员不能打开下门板进入电缆仓。

将操作手柄插入隔离操作轴63，顺时针转动，隔开/接地机构61中的隔离机构组件带动隔离/接地转轴67顺时针转动。同时，与隔离/接地转轴67连接的拐臂组件68带动隔离动刀顺时针转动，隔离动刀与隔离静触头相连接，隔离开关合闸。

将操作手柄插入储能操作轴66，顺时针转动，使断路器操作机构65上的储能弹簧拉伸到最大值，此时断路器操作机构65已储能完成。按下断路器合闸按钮，断路器操作机构65带动断路器转轴69顺时针转动，固定在断路器传动轴上的断路器凸轮顺时针转动，带动超程簧组件向下推动真空灭弧室的动端，真空灭弧室的动静触头接触，即断路器合闸。此时，整个开关回路处于导通状态。

二、断电操作

按下断路器分闸按钮，断路器操作机构65带动断路器转轴69逆时针转动，固定在断路器转轴69上的断路器凸轮逆时针转动，带动超程簧组件向上拉动真空灭弧室的动端，真空灭弧室动静触头分开，即断路器分闸。

将操作手柄插入隔离操作轴64，逆时针转动手柄，隔离/接地机构61中的隔离机构组件带动隔离/接地转轴67逆时针转动。同时，与隔离/接地转轴67连接的拐臂组件68带动隔离动刀逆时针转动，隔离动刀与隔离静触头分开，隔离开关分闸。

将操作手柄插入接地操作轴63，顺时针旋转，隔开/接地机构61中的接地机构组件带动隔离/接地转轴67逆时针转动。同时，与隔离/接地转轴67连接的拐臂组件68带动隔离动刀逆时针转动，接地开关合闸。此时，固定在接地机构转轴上的压板同时顺时针转动，压板不会压住接地联锁组件62，下门板可以取出。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，包括开关室(12)；

所述开关室(12)用于安装主开关进出线套管；

所述主开关由隔离/接地开关(21)和断路器(22)组成；

所述开关室(12)内侧壁与隔离动刀之间安装有绝缘罩(24)，且所述绝缘罩(24)位于所述隔离/接地开关(21)操作轴相对面；

开关主体组装螺母螺栓处设置有均压罩(23)；

A、B、C三相铜棒与下出线套管连接处、以及C相铜棒与所述隔离动刀下端连接处分别设置一绝缘套(51)。

2.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘罩(24)采用PA66+GF材质；

所述绝缘罩(24)的壁厚不小于6mm。

3.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘罩(24)内侧设置有波纹，用于增加爬电距离。

4.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘罩(24)中间设置有绝缘板；

所述绝缘板采用透明材料；所述绝缘板厚度不小于4mm。

5.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述均压罩(23)为套筒结构，其外径为D，内径为d，套筒厚度为N，端部厚度为N，端部孔径为L；且套筒外壁为全倒角结构。

6.根据权利要求5所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述均压罩(23)的外径D为38mm，内径d为20mm，套筒厚度N为15.6mm。

7.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘套(51)整体为L型结构，所述绝缘套(51)的出口端直径大于入口端直径；

所述绝缘套(51)的壁厚不小于3mm。

8.根据权利要求1所述的一种常压密封空气绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘套(51)采用硅橡胶材质。

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