一種環保氣體絕緣環網櫃的製作方法

2024-03-06 07:57:16 1

本實用新型涉及電力配電設備，尤其涉及環保氣體絕緣金屬封閉開關設備。

背景技術：

目前，市場上使用的12kV環網櫃大多以傳統的空氣絕緣、SF6氣體絕緣以及固體絕緣三種方式為主。

其中，空氣絕緣開關櫃將高壓開關及帶電體置於非密閉的金屬箱體內，以空氣作為絕緣介質的一種開關設備；SF6氣體絕緣開關櫃主要以SF6充氣櫃為代表，將高壓開關及高壓一次帶電體置於充SF6的金屬密閉氣箱內，依靠SF6氣體良好的絕緣能力及滅弧能力以達到電氣性能要求的一種開關設備；固體絕緣主要以固體絕緣材料將真空滅弧室及高壓一次帶電體固封包裹，利用固體絕緣能力來達到絕緣目的的一種開關設備。

其存在的問題及缺陷是：

傳統空氣絕緣開關櫃：高壓帶電部分裸露在外部環境空氣中，容易受到外界粉塵、汙穢、水汽等影響，可靠性低，同時，相間和相對地需要保證大於等於125mm要求，櫃體尺寸較大。

SF6充氣櫃：以SF6氣體為絕緣介質，雖然絕緣性能好、技術成熟，但SF6氣體是溫室氣體，對環境的影響較大，且不便於回收，與國家的相關環保政策背離，其次，SF6充氣櫃如果漏氣對開關安全可靠性能影響較大，對於開關設備的材料、工藝以及氣箱的密封性是一個較大的挑戰。

固體絕緣開關櫃：採用環氧樹脂材料將高壓開關及帶電部分固封包裹，這種絕緣方式首先對澆注工藝要求較高，生產過程中原料雜質、氣泡、溫度、溼度等因素都將影響到絕緣強度和使用壽命；其次，固體絕緣的使用，對局部放電要求高，不利於實現表面全屏蔽；再者，這種固封結構，導體通電時散熱受到限制，長期的高溫會使絕緣材料老化導致絕緣性能下降，縮短了開關的使用壽命；此外，固體絕緣一旦擊穿，開關都將因不可更換而廢掉，環氧樹脂屬熱固性材料，由於無法降解成為固體垃圾，不僅不經濟而且不環保。

技術實現要素：

為了解決現有技術中問題，本實用新型提供了一種環保氣體絕緣環網櫃，包括開關部分、機構傳動部分和櫃體鈑金部分；其中，開關部分包括隔離開關、斷路器開關，櫃體鈑金部分包括氣箱、機構室和底座，所述氣箱和機構室設置在所述底座上，開關部分與氣箱連接；

機構傳動部分位於機構室內，機構傳動部分包括斷路器機構和隔離機構，斷路器機構通過氣箱表面的焊接螺柱固定，通過斷路器機構傳動件與斷路器密封傳動件的連接將機構力施加於斷路器轉軸，帶動斷路器開關動作；隔離機構通過氣箱表面的焊接螺柱固定，並通過隔離機構傳動件與隔離機構密封傳動件的連接將機構裡施加於隔離開關轉軸，帶動隔離開關動作。

根據權利要求所述的一種環保氣體絕緣環網櫃，其特徵在於：所述開關部分通過氣箱內部焊接的螺柱與氣箱連接。

作為本實用新型的進一步改進，還包括上套管絕緣子和下套管絕緣子，所述開關部分的上端連接上套管絕緣子，開關部分的下端經分支母線連接於下套管絕緣子，形成完整的通電迴路。

作為本實用新型的進一步改進，所述斷路器開關包括斷路器固定板、相間絕緣板、斷路器夾板、隔離上靜觸頭、滅弧室託板、真空滅弧室、導向板、軟連接、雙頭螺杆、超程簧、凸輪、增爬傘群、楔形塊、均壓罩；

所述斷路器開關主要由所述軟連接、真空滅弧室、隔離上靜觸頭組合成斷路器開關主迴路，三相斷路器真空滅弧室通過滅弧室託板、導向板、斷路器夾板固定，再利用楔形塊卡緊，前後斷路器固定板通過螺栓鎖緊斷路器夾板，連接組合成整體，真空滅弧室的動端與軟連接以及三相凸輪連接，通過六方轉軸帶動三相凸輪旋轉，實現三相聯動以及真空滅弧室的開合；真空滅弧室與超程簧之間設置了雙頭螺杆，雙頭螺杆一頭正牙，一頭反牙，採用矽橡膠增爬傘群和斷路器夾板上的鏤空設計來增加爬電距離，在固定螺栓上增加均壓環以及隔離上靜觸頭加入了均壓罩，並在相與相之間插入相間絕緣板。

作為本實用新型的進一步改進，所述隔離開關包括：隔離固定板、隔離轉軸、隔離下靜觸頭支撐件、隔離傳動臂、隔離下靜觸頭、隔離觸頭壓簧、接地連接排、地刀支架、接地觸頭、隔離刀和均壓環；

隔離下靜觸頭固定於隔離下靜觸頭支撐件，隔離刀通過隔離觸頭壓簧以及轉動銷與隔離下靜觸頭連接，隔離轉軸通過凸輪和隔離傳動臂來推/拉動隔離刀實現隔離開關的分、合、接地，隔離轉軸與隔離下靜觸頭支撐件固定在隔離固定板上，接地觸頭通過接地連接排固定在地刀支架上，地刀支架固定在隔離固定板上形成隔離開關整體結構；由於相間距離較小，隔離下靜觸頭支撐件相間通過增爬隔筋設計來增加爬電距離，隔離刀上設有均壓環。

作為本實用新型的進一步改進，所述開關部分還包括母線，所述母線包括頂擴母線和下分支母線，與上套管絕緣子和下套管絕緣子連接形成完整的通路。

作為本實用新型的進一步改進，所述斷路器機構包括斷路器密封傳動件、斷路器機構傳動件、斷路器轉軸、第三聯鎖件；所述斷路器機構為具有重合閘功能的機構，斷路器機構傳動件通過斷路器密封傳動件帶動氣箱內斷路器轉軸轉動，進而帶動真空滅弧室動作，實現斷路器的合分閘；斷路器機構上設有第三聯鎖件。

作為本實用新型的進一步改進，所述隔離機構包括隔離機構密封傳動件、隔離機構傳動件、隔離開關轉軸、第一聯鎖件、隔離操作軸、接地操作軸、第二聯鎖件；所述隔離機構為三工位隔離機構，隔離機構傳動件通過隔離機構密封傳動件帶動氣箱內部隔離/接地開關動作，從而實現分、合、接地，隔離機構的隔離操作軸和接地操作軸分開，隔離機構上設有第一聯鎖件和第二聯鎖件。

作為本實用新型的進一步改進，櫃體鈑金部分的櫃體面板上設有隔離開關位置觀察孔。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型為12kV新型環保氣體絕緣金屬封閉開關設備，開關內部包含斷路器開關和隔離開關，採用下隔離方式，通過電或手動操作機構和二次元件，實現電能的分配、控制和保護。

附圖說明

圖1是本實用新型環網櫃整體結構示意圖；

圖2是圖1的主視圖；

圖3是圖1的側視圖；

圖4是本實用新型開關核心立體結構示意圖；

圖5是圖4的主視圖；

圖6是圖4的側視圖；

圖7是斷路器機構圖；

圖8是隔離機構圖。

圖中各部件名稱如下：

氣箱101、分支母線102、隔離開關103、斷路器開關104、上套管絕緣子105、斷路器機構106、機構室107、隔離機構108、下套管絕緣子109、底座110；

斷路器固定板201、相間絕緣板202、斷路器夾板203、隔離固定板204、隔離轉軸205、隔離下靜觸頭支撐件206、隔離傳動臂207、隔離下靜觸頭208、隔離觸頭壓簧209、接地連接排210、地刀支架211、接地觸頭212、隔離刀213、隔離上靜觸頭214、滅弧室託板215、真空滅弧室216、導向板217、軟連接218、雙頭螺杆219、均壓環220、超程簧221、凸輪222、增爬傘群223、楔形塊224、均壓罩225；

斷路器密封傳動件302、斷路器機構傳動件303、斷路器轉軸304、第三聯鎖件305；

隔離機構密封傳動件402、隔離機構傳動件403、隔離開關轉軸404、第一聯鎖件405、隔離操作軸406、接地操作軸407、第二聯鎖件408。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1至圖3所示，本環網櫃，主要有以下三大部分組成：開關部分、機構傳動部分和櫃體鈑金部分；其中，開關部分包括隔離開關103、斷路器開關104；櫃體鈑金部分包括氣箱101、機構室107和底座110，所述氣箱101和機構室107設置在所述底座110上，開關部分通過氣箱101內部焊接的螺柱與氣箱101連接，開關部分的上端連接上套管絕緣子105，開關部分的下端經分支母線102連接於下套管絕緣子109，形成完整的通電迴路；機構傳動部分位於機構室107內，包括斷路器機構106和隔離機構108，斷路器機構106通過氣箱101表面的焊接螺柱固定，通過斷路器機構傳動件303與斷路器密封傳動件302的連接將機構力施加於斷路器轉軸304，帶動斷路器開關104動作；同理，隔離機構108通過氣箱101表面的焊接螺柱固定，並通過隔離機構傳動件403與隔離機構密封傳動件402的連接將機構裡施加於隔離開關轉軸404，帶動隔離開關103動作。

A、開關部分：

如圖4至圖6所示：除了隔離開關103、斷路器開關104，還包括母線，以下對開關核心進行具體描述：

斷路器開關：主要由軟連接218、真空滅弧室216、隔離上靜觸頭214組合成斷路器開關主迴路，三相斷路器真空滅弧室216通過滅弧室託板215、導向板217、斷路器夾板203固定，再利用楔形塊224卡緊，前後斷路器固定板201通過螺栓鎖緊斷路器夾板203，連接組合成整體，真空滅弧室的動端與軟連接218以及三腳架凸輪222連接，通過六方轉軸帶動三相凸輪222旋轉，實現三相聯動以及真空滅弧室的開合。其中，真空滅弧室與超程簧221之間設置了雙頭螺杆219(一頭正牙，一頭反牙)，通過調整雙頭螺杆，可方便的調節超程和開距，保證真空滅弧室的電氣性能。為了增加相間/相對地絕緣性能，採用矽橡膠增爬傘群223和斷路器夾板上的鏤空設計來增加爬電距離，此外，在固定螺栓上增加均壓環220以及隔離上靜觸頭214加入了均壓罩225，通過均勻電場設計使開關在較小的空氣間隙下仍能保證足夠的絕緣性能，並在相與相之間插入相間絕緣板202，增強相間絕緣能力，從而實現櫃體小型化的目的。

隔離開關：隔離下靜觸頭208固定於隔離下靜觸頭支撐件206，隔離刀213通過隔離觸頭壓簧209以及轉動銷與隔離下靜觸頭208連接，隔離轉軸205通過凸輪和隔離傳動臂207來推/拉動隔離刀213實現隔離開關的分、合、接地，隔離轉軸205與隔離下靜觸頭支撐件206固定在隔離固定板204上，接地觸頭212通過接地連接排210固定在地刀支架211上，地刀支架211固定在隔離固定板204上形成隔離開關整體結構；由於相間距離較小，隔離下靜觸頭支撐件206相間通過增爬隔筋設計來增加爬電距離，隔離刀213上設有專門的均壓環220來達到電場優化的效果。

母線：母線包括頂擴母線和下分支母線，與開關部分、上套管絕緣子、下套管絕緣子連接形成完整的通路，採用上出線方式便於現場更換故障單元，減少停電影響。

B、機構傳動部分：

如圖7所示：

斷路器機構106為具有重合閘功能的機構，斷路器機構傳動件303通過斷路器密封傳動件302帶動氣箱內斷路器轉軸304轉動，進而帶動真空滅弧室動作，實現斷路器的合分閘；斷路器機構上設有專門的第三聯鎖件305，主要作用是實現斷路器與隔離開關的聯鎖關係(五防聯鎖要求)，具體為:隔離開關103處於分閘位置時斷路器開關104不能進行合閘操作，也防止斷路器開關104在合閘狀態下分斷隔離開關103。

如圖8所示：

三工位隔離機構108，隔離機構傳動件403通過隔離機構密封傳動件402帶動氣箱內部隔離/接地開關動作，從而實現分、合、接地，三工位隔離機構108的隔離操作軸406和接地操作軸407分開，防止開關從合閘位置直接打到接地位置，防止誤操作，三工位隔離機構108上專門設有第一聯鎖件405和第二聯鎖件408，防止斷路器開關合閘狀態下進行分閘隔離開關操作，防止櫃門未關狀態下分接地開關等，實現五防聯鎖。

C、櫃體鈑金部分：

櫃體底座採用敷鋁鋅板加工而成，結構強度高，耐腐蝕性強，面板與下門板採用冷板噴塑，面板配以PVC面膜，使整個櫃體結構美觀，標識清晰。

櫃體面板上設計有隔離開關位置觀察孔，可通過帶照明的透明觀察窗察看到隔離開關的位置，確保安全操作。

工作方式：

環保氣體絕緣環網櫃可用於環網配電系統和箱式開閉所，作為10kV配電開關設備。可採用手動操作或電動操作，配以自動化控制終端可實現配電自動化開關設備,具體工作方式如下：

環網櫃通電操作：

1、關好下櫃門，將操作手柄插入面板上的接地操作孔，逆時針旋轉，直到聽到「嘭」的一聲，接地，開關分閘，隔離開關到達隔離位置；

2、將操作手柄插入面板上的隔離操作孔，順時針旋轉，直到聽到「嘭」的一聲，隔離開關到達合閘位置；

3、斷路器合閘

電動操作：儲能電機通電後開始儲能，直到聽到「啪」的一聲後儲能完成，儲能限位開關斷開儲能電機電源，儲能電機停止；按電控箱上合閘按鈕，合閘線圈通電動作後，斷路器合閘；儲能釋能後，儲能電機電源接通，完成儲能，為下次電動合閘做好準備(重合閘)。

手動操作：將操作手柄插入儲能操作孔，順時針旋轉，直到聽到「啪」的一聲後，按面板上手動合閘按鈕，斷路器合閘；

環網櫃斷電操作：

1、斷路器分閘

電動操作：按電控箱上電動分閘按鈕，分閘線圈動作後，斷路器分閘；

手動操作：按面板上手動分閘按鈕，斷路器分閘；

2、將操作手柄插入隔離開關機構上的隔離操作孔，逆時針旋轉，直到聽到「嘭」的一聲，隔離開關到達隔離位置；

3、將操作手柄插入隔離開關機構上的接地操作孔，順時針旋轉，直到聽到「嘭」的一聲，接地開關合閘，隔離刀到達接地位置；

4、隔離開關位於接地位置時，下櫃門方可打開。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本實用新型的保護範圍。