CN104037624B - 一种开关柜柜体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关柜柜体，其包括母线室、仪表室、机构室、电缆室、开关室和泄压通道，仪表室、机构室和电缆室组成开关柜的前柜，母线室、开关室和泄压通道组成开关柜的后柜，前柜和后柜中的各功能室区呈阶梯式分布；母线室的顶面与仪表室的顶面齐平，母线室的底面高于仪表室的底面；开关室的顶面低于仪表室的顶面但高于仪表室的底面，所述开关室的底面低于所述机构室的底面；所述开关室的顶面高于所述机构室的顶面；泄压通道的底面与电缆室的底面齐平。与现有技术相比，本发明提供的开关柜柜体，组装灵活，防护等级高，柜内接线安装方便，电缆排布合理，检测维护方便，因此其应用前景十分广阔。

Description

一种开关柜柜体
技术领域
本发明涉及一种柜体，具体说，是涉及一种开关柜柜体。
背景技术
高压开关柜是用于实现电力***发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电器产品。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。
目前国内外6～40.5KV的高压开关柜(断路器开关柜)主要有固定式开关柜(固定柜)、中置式或移开式开关柜(手车柜)、充气式柜(充气柜)和固体绝缘开关柜，上述各种高压开关柜各有优缺点。
固定柜为第一代高压开关柜产品，其柜体即内部部件均采用固定连接，结构简单，元件少，散热好，导电母线连接可靠，稳定性比较高，柜体尺寸较小且占地面积小；但发生故障需要检测维修，因其固定连接的方式导致需整个线路需断电，且拆卸麻烦，使固定柜的检修时间长而从导致停电时间长，给输电用电带来了极大的不便。
为了改进固定柜存在的问题，手车式开关柜调整了断路器在柜体内的位置，将断路器与一车体整合成一可移动的手车断路器，检修时可将断路器部分抽出柜体，更换方便；但由于导电体间净距的要求，使得手车柜的尺寸较固定柜大且辅助绝缘体多。
此外，无论是固定柜还是手车柜均为开放式，即柜内开关设备和连接部件均直接暴露于大气中，外壳防护等级低，适用性差，对环境空气质量比较敏感，很难适用我国南方、沿海地区以及地下场所凝露污秽严酷场所的运行条件。同时因为设有散热孔或散热风扇，空气在配电柜内流通，容易受灰尘、潮湿空气影响性能，更容易造成设备氧化及表面绝缘性能降低，从而缩短设备的使用寿命。因此，如何能保护开关柜内设备，同时又能占地面积小，断路器组件检修方便，是现在开关柜需要解决的一个问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种开关柜柜体，该开关柜占地面积小，直接观察开关柜内的设备，检修方便。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种开关柜柜体，包括母线室、仪表室、机构室、电缆室、开关室和泄压通道，其特征在于：仪表室、机构室和电缆室组成开关柜的前柜，母线室、开关室和泄压通道组成开关柜的后柜，前柜和后柜中的各功能室区呈阶梯式分布；母线室的顶面与仪表室的顶面齐平，母线室的底面(开关室的顶面)高于仪表室的底面，开关室的顶面低于仪表室的顶面但高于仪表室的底面(机构室的顶面)，开关室的底面(泄压通道的顶面)低于机构室的底面(电缆室的顶面)，开关室(母线室的底面)的顶面高于机构室的顶面，泄压通道的底面(后柜B的底面)与电缆室的底面(前柜A的底面)齐平；此处柜体可根据六面视图名为顶面、底面、左面、右面、前面和后面，其中柜体的前面在本申请中称为该柜体的主视图面。
优选地，前柜A和后柜B的相对面柜壁贴合且活动连接呈该开关柜使用状态或出厂状态。为了清楚并简要描述该开关柜的进一步结构，将前柜A与后柜B贴合的相对面称为前柜A的后面(该面的柜壁简称为后壁)，将后柜B与前柜A贴合的相对面称为后柜B的前面(该面的柜壁简称为前壁)；其中，前柜A和后柜B的相对面的柜壁贴合且活动连接，活动连接为螺接。
优选地，开关柜柜体选用框架式柜体与隔板、面板组合安装，或者采用不同功能室区柜体组合安装。
更优选地，所述开关柜的各功能室区采用面板拼接而成，且各面板拼接处为固定连接，优选的实施方式可采用焊接，或采用面板折叠后再经焊接而成。
优选地，开关柜采用不锈钢材质或铝合金制成，强度佳且不易变形。
更优选地，前柜采用框架柜体与隔板和面板组合安装或通过面板拼合各功能室区柜体后再组合安装而成，且前柜的后面呈开放状态；后柜中的母线室和开关室采用封闭或非封闭式柜体组合安装。作为另一种优选方式，后柜可采用框架柜体与隔板和面板铆合，且可通过加入填充胶以保证柜体的密封性和稳固性。
优选地，仪表室的顶部设有一小母线室。
优选地，机构室与后柜相对的平面设有第一开口，开关室与前柜相对的平面设有第二开口，第二开口的底端高于第一开口的底端且第二开口的顶端不高于所述第一开口的顶端，第一开口的底端和第二开口的底端形成一个台阶。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁和/或前壁形成。
更优选地，第二开口由开关室的前壁去除材料而成。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁折叠面板后与开关室的顶壁和底壁围绕形成。
更优选地，第二开口由开关室的侧壁折叠面板后与开关室的前壁去除材料围绕形成。
更优选地，开关室与机构室通过所述第一开口和第二开口相通；断路器组件内置于开关室和机构室内，且贯穿第一开口和第二开口。
优选地，为了防止第二开口的外周缘变形以及与其他部件连接并稳固相应连接，开关室的第二开口外周焊接一环形金属固定件，优选为一环形金属板。
更优选地，该金属固定件与第二开口的焊接方式取决于第二开口的形成工艺，该金属固定件可选择性的焊接开关室的两侧壁、前壁、顶壁和\或底壁。作为一种较佳的焊接方式，该金属固定件焊接在开关室侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
优选地，开关室内由上至下依次设置上进线绝缘子组、断路器组件、接地开关和下出线绝缘子组；上进线绝缘子组贯穿所述开关室的顶面或侧壁，且分别部分位于母线室和开关室中；下出线绝缘子组贯穿开关室和电缆室的侧壁，且分别部分位于开关室和电缆室内。
优选地，开关室内设有一对导轨位且于后柜的中部；机构室内设有一对导轨且位于前柜的中部；开关室内和机构室内的导轨的间距相等。
优选地，开关柜柜体还设有一隔离开关观察窗。
优选地，开关柜还设有一接地开关观察窗。
优选地，开关室还包括至少一个散热通道；散热通道通过将多个开关室的室壁折叠弯曲，当多个开关柜拼合摆放时，两个开关柜间的折叠处的拐点两两对应即可形成一散热通道。
更优选地，散热通道的截面为六边形或是菱形。
更优选地，开关室内壁固定连接多个中空金属管，且金属管贯穿开关室的顶面和底面以形成多个与环境连通的散热通道。
与现有技术相比，本发明提供一种开关柜柜体，该组装式的柜体结构为制造商提供了预制、仓储、运输上的便利条件和制造上的灵活适应性，同时也为用户提供了精度较高的产品；隔离断口和接地开关均可视，动静触头对位准确与否可以监测，确保接触或断开可靠，提高运行维护的安全性；防护等级高，使用环境广泛，降低因环境因素带来的故障率、污染、氧化等，提高设备使用寿命；柜内接线安装方便，电缆排布合理，尤其是下出电缆从前柜出接线，检测维护方便，因此其应用前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明优选实施例一种开关柜柜体的剖视图；
图2为本发明优选实施例一种开关柜的立体图；
图3为本发明优选实施例一种开关柜的正视图；
图4为本发明优选实施例一种开关柜的透视图；
图5为本发明优选实施例一种开关柜的散热通道的较佳实施方式的示意图；
图6为本发明优选实施例一种开关柜的散热通道的较佳实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合实施方式及对附图对本发明作进一步详细、完整地说明。
本发明提供的一种开关柜，为一户内开关柜，图1为开关柜的剖视图，如图1所示，开关柜呈落地式组装柜体结构，其包括母线室0、仪表室1(低压室)、机构室2、电缆室3、开关室4和泄压通道5，具体地，仪表室1、机构室2和电缆室3组成开关柜的前柜A，母线室0、开关室4和泄压通道5组成开关柜的后柜B；前柜A和后柜B的底部齐平并放置于地面或其他平面上，且前柜A和后柜B的相对面柜壁贴合且活动连接成该开关柜使用状态或出厂状态；为了清楚并简要描述该开关柜的进一步结构，将前柜A与后柜B贴合的相对面称为前柜A的后面(该面的柜壁简称为后壁)，将后柜B与前柜A贴合的相对面称为后柜B的前面(该面的柜壁简称为前壁)。活动连接优选为螺接，采用螺栓与螺孔配合连接固定。在前柜A中，由上至下依次为仪表室1、机构室2和电缆室3，在后柜B中，由上至下依次为母线室0、开关室4和泄压通道5。开关柜柜体可选用柜体框架与隔板、面板组合安装，或者采用不同功能室区定制柜体组合安装。开关柜的各功能室区采用面板拼接而成；优选采用面板焊接而成。可采用不锈钢材质或铝合金制成，强度佳且不易变形；作为一种较佳的实施方式，前柜A采用框架柜体与隔板和面板组合安装或通过面板拼合各功能室区柜体后再组合安装而成，且前柜A的后面呈开放状态；后柜B中的母线室0和开关室4采用封闭或非封闭式柜体组合安装。开关室4内由上至下依次为上进线绝缘子组6、断路器组件7、接地开关8和下出线绝缘子组9。隔离开关的上静触头10(或动触头)分别独立的与上进线绝缘子组6的一端连接，下静触头11(或动触头)分别独立的与接地开关组8连接，隔离开关的动触头12(或静触头)分别独立的连接断路器组件7的两端；此处隔离开关的动静触头的具体分布并非固定，可根据实际需求选择。支母线分别连接下出线绝缘子和接地开关(图中省略此处连接)。当一个极柱两端的动触头分别与上静触头和下静触头闭合时，隔离开关合闸，即开关柜内隔离开关呈通路状态(当断路器合闸时，即柜内回路呈通路状态)。更进一步，还可在仪表室1的顶部设有一小母线室13，用于排布小母线。
与现有开关柜柜体不同的是，开关柜的前柜A和后柜B中的各功能室区呈阶梯式分布，换言之，如图2所示，母线室0的顶面与仪表室1的顶面齐平，母线室0的底面(开关室4的顶面)高于仪表室1的底面，开关室4的顶面低于仪表室1的顶面但高于仪表室的1底面(机构室的2顶面)，开关室4的底面(泄压通道5的顶面)低于机构室2的底面(电缆室3的顶面)，泄压通道5的底面(后柜B的底面)与电缆室3的底面(前柜A的底面)齐平。为了降低开关柜成本并简化结构，泄压通道5可通过安装于开关室4内底面或顶面的泄压阀实现；且优选为不锈钢材质制成金属支架。
开关室4与机构室2间设有一开口14，即机构室2与后柜B相对的平面设有一第一开口(图中未标出)，开关室4与前柜A相对的平面设有一第二开口(图中未标出)，第二开口的底端高于第一开口的底端且第二开口的顶端不高于第一开口的顶端，即第一开口的面积大于第二开口的面积；换言之，第一开口的底端和第二开口的底端形成一个台阶15，即开关室4与机构室2通过第一开口和第二开口相通。断路器组件7内置于开关室4和机构室2内，且贯穿第一开口和第二开口。作为一种优选实施方式，以实现较少的生产工序，即减少焊接工序，该开关柜可选用面板拼接，或折叠面板(折叠面板至多形成4个面)后与面板拼接形成。以上述开关柜为例说明第二开口的一种较佳的实施方式形成制造工艺。第二开口由开关室4的侧壁和/或前壁形成。第二开口的一种形成方式是，开关室4的相对侧壁折叠面板后与开关室的顶壁和底壁围绕形成第二开口，即开关室4的左侧壁向右折叠形成，开关室4的右侧壁向左折叠，同时配合开关室4的顶壁和底壁围绕，这样形成第二开口。第二开口的一种形成方式是，开关室4的前壁去除材料形成，去除材料的面积即为第二开口的大小。第二开口也可由上述两种方式结合形成。为了防止第二开口的外周缘变形以及与其他部件连接并稳固此连接，在第二开口的外周缘焊接有一金属固定件，金属固定件即为金属环形板。该金属固定件与第二开口的焊接方式取决于第二开口的形成工艺，该金属固定件可选择性的焊接开关室4的两侧壁、前壁和\或顶壁以及底壁。作为一种较佳的焊接方式，该金属固定件焊接在开关室4侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
图3为该开关柜的主视图，如图3所示，其中仪表室1、机构室2和电缆室3均配有室门21，仪表室1的室门21上设有具有控制和显示用的二次元件，如功能按钮101和显示屏102等。
为了实现实时观察隔离开关的工作状态，本开关柜还设有隔离开关观察窗22，如图3和图4所示，隔离开关观察窗22由两个分别设于仪表室1的观察窗A2201和开关室4的观察窗B2202组成，观察窗A2201与B2202优选为同心且面积递增，或观察窗A2201的面积小于观察窗B2202；此外，为了保持开关柜的密封状态，观察窗B2202通过分别在开关室4与仪表室1相对的第一平面开口2203，且在开关室4的开口内侧设有透明密封窗23，密封窗23选用耐高压性能稳定的透明材质，如透明玻璃或塑料。同样的，为了实现接地开关的实时监控，开关柜还设有接地开关观察窗24，接地开关观察窗24的结构可参考隔离开关观察窗22，但与隔离开关观察窗22不同的是，接地开关观察窗24由两个分别设于电缆室3的观察窗C2401和开关室4的观察窗D2402组成，观察窗C2401与D2402优选为同心且面积递增，或观察窗A2401的面积小于观察窗D2402；此外，为了保持开关柜的密封状态，观察窗D2402通过分别在开关室4与电缆室3相对的第二平面开口2403，且在开关室4的开口内侧设有透明密封窗23，密封窗23选用耐高压性能稳定的透明材质，如透明玻璃或塑料。
为了保障密封开关柜(开关室4)的散热性，发明人对开关柜的散热性也进行了进一步的改进，其中主要通过增加了散热通道403和将开关室4的内壁涂布吸热性能且传热性能佳的材料，吸热性能且传热性能佳的材料以低成本来考虑可优选为黑色油漆。作为散热通道403的两种较佳实施方式，一种是将柜壁折叠弯曲，如图5所示，当多组柜体拼合摆放时，两柜体间的折叠处的拐点两两对应即可形成一散热通道403，根据折叠的形状不同，形成的散热通道的截面可以是六边形或是菱形。另一种工艺性更好的散热通道的实施方式是在柜壁内固定连接多个中空金属管404；如图6所示，中空金属管404贯穿开关室4的顶面和底面，形成多个与环境连通的散热通道403，但仍能保证此时开关柜处于一与外界环境相对隔离的工作环境。
最后有必要在此说明的是：以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (31)

1.一种开关柜柜体，其包括母线室、仪表室、机构室、电缆室、开关室和泄压通道，其特征在于：所述仪表室、机构室和电缆室组成开关柜的前柜，所述母线室、开关室和泄压通道组成开关柜的后柜，所述前柜和后柜中的各功能室区呈阶梯式分布；所述母线室的顶面与所述仪表室的顶面齐平，所述母线室的底面高于所述仪表室的底面；所述开关室的顶面低于所述仪表室的顶面但高于所述仪表室的底面，所述开关室的底面低于所述机构室的底面；所述开关室的顶面高于所述机构室的顶面；所述泄压通道的底面与电缆室的底面齐平；
所述前柜和后柜的相对面柜壁贴合且活动连接；
所述开关柜柜体选用框架式柜体与隔板、面板组合安装，或者采用不同功能室区柜体组合安装。
2.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述活动连接为螺接。
3.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关柜的各功能室区采用面板拼接而成。
4.如权利要求3所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关柜的各功能室区采用面板焊接而成。
5.如权利要求3所述的开关柜柜体，其特征在于：所述前柜采用框架柜体与隔板和面板组合安装或通过面板拼合各功能室区柜体后再组合安装而成，且前柜的后面呈开放状态；后柜中的母线室和开关室采用封闭或非封闭式柜体组合安装。
6.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关柜采用不锈钢材质或铝合金制成。
7.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述仪表室的顶部设有一小母线室。
8.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室内由上至下依次设置上进线绝缘子组、断路器组件、接地开关和下出线绝缘子组；所述上进线绝缘子组贯穿所述开关室的顶面或侧壁，且分别部分位于所述母线室和所述开关室中；所述下出线绝缘子组贯穿开关室和电缆室的侧壁，且分别部分位于所述开关室和所述电缆室内。
9.如权利要求1所述的开关柜柜体，其特征在于：所述仪表室的室门上设有具有控制和显示用的二次元件。
10.如权利要求8中所述的开关柜柜体，其特征在于：所述机构室与后柜相对的平面设有第一开口，所述开关室与前柜相对的平面设有第二开口，所述第二开口的底端高于第一开口的底端且所述第二开口的顶端不高于所述第一开口的顶端，所述第一开口的底端和第二开口的底端形成一个台阶。
11.如权利要求10所述的开关柜柜体，其特征在于：所述第二开口由开关室的侧壁和/或前壁形成。
12.如权利要求10所述的开关柜柜体，其特征在于：第二开口由开关室的侧壁折叠面板后与开关室的前壁去除材料围绕形成。
13.如权利要求10所述的开关柜柜体，其特征在于：所述第二开口的外周缘焊接有一金属固定件。
14.如权利要求13所述的开关柜柜体，其特征在于：所述金属固定件焊接开关室的两侧壁、前壁、顶壁和\或底壁。
15.如权利要求14所述的开关柜柜体，其特征在于：所述金属固定件焊接在开关室侧壁和/或由侧壁弯折而成的边上。
16.如权利要求10所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室与机构室通过所述第一开口和第二开口相通；所述断路器组件内置于开关室和机构室内，且贯穿所述第一开口和第二开口。
17.如权利要求1～7任一所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室内设有一对导轨位且于所述后柜的中部；所述机构室内设有一对导轨且位于所述前柜的中部。
18.如权利要求17所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室内和机构室内的导轨的间距相等。
19.如权利要求1～7任一所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关柜柜体还设有一隔离开关观察窗。
20.如权利要求19所述的开关柜柜体，其特征在于：所述隔离开关观察窗由两个分别设于仪表室的观察窗A和开关室的观察窗B组成。
21.如权利要求20所述的开关柜柜体，其特征在于：所述观察窗A与观察窗B为同心且面积递增。
22.如权利要求21所述的开关柜柜体，其特征在于：所述观察窗B通过在所述开关室与仪表室相对的平面开口，且在开关室的开口内侧设有透明密封窗。
23.如权利要求1～7任一所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关柜还设有一接地开关观察窗。
24.如权利要求23所述的开关柜柜体，其特征在于：所述接地开关观察窗由分别设于电缆室的观察窗C和开关室的观察窗D组成。
25.如权利要求24所述的开关柜柜体，其特征在于：所述观察窗C与观察窗D为同心且面积递增。
26.如权利要求24所述的开关柜柜体，其特征在于：所述观察窗D通过在所述开关室与电缆室相对的第二平面开口，且在开关室的开口内侧设有透明密封窗。
27.如权利要求26所述的开关柜柜体，其特征在于：所述密封窗选用耐高压性能稳定的透明材质。
28.如权利要求1～7任一所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室还包括至少一个散热通道。
29.如权利要求28所述的开关柜柜体，其特征在于：所述散热通道通过将多个所述开关室的室壁折叠弯曲，当多个所述开关柜拼合摆放时，两个开关柜间的折叠处的拐点两两对应即可形成一散热通道。
30.如权利要求29所述的开关柜柜体，其特征在于：所述散热通道的截面为六边形或菱形。
31.如权利要求29所述的开关柜柜体，其特征在于：所述开关室内壁固定连接多个中空金属管，且所述金属管贯穿所述开关室的顶面和底面以形成多个与环境连通的散热通道。
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