CN205452934U - 一种充气式开关柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种充气式开关柜，包括柜体，柜体中设有气箱，气箱中设有断路器固封极柱及隔离开关，断路器固封极柱包括绝缘固封壳体，绝缘固封壳体中固设有灭弧室，灭弧室具有动端出线座和静端出线座，隔离开关包括可移动的隔离动触头，所述的隔离动触头沿直线方向导向可移动的装配在所述绝缘固封壳体中。本实用新型所提供的充气式开关柜中，将隔离开关的可移动的隔离动触头直接可移动的装配在断路器固封极柱的绝缘固封壳体中，这样一来，隔离开关将与断路器固封极柱共用一部分绝缘固封壳体，提高断路器与隔离开关的集成化程度，便于进行安装、调试和检修。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种充气式开关柜。
背景技术
中低压一次配电开关领域中，箱型固定式气体绝缘金属封闭开关设备采用真空灭弧，以SF6、N2、CO2、压缩空气等作为绝缘介质，将一次主导电回路密封在不锈钢焊接气箱内，因其绝缘性能良好，不受外界污秽、凝露和粉尘等环境影响而被电力用户接受，适用范围非常广泛。
在授权公告号为CN2684424Y的中国实用新型专利说明书中公开了一种箱式气体绝缘金属封闭开关设备，其主要有真空断路器、隔离-接地开关、主母线、电缆进出线插座等功能元件组成，断路器、隔离-接地开关、电缆进出线插座、主母线的ABC三相相对于柜体的前面板呈前后一字形布置，且封闭在充有六氟化硫气体的壳体中。这种气体绝缘金属封闭开关中虽然采用了纵向布置的主回路结构，但断路器和隔离-接地开关呈上下分离式安装，模块化和集成化程度不高，增加了装配、调试和检修的难度，不利于流水线生产，且没有充分利用固体材料优良的绝缘性能，结构不紧凑，不利于开关的小型化设计。
发明内容
本实用新型提供一种充气式开关柜，以解决现有技术中的断路器及隔离-接地开关上下分离式安装导致模块化及集成化成不高的技术问题。
本实用新型所提供的充气式开关柜的技术方案是：一种充气式开关柜，包括柜体，柜体中设有气箱，气箱中设有断路器固封极柱及隔离开关，断路器固封极柱包括绝缘固封壳体，绝缘固封壳体中固设有灭弧室，灭弧室具有动端出线座和静端出线座，隔离开关包括可移动的隔离动触头，所述的隔离动触头沿直线方向导向可移动的装配在所述绝缘固封壳体中。
所述的开关柜包括布置在所述断路器固封极柱上方的主母线，所述隔离开关包括与所述隔离动触头相对布置的隔离静触头，隔离静触头与所述主母线导电连接，所述灭弧室的动端出线座和静端出线座中的其中一个固封在所述绝缘固封壳体中并与所述隔离动触头动导电连接、另一个导电连接有进出线模块。
所述的绝缘固封壳体沿上下方向延伸，绝缘固封壳体的上端横向延伸有安装部，所述隔离开关的隔离动触头沿上下方向导向移动装配在所述安装部中，所述隔离开关的隔离静触头对应分布在隔离动触头的上方。
所述的静端出线座位于所述绝缘固封壳体的顶部，所述的静端出线座与所述隔离动触头导电连接，所述的动端出线座布置在灭弧室的下部并导电连接有所述的进出线模块。
所述的隔离开关为还具有接地静触头的三工位隔离开关，三工位隔离开关的接地静触头对应分布在所述隔离动触头的下方。
所述的开关柜包括布置在所述断路器固封极柱上方的主母线，所述隔离开关包括与所述隔离动触头相对布置的隔离静触头，隔离静触头固封在所述绝缘固封壳体中，灭弧室的静端出线座和动端出线座中的其中一个与主母线导电连接、另一个与所述隔离静触头导电连接，所述隔离开关具有与所述隔离动触头导电连接的用于导电连接进出线模块的中间触头。
所述的绝缘固封壳体沿上下方向延伸，所述静端出线座布置在所述断路器固封极柱的顶部并与所述的主母线导电连接，所述动端出线座布置在断路器固封极柱的中部并与所述的隔离静触头导电连接，绝缘固封壳体的与所述动端出线座相对应的位置处横向延伸有安装部，隔离开关的动触头沿上下方向导线移动装配在所述安装部中。
所述的隔离开关为还具有接地静触头的三工位隔离开关，三工位隔离开关的接地静触头对应分布在所述隔离动触头的下方。
所述的柜体为左右为长边、前后为短边的长方体结构，在气箱中沿左右方向的间隔分布有三相主回路结构，每相主回路结构均包括所述的主母线、所述的断路器固封极柱及所述的三工位隔离开关。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的充气式开关柜中，将隔离开关的可移动的隔离动触头直接可移动的装配在断路器固封极柱的绝缘固封壳体中，这样一来，隔离开关将与断路器固封极柱共用一部分绝缘固封壳体，提高断路器与隔离开关的集成化程度，便于进行安装、调试和检修。
附图说明
图1是本实用新型所提供的充气式开关柜的一种实施例的结构示意图；
图2是图1所示开关柜的立体图；
图3是图1中三相主回路的结构示意图；
图4是图3中的断路器固封极柱的结构示意图；
图5是图3中的主回路处于接地状态时的结构示意图；
图6是图3中的主回路处于隔离状态的结构示意图；
图7是图3中的主回路处于导通状态的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图7所示，一种充气式开关柜的实施例，该实施例中的开关柜主要由柜体1、主回路2和避雷器等一次附件3组成。
其中，柜体1主要包括泄压通道11、电缆室12、机构箱13、仪表箱14和焊接气箱15共5个子模块。泄压通道11作为故障状态下电弧的压力泄放通道，电缆室12用于电缆进出线，安装、检修及更换高压一次附件，机构箱13用于放置提供分合闸动力的断路器弹簧操动机构和三工位隔离开关操动机构，仪表箱14用于放置二次控制保护元器件，焊接气箱15用来安放一次主导电回路的关键部件，内部充以一定压力的气体绝缘介质，起到支撑、绝缘、密封和防护的作用。
从图1中可以看出，柜体各个子模块自成一体，采用堆砌式结构，形成一个整体的紧凑型开关柜。主回路2的主要结构包括主母线单元21、三工位隔离开关22、断路器固封极柱23、进出线模块24，共计4个子模块。主母线单元21构成充气式开关柜的母线***，用以汇集和分配电流；三工位隔离开关22有隔离、接地、导通三种状态，采用直动式结构，动、静触头采用弹簧触指的电连接方式，动触头采用齿轮齿条传动方式驱动，节省空间尺寸；断路器固封极柱23作为充气式开关柜开断的核心部件，采用真空灭弧，灭弧室包封在由环氧树脂绝缘材料浇注成型的固封绝缘壳体中；进出线模块24用于充气式开关柜的电缆进线出线和连接高压电缆附件。
如图1和图2所示，柜体1为左右为长边、前后为短边的长方体结构，在焊接气箱15中沿左右方向的间隔分布有A、B、C三相主回路结构，每相主回路结构均包括主母线、断路器固封极柱及三工位隔离开关，每相主回路结构的子模块从上至下呈一字形结构，相比于横向布置方式，其回路结构无论从柜宽还是柜深方向来说都是非常紧凑的，既节省了占地面积也降低了导电材料的成本。
如图3为充气式开关柜中主回路布置方式的具体结构，主回路由母线211、并柜绝缘子212、隔离静触头213、隔离动触头227、断路器固封极柱23、接地静触头216、进出线模块217、断路器动端大轴218、三工位传动绝缘轴219、导电排220组成。其中，母线211和并柜绝缘子212通过螺栓连接固定在焊接气箱15的侧板上方，构成充气柜的主母线单元21，该并柜绝缘子可以通过界面绝缘的方式与邻柜实现电连接。隔离静触头213通过导电排220与母线211形成导电连接，隔离静触头213与隔离动触头227之间采用弹簧触指实现电连接。由三工位传动绝缘轴219通过齿轮齿条传动方式带动隔离动触头227作直线运动，实现三工位隔离开关在隔离、接地和导通三种状态的切换，三工位传动绝缘轴219的末端采用槽形结构与密封圈配合，从而与机构箱13的三工位操动机构输出轴形成刚性连接，实现三工位隔离开关动端的密封和传动。接地静触头216通过接地排连接至焊接气箱15侧板的中部。断路器固封极柱23的灭弧室的动端出线座通过导电排220连接至进出线模块217。断路器分合闸通过断路器动端大轴218带动拐臂实现。至此各元件自上而下形成一个完整而紧凑的主导电回路。
断路器固封极的具体结构如图4所示，断路器固封极柱23主要包括静端出线座221、真空灭弧室222、绝缘拉杆223、波纹管装配224、动端出线座225，具体来说，断路器固封极柱23包括由环氧树脂形成的绝缘固封壳体，绝缘固封壳体中设有真空灭弧室222，真空灭弧室222具有位于灭弧室上方的静端出线座121和位于灭弧室下方的动端出线座225，绝缘拉杆223通过螺栓连接固定在真空灭弧室222的动端，将波纹管装配224上的法兰盘通过螺栓连接固定在焊接气箱15的底板上实现灭弧室动端的密封和传动。波纹管装配224在焊接气箱15外部的圆轴通过拐臂与断路器动端大轴218连接，构成断路器本体分合闸的传动链。静端出线座221设计有弹簧触指结构与隔离动触头227形成导电动连接，隔离动触头227上设计有齿条，在三工位传动绝缘轴219的带动下，设置在绝缘固封壳体中的传动齿轮226转动并最终驱动隔离动触头227沿竖直方向作直线运动，实现三工位隔离开关的隔离、接地和导通。从图3中可以看出，这种带有隔离工位的固封极柱215结合了开断和隔离功能，结构非常紧凑，导电回路较精简，为整个充气式开关柜的小型化设计打下了基础。
就本实施例来讲，绝缘固封壳体的上端横向延伸有安装部228，三工位隔离开关的隔离动触头227沿上下直线导向可移动的装配在安装部228中，在安装部228中对应布置有与动导电杆动导电连接的弹簧触指。
如图5、图6和图7所示，分别为三工位隔离开关处于导通、隔离及接地三种状态下主回路的结构，三工位隔离开关的隔离断口A和接地断口B是以SF6、N2、CO2、压缩空气等作为绝缘介质，其绝缘性能优于空气，因此断口距离可以做的很小，从而使主回路结构更加紧凑，同时动、静触头采用同心圆柱形结构，电场分布也更加均匀，使充气柜对局部的电场畸变不敏感，绝缘性能和局部放电水平也优于同类型其它结构的产品。具体在进行工位切换时，可由三工位传动绝缘轴219通过齿轮齿条传动方式带动隔离动触头227作直线运动，实现三工位隔离开关在隔离、接地和导通三种状态的切换，其属于现有技术，在此不再赘述。
主回路作为充气式开关柜承载电压和电流的核心部件，其结构的优劣决定了开关柜运行性能的好坏、产品的成本和市场竞争力。主回路由断路器、三工位隔离开关、进出线和母线等模块构成，模块之间采用绝缘性能优良的固体绝缘材料（环氧树脂）连接，实现高度集成。为实现开关柜的紧凑型小型化设计，A、B、C三相之间采用自前向后纵向布置，单极结构采用自上向下一字形布置，极大地减小了柜宽和主回路的长度，节省了占地面积和材料成本。
本实施例所提供的充气式开关柜基于模块化设计，将现有主流的充气式开关柜主回路布置方式进行优化，形成纵向一字形布置的单气箱结构，减小了开关柜柜宽尺寸和占地面积，主回路长度最小，从而降低了成本。将断路器固封极柱和三工位隔离开关固封浇注成型，自成模块，极大地方便了产品的装配、调试和检修更换。同时主回路的主要导电部件均包封在环氧树脂材料中，减少了发生相间短路故障的概率。
本实施例中，三工位隔离开关包括隔离静触头、隔离动触头及接地静触头，在其他实施例中，此处的三工位隔离开关也可以为省去接地静触头的隔离开关，此时可以将隔离开关的隔离动触头移动装配在绝缘固封壳体中，并将灭弧室的动端出线座和静端出线座中的其中一个出线座固封在绝缘固封壳体中并与所述隔离动触头动导电连接。
本实施例中，三工位隔离开关的隔离静触头与主母线导电连接，在其他实施例中，也可使灭弧室的静端出线座与主母线导电连接，而将灭弧室的动端出线座与三工位隔离开关的隔离静触头导电连接，此时，可以将隔离静触头直接一体的固封在绝缘固封壳体中，这样一来，同样可通过隔离动触头的上下直线方向往复移动以实现在隔离、导通及接地三个工位状态的切换。
本实施例中，导向安装三工位隔离开关的隔离动触头的安装部布置在断路器固封极柱的顶部，在其他实施例中，也可以将相应的安装部对应的一体设置在固封极柱的中间位置处。此时，可根据是需要布置相应的导电连接关系，如可如本实施例所公开的那样，将主母线与隔离静触头导电连接，将隔离动触头与灭弧室的静端出线座导电连接，并使灭弧室的动端出线座导电连接进出线模块，还可以使主母线与隔离静触头导电连接，隔离动触头与灭弧室的动端出线座导电连接，并使灭弧室的静端出线座导电连接进出线模块。当然，也可以使主母线与灭弧室的静端出线座或动端出线座中的其中一个导电连接、而将另一个出出线座与三工位隔离开关的隔离静触头导电连接。
Claims (9)
1.一种充气式开关柜，包括柜体，柜体中设有气箱，气箱中设有断路器固封极柱及隔离开关，断路器固封极柱包括绝缘固封壳体，绝缘固封壳体中固设有灭弧室，灭弧室具有动端出线座和静端出线座，隔离开关包括可移动的隔离动触头，其特征在于：所述的隔离动触头沿直线方向导向可移动的装配在所述绝缘固封壳体中。
2.根据权利要求1所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的开关柜包括布置在所述断路器固封极柱上方的主母线，所述隔离开关包括与所述隔离动触头相对布置的隔离静触头，隔离静触头与所述主母线导电连接，所述灭弧室的动端出线座和静端出线座中的其中一个固封在所述绝缘固封壳体中并与所述隔离动触头动导电连接、另一个导电连接有进出线模块。
3.根据权利要求2所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的绝缘固封壳体沿上下方向延伸，绝缘固封壳体的上端横向延伸有安装部，所述隔离开关的隔离动触头沿上下方向导向移动装配在所述安装部中，所述隔离开关的隔离静触头对应分布在隔离动触头的上方。
4.根据权利要求3所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的静端出线座位于所述绝缘固封壳体的顶部，所述的静端出线座与所述隔离动触头导电连接，所述的动端出线座布置在灭弧室的下部并导电连接有所述的进出线模块。
5.根据权利要求4所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的隔离开关为还具有接地静触头的三工位隔离开关，三工位隔离开关的接地静触头对应分布在所述隔离动触头的下方。
6.根据权利要求1所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的开关柜包括布置在所述断路器固封极柱上方的主母线，所述隔离开关包括与所述隔离动触头相对布置的隔离静触头，隔离静触头固封在所述绝缘固封壳体中，灭弧室的静端出线座和动端出线座中的其中一个与主母线导电连接、另一个与所述隔离静触头导电连接，所述隔离开关具有与所述隔离动触头导电连接的用于导电连接进出线模块的中间触头。
7.根据权利要求6所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的绝缘固封壳体沿上下方向延伸，所述静端出线座布置在所述断路器固封极柱的顶部并与所述的主母线导电连接，所述动端出线座布置在断路器固封极柱的中部并与所述的隔离静触头导电连接，绝缘固封壳体的与所述动端出线座相对应的位置处横向延伸有安装部，隔离开关的动触头沿上下方向导线移动装配在所述安装部中。
8.根据权利要求7所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的隔离开关为还具有接地静触头的三工位隔离开关，三工位隔离开关的接地静触头对应分布在所述隔离动触头的下方。
9.根据权利要求5或8所述的充气式开关柜，其特征在于：所述的柜体为左右为长边、前后为短边的长方体结构，在气箱中沿左右方向的间隔分布有三相主回路结构，每相主回路结构均包括所述的主母线、所述的断路器固封极柱及所述的三工位隔离开关。
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