斷路器櫃的製作方法

2023-06-12 05:41:36

專利名稱：斷路器櫃的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電力設備的製造技術領域，特別是涉及一種一次部件全部採用固體絕緣的斷路器櫃。
背景技術：
目前3. 6kV-40. 5kV電壓等級的開關設備多數是以空氣或六氟化硫氣體作為絕緣介質，其斷路器櫃中的第二開關、負荷或隔離開關觸頭為刀頭式的，相間只是利用空氣或六氟化硫氣體隔離絕緣。雖然六氟化硫氣體的絕緣能力高於空氣，但卻遠遠低於環氧樹脂， 所以不管是採用空氣絕緣還是六氟化硫氣體絕緣的開關設備，其外形尺寸都比較大，而且由於相間沒有很好的隔離開，一旦出現內部燃弧，整臺開關都會受到影響，直至開關整體報廢。另外用六氟化硫氣體絕緣的開關設備，開關置於一個充有一定壓力的六氟化硫氣體密封氣箱內，相對空氣絕緣開關設備，開關可以免受汙穢、鹽霧、凝露等外部環境的影響，但因為氣體壓力受溫度和海拔的影響，六氟化硫氣體絕緣開關櫃的環境適應性並不好，還有就是六氟化硫氣體本身的特性使得以六氟化硫氣體絕緣的開關設備有如下弊端第一，六氟化硫氣體對大氣臭氧層的破壞性相當於二氧化碳的24000倍，一旦洩漏將會加劇溫室效應；第二，六氟化硫氣體在水份促成電弧分解的低氟化物轉為酸性特質，對人體對產品和環境都有不良影響；第三，六氟化硫氣體的凝點隨著氣壓的升高而降低，用其作為絕緣介質的電力設備的環境適應性較差；第四，六氟化硫氣體的相對溼度允許值很低，相應的電力設備的製造工藝和環境要求較嚴格；第五，相對空氣六氟化硫氣體有更好的滅弧能力但並不能杜絕電弧的產生，一旦發生內部燃弧，不僅氣箱內部的電氣設備受到損壞，甚至會引起氣箱爆炸，危及設備和操作人員的安全。綜上所述，開發更先進，更安全，更環保的開關設備就顯得很有必要，也是電力開關設備行業發展的要求。
發明內容本實用新型所要解決的問題是提供一種斷路器櫃，它可以解決現有中高壓斷路器櫃體積大，安全性和可靠性低的問題。為了解決上述問題，本實用新型的技術方案是這種斷路器櫃包括有櫃體，所述櫃體內的每一相高壓一次電路上的器件由相互連接的高壓母線、三工位高壓開關、斷路器，電流互感器和高壓連接件構成，所述每一相高壓一次電路上的高壓母線、三工位高壓開關、 斷路器、電流互感器、高壓連接件和電壓互感器分別封閉在由環氧樹脂絕緣材料壓注成型的環氧樹脂絕緣層內，它們之間的連接都是插頭與插座的連接，在接合處的環氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊，它們各自的所述環氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設有一層半導電材料層，這些半導電材料層均與所述櫃體導電連接，所述半導電材料層的外表面每釐米距離的電阻值R是500歐姆< R ( 10000歐姆。 上述技術方案中，更具體的技術方案可以是所述插頭與插座的連接是插頭一方的導電體插入插座一方的導電體內，插頭一方的環氧樹脂絕緣層的錐形體部插入插座一方環氧樹脂絕緣層的錐形孔內的連接，插頭一方的環氧樹脂絕緣層與插座一方的環氧樹脂絕緣層之間通過螺杆緊固連接，插頭一方外表面的所述半導電材料層與插座一方外表面的所述半導電材料層相互壓接。 上述各種技術方案的組合方式中，更具體的還可以是所述三工位高壓開關包括有第一開關和第二開關，所述第一開關和第二開關其觸頭均是採用真空絕緣和滅弧，其觸頭裝在真空管內的開關；所述第一開關靜觸頭連接端為高壓輸入端接口 ；所述第一開關動觸頭連接端與所述第二開關靜觸頭連接端相連接，該連接端設有高壓輸出端接口 ；所述第二開關的動觸頭連接端設有接地端接口 ；所述的第一開關和所述第二開關以及它們之間的連接件均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環氧樹脂絕緣層的內部，該三工位高壓開關的所述半導電材料層設在除各接口之外的所述環氧樹脂絕緣層的外表面；所述的斷路器有真空滅弧室，該真空滅弧室及與之連接的靜觸頭連接端，動觸頭連接端，和與所述動觸頭連接端連接的均壓件均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環氧樹脂絕緣層的內部，與所述斷路器操動機構連接的絕緣拉杆通過矽橡膠密封套封裝在所述環氧樹脂絕緣層的孔內，在該孔的內部，所述環氧樹脂絕緣層與動觸頭連接端的接合部位於所述均壓件內；所述動觸頭連接端為高壓輸入端接口，所述靜觸頭連接端為高壓輸出端接口 ；所述的斷路器上的半導電材料層設在除各接口之外的所述環氧樹脂絕緣層的外表面。本實用新型所稱的半導電材料層可以採用現有製造電阻的材料和工藝製成，一般可由導電碳粉、導電石墨中的任一種與稀釋粘結劑混合構成。本實用新型所稱半導電材料層外表面每釐米距離的電阻值是指在該層表面任意距離1釐米的兩點之間的電阻值。由於採用了上述技術方案，本實用新型與現有技術相比具有如下有益效果1.絕緣性能好，散熱容易本斷路器櫃的一次部件均為環氧樹脂壓注而成，高壓帶電部份與環氧樹脂直接粘接在一起，不僅絕緣性能好，而且有利於熱量的散發。2.安全環保本斷路器櫃內無需六氟化硫氣體作為絕緣介質，不存在洩漏的隱患， 不會發生氣箱爆炸的事故，不會對環境造成影響，不會加劇溫室效應。3.可避免相間燃弧本斷路器櫃內的一次部件為單獨的模塊，採用環氧樹脂壓注而成，環氧樹脂絕緣層表面噴塗有半導電材料層並與櫃體可靠連接，不存在相間燃弧。4.無感應電壓，更安全本斷路器櫃內的一次部件為單獨的模塊，採用環氧樹脂壓注而成，環氧樹脂絕緣層表面噴塗有半導電材料層並與櫃體可靠連接，環氧樹脂絕緣層的表面感應電壓可以有效地控制在安全電壓以內。5.環境適應性強，運行更安全可靠本斷路器櫃的一次部件採用全固體絕緣，不同部份採用拔插式連接和矽橡膠密封，高壓帶電部份不受環境的影響，提高開關設備運行的安全性、可靠性和環境適應性。6.結構簡單，體積小，維護方便本斷路器櫃的一次部件採用模塊化設計，固體絕緣，結構非常簡單，體積小，實現小型化設計理念的同時，方便使用現場對模塊的維修和更換，開關設備體積相當於普通開關設備的三分之一。

[0017]圖1是本實用新型實施例的主視圖；圖2是本實用新型實施例的右視圖；圖3是本實用新型實施例中三工位高壓開關部分的結構示意圖；圖4是本實用新型實施例中斷路器的結構示意圖。 具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明圖1所示的斷路器櫃的結構方案如下櫃體16分割有高壓室1，電壓互感器室7，電纜室9，操動機構室12和儀表室15， 這種櫃體與現有技術的櫃體結構及工作原理相同。在高壓室1內分別裝有三相電路結構相同的高壓一次電路器件，每一相高壓一次電路器件由依次相互連接的高壓母線3，三工位高壓開關2，斷路器4，電流互感器5，高壓連接件6，這個部分的電連接結構和工作原理與現有技術相同。高壓連接件6的輸出端分別與電壓互感器室7裡的電壓互感器8和電纜室9裡的避雷器11和電纜靴及電纜10連接，這個部分的電連接結構和工作原理與現有技術相同。操動機構室12裡的斷路器操動機構13連接斷路器4，操動機構室12裡的三工位高壓開關操動機構14穿過櫃體16連接三工位高壓開關2的連接件，這個部分的電連接結構和工作原理與現有技術基本相同，所不同的是三工位高壓開關操動機構14與三工位高壓開關2的連接操作件有兩件，這個操作機件的動作原理在後面內容說明。上述的每一相高壓一次電路中的高壓母線3、三工位高壓開關2、斷路器4、電流互感器5、高壓連接件6和電壓互感器8分別封閉在由環氧樹脂絕緣材料壓注成型的環氧樹脂絕緣層內，這6個模塊部件各自的環氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設有一層每釐米距離電阻值為500歐姆一10000歐姆的半導電材料層，這些模塊部件的半導電材料層均與所述櫃體16導電連接。這6個模塊部件之間以及高壓連接件6與電纜室9裡的避雷器11和電纜靴及電纜10的公共端之間的連接均採用如圖3所示高壓母線3與三工位高壓開關2之間的插頭與插座相連接的結構高壓母線3的導電體3.1插入三工位高壓開關2的靜觸頭連接端2.1內，高壓母線3的的環氧樹脂絕緣層3. 2的錐形體部插入三工位高壓開關2環氧樹脂絕緣層2. 13的錐形孔內的連接，高壓母線3的環氧樹脂絕緣層3. 2與三工位高壓開關2的環氧樹脂絕緣層2. 13之間裝有絕緣矽橡膠密封墊17，環氧樹脂絕緣層3. 2與環氧樹脂絕緣層2. 13之間通過螺杆從一方的通孔旋入另一方預埋在環氧樹脂絕緣層內的螺紋孔嵌裝件實現高壓導電體與外界空氣的氣密封緊固連接。高壓母線3外表面的半導電材料層3. 3與三工位高壓開關2外表面的所述半導電材料層2. 14相互壓接。圖3所示的三工位高壓開關2包括有由真空滅弧室2. 2、靜觸頭連接端2. 1和動觸頭連接端2. 3等構成的第一開關，和由真空滅弧室2. 10、靜觸頭連接端2. 9和動觸頭連接端 2. 11等構成的第二開關；第一開關的動觸頭連接端2. 3通過螺釘和連接件2. 8與第二開關的靜觸頭連接端2. 9連接，動觸頭連接端2. 3還通過螺釘連接有一個有均壓件2. 4 ；真空滅弧室2. 2、2. 10，靜觸頭連接端2. 1、2. 9，動觸頭連接端2. 3、2. 11，連接件2. 8，均壓件2. 4以及連接螺釘，以及兩個真空滅弧室2. 2,2. 10的動觸點與動觸頭連接端的全部連接件在組裝完成後，均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環氧樹脂絕緣層2. 13的內部，固化成型了的環氧樹脂絕緣層2. 13設有安裝第一開關絕緣拉杆2. 5和第二開關拉杆2. 11的孔， 第一開關中的絕緣拉杆2. 5以內的零件通過矽橡膠密封套2. 6被密封隔離在其安裝孔內， 使三工位高壓開關2的高壓導電體全部與外界實現固體絕緣密封，其中第一開關的靜觸頭連接端2. 1作為高壓輸入端接口，第一開關的動觸頭連接端2. 3作為高壓輸出端接口，環氧樹脂絕緣層2. 13除了這些高壓輸入輸出接口和上述安裝孔內的外表面，塗裝有一層的半導電材料層2. 14，半導電材料層2. 14由導電碳粉與稀釋粘結劑混合製成，稀釋粘結劑由醚類溶劑、酚醛樹脂、熱固型樹脂混合組成(在其它實施例當中，用導電石墨代替導電碳粉也具有與本實施例相同的技術效果)，通過調節半導電材料層的成份構成和塗層厚度，控制其外表面在任意每釐米距離的任意兩點間的電阻值R為500歐姆一10000歐姆即可。本實施例中的各個模塊的這個半導電材料層均按照這個標準實行，這個數值偏差些許影響不大， 這個電阻值過小容易導致受環境電磁場的作用而產生感應渦流發熱；這個電阻值過大會使得模塊表面接地電阻過大而增加模塊表面的感應電位，過高的電位會危及周圍的人員或設備。三 工位高壓開關操動機構14通過推拉第二開關的拉杆2. 11實現高壓輸出端對接地端的導通接地或對地開路，通過推拉第一開關的絕緣拉杆2. 5實現高壓輸出端對高壓輸入端的接通或隔離。三工位高壓開關操動機構14內的互鎖機構對拉杆2. 11與絕緣拉杆 2. 5的聯鎖推拉作用，可以使高壓輸出端獲得接通高壓、不接地隔離高壓和接地隔離高壓的三種工位狀態。圖4所示的斷路器4是全固體絕緣的高壓固封式斷路器，它的結構和原理與圖3 所示的三工位高壓開關中的第一開關相同，其高壓導電體與外界空間全部由固體的絕緣材料隔離，與真空滅弧室4. 2內動觸頭導電連接的動觸頭連接端4. 3作為高壓輸入的電連接端，與真空滅弧室4. 2內靜觸頭連接的靜觸頭連接端4. 1作為高壓輸出的電連接端，這兩個埠均為插座結構，環氧樹脂絕緣層4. 5在這兩個埠及絕緣拉杆4. 4的安裝孔外的外表面也塗裝有如圖3說明所描述的半導電材料層4. 6。斷路器操動機構13推拉絕緣拉杆 4. 4可以控制斷路器合閘或分閘。本實用新型的電流互感器5、電壓互感器8和高壓連接件6除了它們的高壓連接端的結構具有與上述圖3所示的插頭或插座相同的結構外，其餘部分與現有技術中用環氧樹脂壓注絕緣密封其主體部分的結構相同。
權利要求1.一種斷路器櫃，包括有櫃體(16)，所述櫃體(16)內的每一相高壓一次電路上的器件由相互連接的高壓母線(3)、三工位高壓開關(2)、斷路器(4)，電流互感器(5)和高壓連接件(6)構成，其特徵在於所述每一相高壓一次電路上的高壓母線(3)、三工位高壓開關 (2)、斷路器(4)、電流互感器(5)、高壓連接件(6)和電壓互感器(8)分別封閉在由環氧樹脂絕緣材料壓注成型的環氧樹脂絕緣層內，它們之間的連接都是插頭與插座的連接，在接合處的環氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊(17)，它們各自的所述環氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設有一層半導電材料層，這些半導電材料層均與所述櫃體(16)導電連接，所述半導電材料層的外表面每釐米距離的電阻值R是500歐姆 ^ R ^ 10000 歐姆。
2.根據權利要求1所述的一種斷路器櫃，其特徵在於所述插頭與插座的連接是插頭一方的導電體(3. 1)插入插座一方的導電體(2. 1)內，插頭一方的環氧樹脂絕緣層(3.2) 的錐形體部插入插座一方環氧樹脂絕緣層(2.13)的錐形孔內的連接，插頭一方的環氧樹脂絕緣層(3. 2)與插座一方的環氧樹脂絕緣層(2. 13)之間通過螺杆緊固連接，插頭一方外表面的所述半導電材料層(3. 3)與插座一方外表面的所述半導電材料層(2. 14)相互壓接。
3.根據權利要求1或2所述的一種斷路器櫃，其特徵在於所述三工位高壓開關(2) 包括有第一開關和第二開關，所述第一開關和第二開關均是採用真空絕緣和滅弧，具有真空管的開關；所述第一開關靜觸頭連接端(2. 1)為高壓輸入端接口 ；所述第一開關動觸頭連接端(2. 3)與所述第二開關靜觸頭連接端(2. 9)相連接，該連接端設有高壓輸出端接口 ； 所述第二開關的動觸頭連接端(2. 11)設有接地端接口 ；所述的第一開關和所述第二開關以及它們之間的連接件(2. 8)均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環氧樹脂絕緣層 (2. 13)的內部，該三工位高壓開關(2)的所述半導電材料層(2. 14)設在除各接口之外的所述環氧樹脂絕緣層(2. 13)的外表面；所述的斷路器(4)有真空滅弧室(4. 1)，該真空滅弧室(4. 1)及與之連接的靜觸頭連接端(4. 14)，動觸頭連接端(4. 2)，和與所述動觸頭連接端 (4. 2)連接的均壓件(4. 10)均封裝在用自動壓力凝膠工藝形成的環氧樹脂絕緣層(4. 11) 的內部，與所述斷路器操動機構(13)連接的絕緣拉杆(4. 3)通過矽橡膠密封套(4. 5)封裝在所述環氧樹脂絕緣層(4. 11)的孔內，在該孔的內部，所述環氧樹脂絕緣層(4. 11)與動觸頭連接端(4. 2)的接合部位於所述均壓件(4. 10)內；所述動觸頭連接端(4. 2)為高壓輸入端接口，所述靜觸頭連接端(4. 14)為高壓輸出端接口 ；所述的斷路器(4)上的半導電材料層(4. 13)設在除各接口之外的所述環氧樹脂絕緣層4. 11的外表面。
專利摘要本實用新型公開了一種斷路器櫃，其中櫃體中每一相高壓一次電路器件包括高壓母線、三工位高壓開關、斷路器、高壓連接件、電流互感器和電壓互感器六個模塊組成，它們分別封閉在由環氧樹脂絕緣材料壓注成型的環氧樹脂絕緣層內，它們之間的連接均是插頭與插座的連接，在接合處的環氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊，它們各自的所述環氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設有一層與所述櫃體導電連接的半導電材料層。本實用新型與現有技術相比具有環保、無燃弧、體積小、環境適應性強、全絕緣全密封、安裝維護方便、運行安全可靠的優點。
文檔編號H02B13/00GK202068115SQ20102065418
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年7月22日
發明者劉桂華, 劉蜀江, 周振業, 李水勝 申請人:廣西銀河迪康電氣有限公司