CN111952110A - 固体绝缘筒 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固体绝缘筒，属于电力设备技术领域。它解决了现有固体绝缘筒适用性差的问题。本固体绝缘筒包括筒体以及导电组件与屏蔽网，导电组件包括进线导电杆与真空开关管，筒体内腔设有开关刀闸，屏蔽网包括屏蔽网一以及罩在进线导电杆内端处的屏蔽网二，屏蔽网一包括两端开口并具有与筒体相同横截面形状的本体以及一对自本体上端沿开关刀闸工作方向凸出的屏蔽片，两屏蔽片正对设置，真空开关管动端位于本体内侧，当导电组件断开时开关刀闸位于本体内侧，当导电组件导通时连接孔到铰接点处的开关刀闸位于两屏蔽片与本体内侧且开关刀闸的另一端位于屏蔽网二内侧。本固体绝缘筒具有适用性广泛、绝缘性能好、安全性高等优点。

Description

固体绝缘筒

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，涉及固体绝缘筒。

背景技术

在固体开关柜中，通常使用固体绝缘筒使得各导电部件与外界环境绝缘，因此固体绝缘筒性能的好坏直接影响输配电系统的安全性和可靠性。传统的固体绝缘筒表面未做喷锌接地保护，局部放电指标不稳定，一旦发生放电，绝缘将不可恢复，同时在寿命期内，放电会持续增长和扩展，最终会出现绝缘击穿和发生相间短路故障。

针对上述问题，中国专利曾公开过申请号为201520008782.3的固体绝缘筒，它包括采用绝缘材料制成的呈筒状的本体，该本体的外端敞开，本体内端设有能导电的连接件，该连接件的内端位于本体内，连接件的外端能自本体的侧部伸出本体，本体外侧涂覆有呈筒状的能导电的屏蔽网，屏蔽网的轴线方向与本体的轴线方向相一致，连接件的内端位于屏蔽网的内侧；其中，连接件包括具体包括连接件一与连接件二，连接件一包括连杆一和固连于本体内的真空开关管，连杆一的内端与真空开关管的外端相连接，连杆一的外端能伸出本体，屏蔽网包括屏蔽部一、屏蔽部二和连接屏蔽部一与屏蔽部二的弯折部，真空开关管的内端位于屏蔽部一内，连接件二的内端位于屏蔽部二内。具体使用时，本体内会设置一个开关刀闸，开关刀闸的一端与本体铰接并与真空开关管的内端电连接，同时开关刀闸中部与一根能活动的绝缘拉杆相连接，通过绝缘拉杆带动开关刀闸绕与本体的铰接点摆动，使得开关刀闸另一端能与连接件二的内端相接触，从而使真空开关管与连接件二之间导通。在开关刀闸将真空开关管与连接件二导通后，真空开关管的动端、开关刀闸及连接件二的内端包覆在屏蔽网内，各处位于等电位，消除了工作状态下各电连接处的尖端放电，改善了局放特性。

在实际过程中，在真空开关管内部始终接通的情况下，当开关刀闸断开连接件一与连接件二的导通时，连接件一接地处于低电位状态，连接件二、真空开关管动端及开关刀闸仍处于高电位状态。上述固体绝缘筒能有效地解决工作时的局部放电现象，但断开后的开关刀闸未包覆在屏蔽网内，导致无法实现该状态下的高压屏蔽，因此无法始终保持良好的绝缘性能，导致使用寿命受影响且存在一定的安全隐患。由于真空开关管内部接通是开关刀闸断开时仍处于高压状态的重要因素，因此针对这种情况，本领域技术人员容易想到的是在开关刀闸断开但真空开关管内部仍导通的情况下能进行报警的方式，使设备能自动将真空开关管内部断开。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种固体绝缘筒，解决了绝缘性能不稳定的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

固体绝缘筒，包括筒体以及嵌于筒体内的导电组件与屏蔽网，所述的筒体下端开口，导电组件包括内端位于筒体内腔中的进线导电杆与动端位于筒体内腔中的真空开关管，筒体内腔设有一端与其相铰接且能控制真空开关管动端与进线导电杆内端导通或断开的开关刀闸，开关刀闸中部设有连接孔，其特征在于，所述的屏蔽网包括屏蔽网一以及罩在进线导电杆内端处的屏蔽网二，屏蔽网一包括两端开口并具有与筒体相同横截面形状的本体以及一对自本体上端沿开关刀闸工作方向凸出的屏蔽片，两屏蔽片正对设置，真空开关管动端位于本体内侧，当导电组件断开时开关刀闸位于本体内侧，当导电组件导通时连接孔到铰接点处的开关刀闸位于两屏蔽片与本体内侧且开关刀闸的另一端位于屏蔽网二内侧。

使用时，固体绝缘筒固定在固体开关柜的柜体内，固体开关柜的柜体内设有操作机构，操作机构包括一能活动的绝缘拉杆，将绝缘拉杆上端与开关刀闸通过紧固件与连接孔的配合相连接，这样当绝缘拉杆动作时就能控制开关刀闸绕与筒体的铰接点摆动，从而控制导电组件的通断。

初始状态，进线导电杆与真空开关管处于断开状态(即导电组件断开，同时真空开关管内部也处于断开状态)，此时真空开关管的动端以及开关刀闸均位于屏蔽网一的本体内侧，屏蔽网一与屏蔽网二均处于低电位状态。当需要导通导电组件时，先控制真空开关管内部导通，然后由绝缘拉杆推动开关刀闸绕其与筒体的铰接点向上摆动，开关刀闸与进线导电杆相接触而使得导电组件导通，此时连接孔到开关刀闸与筒体铰接点处的开关刀闸位于两屏蔽片与本体内侧，消除了真空开关管动端与开关刀闸电连接处、开关刀闸与筒体的铰接点以及开关刀闸上连接孔处可能存在的尖端放电现象，而且还可以降低真空开关管动端处的电场强度；开关刀闸的另一端位于屏蔽网二内侧，消除了开关刀闸与进线导电杆电连接处的尖端放电现象，并且屏蔽网二又同时降低了进线导电杆内端处的电场强度。即该状态下屏蔽网一与屏蔽网二均处于高电位，实现了工作状态下开关刀闸时的高压屏蔽，保证了绝缘性能。当真空开关管内部仍导通的情况下，开关刀闸断开时，由于屏蔽网一的本体具有与筒体相同横截面形状，开关刀闸完全位于本体的内侧，此时屏蔽网二处于低电位，而屏蔽网一处于高电位，实现了开关刀闸在该状态下的高压屏蔽，保证了绝缘性能。

本固体绝缘筒将屏蔽网设置为屏蔽网一与屏蔽网二，并将屏蔽网一设置为包括两端开口并具有与筒体相同横截面形状的本体以及一对自本体一端沿开关刀闸工作方向凸出的屏蔽片，使得无论在工作状态还是非工作状态均能实现高压屏蔽，即实现了全屏蔽，均匀了固体绝缘筒内部的电场而改善了其局放特性，尤其延长了使用寿命以及提高了安全性与绝缘性能。

在上述的固体绝缘筒中，所述的屏蔽片呈三角形，屏蔽片位于本体上端中部处，且屏蔽片两侧面与本体两侧面相齐平。

屏蔽片呈三角形并位于本体一端中部处，同时连接孔的位置与位于开关刀闸的中部处，因此当开关刀闸摆动将导电组件导通时连接孔所在处正好位于两屏蔽片之间，从而使本固体绝缘筒在工作状态下也能实现屏蔽，保证了绝缘的稳定性。

在上述的固体绝缘筒中，所述的屏蔽片与本体为一体式结构。

屏蔽片与本体为一体式结构，使得绝缘性能更稳定。

在上述的固体绝缘筒中，所述的屏蔽网二包括呈U型的主体以及将主体一侧封闭的基板，主体上贯穿设置有与进线导电杆内端形状相同的让位孔，进线导电杆内端经让位孔伸入主体的开口内且进线导电杆的内端与基板之间通过紧固件相固定。

屏蔽网在环氧浇注成型筒体时直接嵌入筒体内，其中屏蔽网二上的U型结构对应筒体两侧及其连接处，基板对应筒体内端部处。进线导电杆内端通过让位孔伸入到屏蔽网二的主体内侧，然后将进线导电杆的内端与基板之间通过紧固件相固定，这样可以确保环氧浇注成型筒体时进线导电杆的位置与屏蔽网二的位置被定位，在筒体成型后进线导电杆内端自然便会处于屏蔽网二内侧，并且在开关刀闸摆动将进线导电杆与真空开关管导通时开关刀闸与进线导电杆电连接处也能够被屏蔽网一给覆盖，从而消除该处的放电现象来延长使用寿命。

在上述的固体绝缘筒中，所述的导电组件还包括出线导电杆，出线导电杆的内端与真空开关管的静端通过紧固件相固定形成导通，屏蔽网还包括呈帽状的屏蔽网三，屏蔽网三罩在真空开关管的静端外，屏蔽网三侧部设有缺口，出线导电杆内端经缺口伸入屏蔽网三且出线导电杆与屏蔽网三通过紧固件相固定。

通过屏蔽网三的设置，能够对出线导电杆与真空开关管静端的导电处进行屏蔽，避免该处出现放电现象，使筒体内部电场更加均匀，延长了使用寿命。

在上述的固体绝缘筒中，所述的出线导电杆内端部为呈圆块状的连接部，连接部两侧面分别与屏蔽网三内侧顶壁以及真空开关管上静端的端面相贴靠。

圆块状的连接部使得出线导电杆与屏蔽网三以及真空开关管之间均能形成贴靠关系，避免因存在间隙而产生放电现象，降低了局放值，进一步延长了使用寿命。

在上述的固体绝缘筒中，所述的筒体底部嵌设有若干带内螺纹的金属嵌件一，筒体顶部设有定位支柱，定位支柱上嵌设有带内螺纹的金属嵌件二。

通过金属嵌件一与金属嵌件二的设置，使得固体绝缘筒的上下两端均能借助紧固件与开关固体柜的柜体相固定，这样一来固体绝缘筒便不再存在一端悬空的情况，使其重心更稳，受力点更分散，从而确保固体绝缘筒装柜后的运输和使用都不易受损或变形，在一定程度上延长了使用寿命。

与现有技术相比，本固体绝缘筒具有以下优点：

1、将屏蔽网设置为屏蔽网一与屏蔽网二，屏蔽网一上设置有一对屏蔽片，能对真空开关管与进线导电杆之间的各电连接处进行屏蔽，消除了局部放电，并降低了各电连接处的电场强度，保证了固体绝缘筒工作状态下的绝缘性能；屏蔽网一的本体具有与筒体相同形状的横截面，使得开关刀闸将导电组件断开后能被包覆在屏蔽网一内，实现了开关刀闸非工作状态下的高压屏蔽，保证了固体绝缘筒非工作状态下的绝缘性能。无论是工作状态还是非工作状态，内部电场都能够保持均匀，保证了绝缘性能，使用寿命更长且安全性也更高。

附图说明

图1是本固体绝缘筒的立体示意图。

图2是本固体绝缘筒另一角度的立体示意图。

图3是本固体绝缘筒(未装配开关刀闸)的纵向剖视图。

图4是本固体绝缘筒(未装配开关刀闸)于屏蔽网一处的横向剖视图。

图5是本固体绝缘筒装配开关刀闸后(开关刀闸为工作状态)的内部示意图。

图6是图5的纵向剖视图。

图7是本固体绝缘筒在开关刀闸为非工作状态时的内部纵向剖视图。

图8是本固体绝缘筒中屏蔽网一的结构示意图。

图中，1、筒体；1a、定位支柱；1b、块状体；1c、进线套管部；1d、出线套管部；2、进线导电杆；3、真空开关管；4、开关刀闸；5、屏蔽网一；5a、本体；5b、屏蔽片；5c、连接片；6、屏蔽网二；6a、主体；6a1、让位孔；6b、基板；7、出线导电杆；7a、连接部；8、屏蔽网三；8a、缺口；9、金属嵌件一；10、金属嵌件二；11、金属嵌件三；12、刀座；13、软连接件；14、屏蔽网四；15、屏蔽网五；16、绝缘拉杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-图3所示，固体绝缘筒，包括采用绝缘材料制成的筒体1以及嵌于筒体1内的导电组件与采用导电材料制成的屏蔽网，具体是将导电组件与屏蔽网置于模具内，然后将液态环氧树脂浇注入模具内，待冷却后便可成型为内部嵌设有导电组件与屏蔽网的筒体1。筒体1下端开口，筒体1底部嵌设有若干带内螺纹的金属嵌件一9，筒体1顶部设有定位支柱1a，定位支柱1a上嵌设有带内螺纹的金属嵌件二10，金属嵌件一9与金属嵌件二10也是在环氧浇注时直接嵌设在筒体1内的。通过金属嵌件一9与金属嵌件二10的设置，使得固体绝缘筒的上下两端均能借助紧固件与开关固体柜的柜体相固定，筒体1上端不再悬空，使得其重心稳定。

如图3-图7所示，导电组件包括进线导电杆2与真空开关管3，进线导电杆2内端沿水平方向伸入筒体1内腔顶部中，真空开关管3沿竖直方向设置，真空开关管3的动端朝下设置并伸入筒体1内腔中，进线导电杆2内端高于真空开关管3的动端。筒体1内设有开关刀闸4，开关刀闸4一端与筒体1相铰接并与真空开关管3的动端电连接，开关刀闸4的中部设有连接孔，当开关刀闸4绕与筒体1铰接点摆动时开关刀闸4的另一端能与进线导电杆2内端相接触使真空开关管3与进线导电杆2相导通，也就是使导电组件导通。实际应用中，固体开关柜中设有一操作机构，操作机构包括一能活动的绝缘拉杆16，绝缘拉杆16上端与开关刀闸4中部的连接孔通过紧固件相连接，这样一来当绝缘拉杆16动作时就能控制开关刀闸4摆动，从而控制导电组件的通断。

如图3-图7所示，在本实施例中，真空开关管3的结构与现有技术相同，在此不再赘述。进一步地，筒体1内具有块状体1b，真空开关管3位于块状体1b内，真空开关管3的动端伸出块状体1b的下端面外。块状体1b的下端面内嵌设有带内螺纹的金属嵌件三11，块状体1b下端面通过紧固件与金属嵌件三11的配合固定有刀座12。刀座12可以采用金属材料制成而能导电，开关刀闸4的一端与刀座12相铰接，刀座12与真空开关管3的动端通过一采用导电材料制成的软连接件13形成电连接，软连接件13具体可以是采用紫铜制成，软连接件13一端与真空开关管3的动端相固定，软连接件13的另一端与刀座12相固定(将刀座12固定在块状体1b上的紧固件同时穿过软连接件13)。

如图3-图8所示，屏蔽网包括屏蔽网一5，屏蔽网一5包括两端开口并具有与筒体1相同横截面形状的本体5a以及一对自本体5a上端沿开关刀闸4工作方向凸出的屏蔽片5b，两屏蔽片5b正对设置，真空开关管3的动端位于本体5a内侧，当导电组件断开时开关刀闸4位于本体5a内侧。屏蔽片5b呈三角形且位于本体5a上端中部处，屏蔽片5b与本体5a为一体式结构且屏蔽片5b两侧面与本体5a两侧面相齐平。在本实施例中，本体5a内侧还一体固连有连接片5c，金属嵌件三11一体固连在连接片5c上。

如图5-图7所示，屏蔽网还包括屏蔽网二6，屏蔽网二6罩在进线导电杆2内端处，当导电组件导通时连接孔到铰接点处的开关刀闸4位于两屏蔽片5b与本体5a内侧且开关刀闸4的另一端位于屏蔽网二6内侧。屏蔽网二6包括呈U型的主体6a以及将主体6a一侧封闭的基板6b，基板6b与主体6a为一体式结构，筒体1成型后基板6b嵌设在筒体1顶部内，主体6a嵌设在筒体1上端侧部。主体6a上贯穿设置有与进线导电杆2内端形状相同的让位孔6a1，进线导电杆2内端经让位孔6a1伸入主体6a的开口内，且进线导电杆2的内端与基板6b之间通过紧固件相固定。

进一步地，如图3、图5、图6和图7所示，导电组件还包括出线导电杆7，出线导电杆7的内端与真空开关管3的静端通过紧固件相固定形成导通。屏蔽网还包括呈帽状的屏蔽网三8，屏蔽网三8罩在真空开关管3的静端外，屏蔽网三8侧部设有缺口8a，出线导电杆7内端经缺口8a伸入到屏蔽网三8内侧，且出线导电杆7内端与屏蔽网三8通过紧固件相固定。具体来说，出线导电杆7内端部为呈圆块状的连接部7a，连接部7a两侧面分别与屏蔽网三8内侧顶壁以及真空开关管3静端的端面相贴靠。

如图1-图7所示，筒体1上端侧部具有进线套管部1c，进线导电杆2除内端外的部分位于进线套管部1c内，屏蔽网还包括嵌设在进线套管部1c内的屏蔽网四14，屏蔽网四14呈环状且围绕进线导电杆2设置。筒体1上端侧部还具有出线套管部1d，出线套管部1d的端部向下延伸，出线导电杆7除内端外的部分位于出线套管部1d内，屏蔽网还包括嵌设在出线套管部1d内的屏蔽网五15，屏蔽网五15呈环状且围绕出线导电杆7设置。在本实施例中，筒体1底面高于出线套管部1d的端部，这样主要是为了方便加挂CT。

屏蔽网一5、屏蔽网二6、屏蔽网三8、屏蔽网四14及屏蔽网五15可采用导电尼龙或不锈钢材料制成。以环氧浇注方式成型筒体1后，对筒体1表面做喷锌处理使其能够接地。

初始状态，如图7所示，进线导电杆2与真空开关管3处于断开状态(即导电组件断开，真空开关管3内部也处于断开状态)，此时真空开关管3的动端以及开关刀闸4均位于屏蔽网一5的本体5a内侧。需要导通导电组件时，先控制真空开关管3内部导通，然后由绝缘拉杆16推动开关刀闸4绕其与筒体1的铰接点向上摆动，由开关刀闸4一端与进线导电杆2相接触而形成接通。如图6所示，当开关刀闸4将导电组件导通后，连接孔到开关刀闸4与筒体1铰接点处的开关刀闸4位于两屏蔽片5b与本体5a内侧，消除了真空开关管3动端与开关刀闸4电连接处、开关刀闸4与筒体1的铰接点以及开关刀闸4上连接孔处可能存在的尖端放电现象，而且还可以降低真空开关管3动端处的电场强度；开关刀闸4的另一端位于屏蔽网二6内侧，消除了开关刀闸4与进线导电杆2电连接处的尖端放电现象，并且屏蔽网二6又同时降低了进线导电杆2内端处的电场强度；屏蔽网三8降低了真空开关管3静端处的电场强度，并消除了出线导电杆7与真空开关管3电连接处的尖端放电现象；屏蔽网四14降低了进线导电杆2外端处的电场强度；屏蔽网五15降低了出线导电杆7外端处的电场强度。即该状态下，屏蔽网一5、屏蔽网二6、屏蔽网三8、屏蔽网四14及屏蔽网五15均处于高压等电位状态，实现了高压屏蔽。当真空开关管3内部仍导通的情况下，开关刀闸4断开时，由于屏蔽网一5的本体5a具有与筒体1相同横截面形状，开关刀闸4完全位于本体5a的内侧，此时屏蔽网二6处于低电位，而屏蔽网一5处于高电位，实现了开关刀闸4在该状态下的高压屏蔽，保证了绝缘性能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.固体绝缘筒，包括筒体(1)以及嵌于筒体(1)内的导电组件与屏蔽网，所述的筒体(1)下端开口，导电组件包括内端位于筒体(1)内腔中的进线导电杆(2)与动端位于筒体(1)内腔中的真空开关管(3)，筒体(1)内腔设有一端与其相铰接且能控制真空开关管(3)动端与进线导电杆(2)内端导通或断开的开关刀闸(4)，开关刀闸(4)中部设有连接孔，其特征在于，所述的屏蔽网包括屏蔽网一(5)以及罩在进线导电杆(2)内端处的屏蔽网二(6)，屏蔽网一(5)包括两端开口并具有与筒体(1)相同横截面形状的本体(5a)以及一对自本体(5a)上端沿开关刀闸(4)工作方向凸出的屏蔽片(5b)，两屏蔽片(5b)正对设置，真空开关管(3)动端位于本体(5a)内侧，当导电组件断开时开关刀闸(4)位于本体(5a)内侧，当导电组件导通时连接孔到铰接点处的开关刀闸(4)位于两屏蔽片(5b)与本体(5a)内侧且开关刀闸(4)的另一端位于屏蔽网二(6)内侧。

2.根据权利要求1所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的屏蔽片(5b)呈三角形，屏蔽片(5b)位于本体(5a)上端中部处，且屏蔽片(5b)两侧面与本体(5a)两侧面相齐平。

3.根据权利要求2所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的屏蔽片(5b)与本体(5a)为一体式结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的屏蔽网二(6)包括呈U型的主体(6a)以及将主体(6a)一侧封闭的基板(6b)，主体(6a)上贯穿设置有与进线导电杆(2)内端形状相同的让位孔(6a1)，进线导电杆(2)内端经让位孔(6a1)伸入主体(6a)的开口内且进线导电杆(2)的内端与基板(6b)之间通过紧固件相固定。

5.根据权利要求1所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的导电组件还包括出线导电杆(7)，出线导电杆(7)的内端与真空开关管(3)的静端通过紧固件相固定形成导通，屏蔽网还包括呈帽状的屏蔽网三(8)，屏蔽网三(8)罩在真空开关管(3)的静端外，屏蔽网三(8)侧部设有缺口(8a)，出线导电杆(7)内端经缺口(8a)伸入屏蔽网三(8)且出线导电杆(7)与屏蔽网三(8)通过紧固件相固定。

6.根据权利要求5所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的出线导电杆(7)内端部为呈圆块状的连接部(7a)，连接部(7a)两侧面分别与屏蔽网三(8)内侧顶壁以及真空开关管(3)上静端的端面相贴靠。

7.根据权利要求1所述的固体绝缘筒，其特征在于，所述的筒体(1)底部嵌设有若干带内螺纹的金属嵌件一(9)，筒体(1)顶部设有定位支柱(1a)，定位支柱(1a)上嵌设有带内螺纹的金属嵌件二(10)。

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