CN106486913A - 一种环保气体绝缘环网柜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保气体绝缘环网柜，所述环保气体绝缘环网柜包括完全密封的气箱，所述气箱包括至少一个三相高压真空开关单元，所述至少一个三相高压真空开关单元设置在所述气箱内。本发明的环保气体绝缘环网柜，其柜体封闭设置，其气箱为密封结构，安全可靠，能够有效保障运行人员的人身安全；气箱的进线口和出线口均设置有带有隔离套的绝缘套管，保证了三相之间和相与地之间的绝缘性能；采用组装式绝缘主轴，不仅结构紧凑，并且其每个主轴之间设置有侧板隔离，加强了相与相之间的绝缘性能。该环保气体绝缘环网柜采用环保气体作为介质，绿色环保，无温室效应和污染，而且采用模块化拼接，小型化，且易于安装。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统的绝缘开关设备技术领域，尤其涉及一种环保气体绝缘环网柜。
背景技术
环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点；主要包括气体绝缘环网柜和固体绝缘环网柜两大类。
在现有的技术中，气体绝缘环网柜大多数绝缘介质采用SF6气体，而SF6被列为六种具有温室效应的气体之一；而且在电弧放电后，SF6气体会分解为具有毒性的低氟化物气体。因此，减少甚至避免SF6气体的使用，已成为配电开关设备制造行业发展的必然趋势。
发明内容
本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的绝缘环网柜。具体地，本发明提供能够采用环保气体作为介质的绝缘环网柜。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种环保气体绝缘环网柜，所述环保气体绝缘环网柜包括完全密封的气箱，所述气箱包括至少一个三相高压真空开关单元，所述至少一个三相高压真空开关单元设置在所述气箱内；其中，所述三相高压真空开关单元包括开关框架、绝缘子和三工位隔离开关，所述开关框架为六面体结构，且所述绝缘子和所述三工位隔离开关均设置在所述开关框架内，并与所述开关框架固定连接，并且其中，所述三工位隔离开关固定在所述绝缘子上；其中，所述三工位隔离开关包括绝缘主轴，所述绝缘主轴为组装式绝缘主轴，包括三个相同的主轴主体，并且，所述三个相同的主轴主体沿轴向依次首尾相接，组装成一列；所述三个主轴主体分别设置有一个隔离刀片、一个隔离刀座、一块定位板以及两块侧板；其中，所述隔离刀座通过所述定位板固定在所述绝缘子的顶端，所述两块侧板分别固定在所述定位板的两侧，所述隔离刀片穿过与其相对应的所述主轴主体的支架，并且所述隔离刀片的底端固定在所述隔离刀座上。
其中，所述三相高压真空开关单元还包括主开关，所述主开关设置在所述开关框架内，并与所述开关框架固定连接，并且其中，所述三工位隔离开关设置在所述主开关的正下方；并且在工作状态下，所述三工位隔离开关的隔离刀片的顶端能够碰触到所述主开关的出线端。
其中，所述主开关还包括绝缘外壳、进线端以及灭弧室，所述灭弧室设置在所述绝缘外壳内部，所述进线端和所述出线端均设置在所述绝缘外壳上，并与所述灭弧室相连接。
其中，每一个所述三相高压真空开关单元对应设置有一路进线口和一路出线口，所述进线口和所述出线口分别设置在所述气箱上，并穿过所述气箱的箱体。
其中，每路所述进线口和每路所述出线口各设置有三个绝缘套管，并且所述三个绝缘套管成一排等间距设置在所述气箱的箱体的内表面上。
其中，所述绝缘套管包括隔离套和套管本体，所述隔离套设置在所述套管本体的末端，所述隔离套和套管本体为一体式结构。
其中，所述主开关为固封极柱。
如以上内容所述的环保气体绝缘环网柜，采用的气体为干燥空气和/或氮气。
本发明的环保气体绝缘环网柜，其柜体封闭设置，其气箱为密封结构，安全可靠，能够有效保障运行人员的人身安全；气箱的进线口和出线口均设置有带有隔离套的绝缘套管，保证了三相之间和相与地之间的绝缘性能；采用组装式绝缘主轴，不仅结构紧凑，并且其每个主轴之间设置有侧板隔离，加强了相与相之间的绝缘性能。该环保气体绝缘环网柜采用环保气体作为介质，绿色环保，无温室效应和污染，而且采用模块化拼接，小型化，且易于安装。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本发明的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示例性地示出了本发明的环保气体绝缘环网柜的气箱的内部结构示意图；
图2示例性地示出了图1的侧视图；
图3示例性地示出了本发明的环保气体绝缘环网柜的三相高压真空开关单元的结构示意图；
图4示例性地示出了三工位隔离开关的结构示意图；
图5示例性地示出了主开关的结构示意图；
图6示例性地示出了绝缘套管的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。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任意组合。
本发明的基本思想是通过改善环网柜内部元器件的结构及其布局，来增加环网柜的组成设备的绝缘性能，以弥补环保气体与SF6气体之间的绝缘性能的差异，从而达到在不增加环网柜体积的前提下，使用环保气体代替SF6气体作为介质的目的，既保证绝缘环网柜的绝缘性能，保证操作人员的安全，又能环保。
下面结合附图，对本发明所提供的环保气体绝缘环网柜进行详细说明。
本发明的环保气体绝缘环网柜包括完全密封的气箱，气箱内充有一定压力的环保气体。图1示出了该气箱的内部结构示意图，图2示出了图1的侧视图。综合参照图1和图2所示，该气箱100包括至少一个三相高压真空开关单元1，三相高压真空开关单元1完全密封设置在充有一定压力环保气体的气箱100内。
具体地，三相高压真空开关单元1包括开关框架11、绝缘子14和三工位隔离开关13。接地铜绞线103将开关框架11和气箱100连接并接地，实现开关框架11和气箱100的可靠接地，并且安装操作省时省力。
图3示出了三相高压真空开关单元1的结构示意图。参照图3所示，开关框架11为六面体结构，三工位隔离开关13和绝缘子14均设置在开关框架11内，并且均与开关框架11固定连接，三工位隔离开关13固定连接在绝缘子14上。
另外，开关框架11的底部设置有接地排安装板14，接地排安装板14上固定安装有接地排15，作为三工位隔离开关13的接地端；而出线端121和接地排15的中间位置则作为三工位隔离开关13分位点。
图4示出了三工位隔离开关的结构示意图。如图4所示，三工位隔离开关13包括绝缘主轴132，参照图2可知，绝缘主轴132的两端固定连接在开关框架11上。图5示出了该绝缘主轴的结构示意图。如图5所示，绝缘主轴132为组装式绝缘主轴，包括三个相同的主轴主体1321，并且，三个主轴主体1321沿轴向依次首尾相接，组装成一列。三个相同的主轴主体1321的两端通过六面体式轴孔插接的方式连接，其连接组成的绝缘主轴132的两端连接在开关框架11上。
这种组装式的绝缘主轴132有以下两方面优势：一、只需两套小模具就可以实现，通过三相相同的绝缘主轴主体和两侧的接头即可拼接成所需的绝缘主轴132，相比一体式的绝缘主轴，不仅降低成本，而且有利于批量生产和装配。二、由于六面体对称的结构和特性，当该组装式的绝缘主轴132旋转带动三工位开关的隔离刀片131动作时，每一个主体或接头间的受力分散在插接的六个面上，使绝缘主轴整体受力情况更稳定。
返回综合参照图3和图4所示，绝缘子14的底端固定连接在开关框架11上。三个主轴主体1321分别设置有一个隔离刀片131、一个隔离刀座134、一块定位板135以及两块侧板136。其中，隔离刀座134通过定位板135固定在绝缘子14的顶端，这种连接方式可以是隔离刀座134固定在定位板135上、定位板135固定在绝缘子14的顶端，也可以是定位板135固定在绝缘子14的顶端、隔离刀座134穿过定位板135固定在绝缘子14的顶端。两块侧板136分别固定在定位板135的两侧，加强了相与相之间的绝缘性能；隔离刀片131穿过与其相对应的主轴主体1321的支架1322，并且隔离刀片131的底端固定在隔离刀座134上。
另外，三相高压真空开关单元1还包括主开关12，主开关12设置在开关框架11内，并且与开关框架11固定连接。三工位隔离开关13设置在主开关12的正下方，并且，在工作状态下，三工位隔离开关13的隔离刀片131的顶端能够碰触到主开关12的出线端121，该出线端121作为三工位隔离开关13的静触点使用。
绝缘主轴132从顶端向下俯视，中间有贯穿其支架1322的方孔，隔离刀片131的刀身贯通于该方孔。隔离刀片131作为三工位隔离开关13的动触头使用，会随着绝缘主轴132的转动而转动。绝缘主轴132旋转带动隔离刀片131动作，隔离刀片131从静触点(即主开关12的出线端121)转向分位点(即出线端121与接地排15的中间位置)，再转向接地端(即接地排15)，即完成了三工位隔离开关13的合闸、到分断、到接地的转变。
图5示出了主开关12的结构示意图。参照图5所示，主开关12除了设置有如前所述的出线端121外，还包括绝缘外壳122、进线端123以及灭弧室(图中未示出)，灭弧室设置在绝缘外壳122内部，进线端123和出线端121均设置在绝缘外壳122上，并与灭弧室相连接。
本发明中适用的主开关12，其进线端123和出线端121呈背靠背式分布，减小了主开关12的高度尺寸；三相主开关12本身在开关框架11内横向放置，并按前、中、后方式分列一排，充分利用了开关框架11的深度，直接减小框架的高度和体积，实现了开关设备的小型化设计。
其出线端121直接作为三工位分离开关13的静触点，与三工位隔离开关13的隔离刀片131配合使用，简化且合并了主开关12与三工位隔离开关13之间搭接与配合的结构，主开关12直接作为三工位隔离开关13的一部分，与三工位隔离开关13形成一种组合式的配套元器件。而且，将主开关12的出线端121作为三工位隔离开关13的静触点，由于其出线端121与主开关12的绝缘外壳122浇筑为一体，避免了以往单独的隔离开关合闸时，静触点作为高压侧导体，为达到对地绝缘的要求，需要另外的绝缘件作为支撑的情况发生，减少了绝缘材料的耗材。
另外，在气箱100上，每一个三相高压真空开关单元1对应设置有一路进线口2和一路出线口3。返回参照图1和图2所示，进线口2和出线口3分别设置在气箱100上，并穿过气箱100的箱体。在本实施例中，进线口2设置在气箱100的第一侧101的上部，出线口3设置在气箱100的与第一侧101相垂直的第二侧102的下部，并且进线口2和出线口3均成一排水平布置。
具体地，每路进线口2和每路出线口3各设置有三个绝缘套管4，并且三个绝缘套管4成一排等间距设置在气箱100的箱体的内表面。图6示出了该绝缘套管4的结构示意图。参照图6所示，绝缘套管4包括隔离套41和套管本体42，隔离套41设置在套管本体42的末端，隔离套41和套管本体42为一体式结构。并且其中，隔离套41的纵截面形状为U字形。
将隔离套41和套管本体42固定连接在一起，结构简单，安装方便快捷；同时，无需另外安装隔板，就可以保证高压带电体三相之间和对地电场的绝缘作用。
需要指出的是，主开关12为固封极柱，具体地，可以是断路器或负荷开关。
本发明的环保气体绝缘环网柜，所采用的介质为环保气体，该环保气体可以是干燥空气或者氮气，也可以是干燥空气或者氮气的混合气体，或者其他符合要求的环保气体。
综上所述，本发明的环保气体绝缘环网柜具有以下效果：
首先，三相高压真空开关的绝缘主轴采用组装式，利用三个相同的主轴主体依次相接组成一列，既节约模具成本，又利于批量生产和组装；其六面体的外形还能够使得绝缘主轴的整体受力情况更稳定；而且每个主轴主体都有两块侧板，加强了相与相之间和相与地之间的绝缘性能。本发明的环保气体绝缘环网柜，使用了绝缘性能低于SF6的环保气体，带电导体之间所需的安全距离增大，为了不增加柜体体积，通过在不降低任何部件的性能的基础上，简化设备结构，以保证内部布置紧凑；同时，在绝缘主轴上增设隔板，来加强相与相之间和相与地之间的绝缘性能。
其次，主开关背靠背式的进线端和出线端分布方式，减小了主开关自身的尺寸；而三相主开关的放置方式，则减小了开关单元的体积，实现了环网柜整体设备小型化的设计。
另外，在气箱的进线口和出线口均采用隔离套和套管本体一体化的绝缘套管，进一步保证了高压带电体三相之间和对地电场的绝缘作用。
本发明的环保气体绝缘环网柜，通过对气箱内部元器件进行更为优化的绝缘结构的设计，以及其在气箱内的合理化布局，在不增加环网柜整体体积的前提下，提高三相高压真空开关单元和气箱的绝缘性能，来弥补环保气体与SF6气体之间的绝缘性能的差异，从而能够使用环保气体来代替SF6气体作为介质，达到环保的目的；同时，还能够保证绝缘环网柜整体的绝缘性能，保证操作人员的人身安全，并确保电气设备长期安全、稳定、可靠地运行。
该环网柜的三相高压真空开关单元可以进行柜下组装，组装完成后再推入气箱，避免了由于气箱箱体的高度或者空间的狭窄造成的安装不便，使得工作人员安装方便快捷，省时省力。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述环保气体绝缘环网柜包括完全密封的气箱(100)，所述气箱(100)包括至少一个三相高压真空开关单元(1)，所述至少一个三相高压真空开关单元(1)设置在所述气箱(100)内；其中，所述三相高压真空开关单元(1)包括开关框架(11)、绝缘子(14)和三工位隔离开关(13)，所述开关框架(11)为六面体结构，且所述绝缘子(14)和所述三工位隔离开关(13)均设置在所述开关框架(11)内，并与所述开关框架(11)固定连接，并且其中，所述三工位隔离开关(13)固定在所述绝缘子(14)上；其中，
所述三工位隔离开关(13)包括绝缘主轴(132)，所述绝缘主轴(132)为组装式绝缘主轴，包括三个相同的主轴主体(1321)，并且，所述三个相同的主轴主体(1321)沿轴向依次首尾相接，组装成一列；
所述三个主轴主体(1321)分别设置有一个隔离刀片(131)、一个隔离刀座(134)、一块定位板(135)以及两块侧板(136)；其中，所述隔离刀座(134)通过所述定位板(135)固定在所述绝缘子(14)的顶端，所述两块侧板(135)分别固定在所述定位板(135)的两侧，所述隔离刀片(131)穿过与其相对应的所述主轴主体(1321)的支架(1322)，并且所述隔离刀片(131)的底端固定在所述隔离刀座(134)上。
2.如权利要求1所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述三相高压真空开关单元(1)还包括主开关(12)，所述主开关(12)设置在所述开关框架(11)内，并与所述开关框架(11)固定连接，并且其中，所述三工位隔离开关(13)设置在所述主开关(12)的正下方；并且在工作状态下，所述三工位隔离开关(13)的隔离刀片(131)的顶端能够碰触到所述主开关(12)的出线端(121)。
3.如权利要求2所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述主开关(12)还包括绝缘外壳(122)、进线端(123)以及灭弧室，所述灭弧室设置在所述绝缘外壳(122)内部，所述进线端(123)和所述出线端(121)均设置在所述绝缘外壳(122)上，并与所述灭弧室相连接。
4.如权利要求1所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，每一个所述三相高压真空开关单元(1)对应设置有一路进线口(2)和一路出线口(3)，所述进线口(2)和所述出线口(3)分别设置在所述气箱(100)上，并穿过所述气箱(100)的箱体。
5.如权利要求4所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，每路所述进线口(2)和每路所述出线口(3)各设置有三个绝缘套管(4)，并且所述三个绝缘套管(4)成一排等间距设置在所述气箱(100)的箱体的内表面上。
6.如权利要求5所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述绝缘套管(4)包括隔离套(41)和套管本体(42)，所述隔离套(41)设置在所述套管本体(42)的末端，所述隔离套(41)和套管本体(42)为一体式结构。
7.如权利要求2所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述主开关(12)为固封极柱。
8.如权利要求1～7任一所述的环保气体绝缘环网柜，其特征在于，所述环保气体绝缘环网柜采用的气体为干燥空气和/或氮气。
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