CN201188509Y - 开关柜连接组合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种中压开关柜连接组合装置，中压开关柜上进出线端(2)通过导电体(3)与上触头盒(6)连接，下进出线端(4)通过导电体(3)与下触头盒(5)连接，其余需要绝缘的空隙部分采用固体绝缘材料填充。本实用新型实现了中压开关柜高可靠、小体积、无污染的有机统一。

Description

开关柜连接组合装置

技术领域

本实用新型涉及输配电领域，具体涉及开关柜从进线到出线之间(不包括断路器)的一段连接组合装置。

背景技术

目前，3.6～40.5kV系统中小体积中压开关柜是以六氟化硫(SF6)气体为绝缘介质的充气柜。六氟化硫气体在大功率电弧、火花放电和电晕放电作用下，会分解和游离出多种产物，这些分解和游离出的产物会和氧气、水、金属材料和绝缘材料反应而生成某些有毒产物。长期以来，由于以六氟化硫气体为绝缘介质的充气柜不能做到完全密封，所以必然存在气体的泄露现象。上述问题引起的反应是：

六氟化硫气体分解后产生的有毒气体的泄露在日积月累下，对操作人员及地区环境造成危害；

人类活动排放的温室气体有6种，其中六氟化硫气体作为其中之一，排放在大气中的寿命约为3400年，对“温室效应”具有潜在的威胁；

在六氟化硫气体泄露到一定比例后没有及时充气而导致绝缘强度不够时，会损坏设备并造成安全事故；

六氟化硫气体回收装置的价格昂贵，普及受到限制，而且利用率很低，一般只在设备安装和检修时使用，一些中、小企业根本没有配备六氟化硫气体回收装置，造成环境和安全隐患；

目前国内还没有一家生产的六氟化硫气体回收装置可对六氟化硫气体进行再生处理，所以六氟化硫气体回收处理差，废气几乎就是一放了之或经简单过滤吸附后排放到大气中。

所以，在今后的中压电器行业，少用和不用六氟化硫气体的电器设备才是中压电器制造行业的发展方向。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种开关柜连接组合装置，使开关柜设备实现高可靠、小体积、无污染的有机统一。

基于上述目的本实用新型提供的中压开关柜固态绝缘功能组合装置一种开关柜连接组合装置，其中，中压开关柜上进出线端通过导电体与上触头盒连接，下进出线端通过导电体与下触头盒连接，其余需要绝缘的空隙部分采用固体绝缘材料填充。

该装置中A、B、C三相各自的上进出线端、上触头盒、下进出线端、下触头盒分别组成三个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

该装置中A、B、C三相的上进出线端和上触头盒组成一个独立的功能单元；A、B、C三相的下进出线端和下触头盒组成一个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

该装置中A、B、C三相各自的上进出线端和上触头盒分别组成三个独立的功能单元；A、B、C三相各自的下进出线端和下触头盒分别组成三个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

该装置所述需要绝缘的空隙部分处于母线室和电缆室中。

在该装置的外壳内表面设置具有确定途径的压力传输路径将压力传递至泄压点。

该装置的外壳采用不锈钢材料。

该装置中所有导电体、连接端与绝缘树脂之间采用泡沫弹性材料密封式隔离。

所述固体绝缘材料为绝缘树脂、或绝缘硅橡胶、或绝缘塑料、或绝缘尼龙、或绝缘沥青。

该装置所述开关柜为中压开关柜。

从上面所述可以看出，本实用新型提出的开关柜连接组合装置具有如下优点：

增加了开关柜的可靠性：

通过用固体绝缘材料制作的绝缘层的高绝缘强度保证相与相之间、相与地之间不会发生短路，避免了以六氟化硫气体为绝缘介质的充气柜由于气体泄露导致绝缘强度降低而发生事故的问题；

由温度传感器和局放传感器实时在线监控固态绝缘功能组合装置的工作情况，如果工作有异常则通过声、光等报警，同时可以由综保实现智能化；

固态绝缘功能组合装置通过一次成型保证了装置的安装尺寸精度，避免了各单元单独安装时的积累误差；

功能单元中导体与空气彻底隔离，不受污秽湿度影响，提高了环境耐受能力。

提高了安全性：

相与相之间、相与地之间用固体绝缘材料制作的高绝缘强度的绝缘层来实现相互隔离，杜绝了相与相之间、相与地之间拉弧的产生，保证了中压开关柜正常运行时的安全性。而且绝缘层不会产生有害物质，提高了操作人员的安全性；

相对于各功能单元单独连接时减少了带电裸露部分，直接降低了误入带电间隔时与带电裸露部分接触的几率，间接提高了安全性；

不用储备六氟化硫压缩气瓶，消除了因储备六氟化硫压缩气瓶带来的安全隐患。

节能环保：

节省了土地资源：由于固体绝缘材料把各功能单元组合到一起，比各功能单元单独安装时的体积缩小了，相应的缩小了中压开关柜的外型尺寸，故在安装时需要的安装面积缩小了，节省了土地资源；

节约铜排：进出线端通过用固体绝缘材料组合后，减少了各功能单元的尺寸，使导电铜排的使用节约了50％，减少了能源的消耗；

节约钢板：进出线端通过用固体绝缘材料组合后，开关柜的高度比原来降低30％，宽度减小了40％，使钢板的使用节约了20％，减少了能源的消耗；

减少污染：通过用固体绝缘材料制作的绝缘层不会产生有害物质，所以不会对环境造成破坏。

本实用新型中在实施中还可以采用一些新的技术，例如：弹道防护防爆技术，电磁屏蔽技术，散热技术，整体封装防裂技术，

本实用新型实施在3.6～40.5kV系统的开关柜上，能够使开关柜设备实现和SF6一样的小型化开关柜设备。

附图说明

图1为本实用新型实施例1结构的主视图；

图2为本实用新型实施例1的左视图；

图3为本实用新型实施例1的背视图；

图4为本实用新型实施例1俯视图；

图5为沿图1中A-A线的剖视图；

图6A为本实用新型实施例2结构拆分后的主视图；

图6B为本实用新型实施例2结构组装后的主视图；

图7A为本实用新型实施例3结构拆分后的主视图；

图7B为本实用新型实施例3结构组装后的主视图；

图8A为本实用新型实施例4结构拆分后的主视图；

图8B为本实用新型实施例4结构组装后的主视图；

图9为本实用新型实施例使用状态的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。

本实用新型的技术方案如下：把中压开关柜上进出线端通过导电体连接到上触头盒，下进出线端通过导电体连接到下触头盒(不包括断路器)，合理组合后一次浇注成型或多次分开浇注后组装成型。在浇注过程中，可以通过模具确定该连接组合装置的外形，然后进行浇注，待冷却干燥后拆除模具即可。采用固体绝缘材料使各带电体之间绝缘距离大大减少，一般只需20mm。

参见图1～图5所示，为本实用新型较佳实施例一种能实现3.6kV～40.5kV，额定电流最大到3150A系统中开关柜上从进线到出线之间(不包括断路器)的连接组合固态绝缘功能装置。包括：固态绝缘层1、上进出线端2、导电体3、下进出线端4、下触头盒5、上触头盒6、外壳7、固定螺母8以及安装板9。

图1为本实用新型实施例连接组合装置的主视图，从这个角度可以看到露出外壳7的三个下触头盒5、上触头盒6，以及安装板9。其左视图如图2所示，在其侧面可以看到所设置的上进出线端2、固态绝缘层1和外壳7。图3为后视图，包括有固态绝缘层1和下进出线端4。图4为俯视图，包括有上进出线端2和安装板9。

参见图5所示，在图5所示沿A-A向的剖视图中，A、B、C三相的上进出线端2通过导电体3连接到上触头盒6，上触头盒6与外壳7连接，为上进出线端；A、B、C三相的下进出线端4通过导电体3连接到下触头盒5，下触头盒5与外壳7连接为下进出线端。然后加入固体绝缘材料一次浇注成型，浇注后固体绝缘材料形成固体绝缘层1，图5中所有阴影部分表示的都是固体绝缘层1。其中，固体绝缘层1可以采用绝缘树脂、绝缘硅橡胶、绝缘塑料、绝缘尼龙、绝缘沥青等固体绝缘材料，优选采用绝缘树脂类如硅胶、环氧树脂等。

上述实施例中，通过用固体绝缘材料把中压开关柜上进出线端2连接到上触头盒6和下进出线端4连接到下触头盒5(不包括断路器)的连接合理组合后一次浇注成型，另外也可以采取多次分开浇注后组装成型的方式。

在图6A和6B所示实施例2中，将本实用新型连接组合装置按照A、B、C三项的功能区分划分为A、B、C三个独立功能单元，如图6A所示。每个功能单元中上进出线端2通过导电体3连接到上触头盒6，为上进出线端；下进出线端4通过导电体3连接到下触头盒5为下进出线端；然后加入固体绝缘材料1一次浇注成各个独立极柱固封功能单元。A、B、C三个独立功能单元与安装板9通过螺栓15紧固在螺母8组装而成，如图6B所示。

在图7A和7B所示实施例3中，将本实用新型连接组合装置分为D、E两个功能单元，如图7A所示。D表示上进出线端2通过导电体3连接到上触头盒6，为上进出线端，然后加入固体绝缘材料1一次浇注成型为上独立功能单元；E表示下进出线端4通过导电体3连接到下触头盒5为下进出线端，然后加入固体绝缘材料1一次浇注成型为下独立功能单元。D、E两个独立功能单元与安装板9通过螺栓15紧固在螺母8组装而成，如图7B所示。

在图8A和8B所示实施例4中，将本实用新型连接组合装置分为F、G、H、I、J、K六个功能单元，如图8A所示。F、G、H表示上进出线端2通过导电体3连接到上触头盒6，为上进出线端，然后加入固体绝缘材料1一次浇注成型为各独立功能单元；I、J、K表示下进出线端4通过导电体3连接到下触头盒5为下进出线端，然后加入固体绝缘材料1一次浇注成型为各独立功能单元。F、G、H、I、J、K六个功能单元与安装板9通过螺栓15紧固在螺母8组装而成，如图8B所示。

参见图9所示，为该连接组合装置安装在开关柜中的使用状态位置示意图。一般开关柜可划分为前柜和后柜两部分，前柜包含有断路器室和低压室，后柜包含有母线室和电缆室。本实用新型实施例的连接组合装置设置在后柜的母线室和电缆室之中。图9所示，电缆10通过螺栓连接到下进出线端4，下进出线端4通过导电体3连到下触头盒5，再通过断路器13的合闸功能连到上触头盒6，上触头盒6由导电体3与上进出线端2连通，使本实用新型连接组合装置的各个功能单元通过断路器13的合闸功能形成一个通路，来实现对电能的输送功能。

多个功能单元由柜间连接母排14连通，经过相应的组合后，可以通过断路器13的合分实现对电能的接收和分配能力，同时为保护人身和设备安全，引出母线11通过接地刀12合分功能实现保护。

本实用新型中各功能单元的尺寸可以做相应的减少，使导电铜排的使用节约了50％；进出线端通过用固体绝缘材料组合后，开关柜的高度比原来可以降低30％，宽度可以减小了40％。

本实用新型技术方案的实施过程中还可以增加如下技术手段，以使其达到更加的实施效果。

弹道防护防爆技术，由于不可预见的原因引起短路产生电弧燃烧时会产生高压气体，有可能导致固化的绝缘材料开裂，高压气体产生的压力沿裂缝传递至外壳，通过泄压点安全释放。从而能够确保发生重大故障时不会引起对周边环境的伤害。

电磁屏蔽技术，外壳采用优质不锈钢材料制作，不锈钢材料作为一种良好的导体，连接接地片后可提供触电保护，同时排除了地磁场污染。

散热技术，本实用新型装置内部导电体(包括各上下进出线的连接端)产生的热量通过传导性固态绝缘材料直接传导至外壳，再由外壳对外辐射散出。

整体封装防裂技术，固化的绝缘材料和导电体(包括各上下进出线的连接端)的热膨胀系数不同，在整体封装温度变化时会发生绝缘材料开裂，影响绝缘性能。本实用新型装置使用整体封装防裂技术，在导电体和绝缘材料之间使用一种泡沫弹性材料密封式隔离，导电体和绝缘材料因热胀冷缩而产生的应力由弹性材料吸收，确保本实用新型装置在整体封装时不开裂。

在上述实施例中，本实用新型装置除了固态绝缘功能外还可以附加一些在线检测装置，如电流互感器、温度传感器、局放传感器等，各个在线检测装置可以浇注于本固态绝缘功能组合装置内部。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种开关柜连接组合装置，其特征在于，中压开关柜上进出线端(2)通过导电体(3)与上触头盒(6)连接，下进出线端(4)通过导电体(3)与下触头盒(5)连接，其余需要绝缘的空隙部分采用固体绝缘材料填充。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置中A、B、C三相各自的上进出线端(2)、上触头盒(6)、下进出线端(4)、下触头盒(5)分别组成三个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置中A、B、C三相的上进出线端(2)和上触头盒(6)组成一个独立的功能单元；A、B、C三相的下进出线端(4)和下触头盒(5)组成一个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置中A、B、C三相各自的上进出线端(2)和上触头盒(6)分别组成三个独立的功能单元；A、B、C三相各自的下进出线端(4)和下触头盒(5)分别组成三个独立的功能单元，每个功能单元中需要绝缘的空隙部分分别采用固体绝缘材料填充。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述需要绝缘的空隙部分处于母线室和电缆室中。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在该装置的外壳(7)内表面设置具有确定途径的压力传输路径将压力传递至泄压点。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置的外壳(7)采用不锈钢材料。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置中所有导电体、连接端与绝缘树脂之间采用泡沫弹性材料密封式隔离。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的装置，其特征在于，所述固体绝缘材料为绝缘树脂、或绝缘硅橡胶、或绝缘塑料、或绝缘尼龙、或绝缘沥青。

10.根据权利要求1至8任意一项所述的装置，其特征在于，所述开关柜为中压开关柜。

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