RU2454766C2 - Cabinet of cubicle switchboard - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: cabinet of cubicle switchboard (CCS) is done with the compartment of draw-out element, relay cabinet with safety and automation device located above the draw-out element compartment, collecting buses compartment, cable inlet compartment and excessive pressure discharge channels. Temperature control system of CCS detachable current buses is performed on the basis of contact optical sensor with "walk-off light mode". The sensor is in contact with current bus and its optical signals are continuously processed in CCS automation unit on-line. CCS is completely air-proof that prevents him from dust, moisture, insects and small animals' penetration.

EFFECT: improvement of operating stability and increase of unit service life in general.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для распределения электроэнергии - конкретно к шкафам комплектных распределительных устройств (КРУ).The invention relates to devices for the distribution of electricity - specifically to cabinets of complete switchgears (switchgear).

Известен шкаф комплектного распределительного устройства (патент РФ №2172545, H02B 11/00). Шкаф содержит отсек выкатного элемента, релейный шкаф, расположенный над отсеком выкатного элемента, канал сброса избыточного давления, расположенный за релейным шкафом и соединяющий отсек выкатного элемента с атмосферой, дополнительный отсек релейного шкафа, размещенный в отсеке выкатного элемента и изолированный от него фронтальной, задней и боковыми панелями, причем фронтальная и задняя панели выполнены наклонными и образуют лоток, имеющий V-образную форму поперечного сечения, а задняя панель ее верхней стороной закреплена на входе из отсека выкатного элемента в канал сброса избыточного давления, образуя с задней стенкой отсека выкатного элемента конфузорный канал.Known cabinet complete switchgear (RF patent No. 2172545, H02B 11/00). The cabinet contains a withdrawable element compartment, a relay cabinet located above the withdrawable element compartment, an overpressure relief channel located behind the relay cabinet and connecting the withdrawable element compartment to the atmosphere, an additional relay cabinet compartment located in the withdrawable element compartment and isolated from the front, rear and side panels, and the front and rear panels are made inclined and form a tray having a V-shaped cross section, and the rear panel is fixed at its entrance with its upper side from the withdrawable element compartment to the overpressure relief channel, forming a confuser channel with the rear wall of the withdrawable element compartment.

Недостатком этой конструкции шкафа является отсутствие канала сброса избыточного давления отсека сборных шин, что повышает вероятность повреждения конструкции шкафа КРУ в момент резкого повышения давления в отсеке сборных шин.The disadvantage of this cabinet design is the lack of a channel for relieving excess pressure of the busbar compartment, which increases the likelihood of damage to the switchgear cabinet structure at the time of a sharp increase in pressure in the busbar compartment.

Известен шкаф комплектного распределительного устройства и выдвижной элемент шкафа комплектного распределительного устройства (патент РФ №2285319, H02B 11/00, H02B 11/02).Known cabinet complete switchgear and a sliding element of the cabinet complete switchgear (RF patent No. 2285319, H02B 11/00, H02B 11/02).

Шкаф содержит корпус, разделенный перегородками на отсеки, снабженные клапанами сброса давления газа: отсек сборных шин, отсек силового оборудования с выключателем на выдвижном элементе, а также расположенный под отсеком силового оборудования кабельный отсек, выполненный с возможностью доступа к нему через соответствующую фасадную дверцу, релейный отсек, размещенный на выдвижном элементе, на котором установлены помимо выключателя трансформаторы тока и подвижные разъемные контакты главной цепи, а на задней стенке отсека силового оборудования установлены проходные изоляторы с неподвижными разъемными контактами главной цепи.The cabinet contains a housing divided by partitions into compartments equipped with gas pressure relief valves: a busbar compartment, a power equipment compartment with a switch on a pull-out element, and a cable compartment located under the power equipment compartment, made with access to it through the corresponding front door, a relay compartment located on a sliding element, on which, in addition to the circuit breaker, current transformers and movable detachable contacts of the main circuit are installed, and on the rear wall of the power circuit compartment dovaniya bushings mounted detachable with fixed contacts of the main circuit.

Недостатком этой конструкции шкафа является размещение релейного отсека и трансформаторов тока на выдвижном элементе, что значительно увеличивает вес выдвижного элемента и, следовательно, усложняет его обслуживание, особенно при расположении выдвижного элемента в средине шкафа, как это имеет место в прототипе. Кроме того, требуется использование дополнительного оборудования в виде тележки для извлечения и транспортировки выдвижного элемента. Вместе с тем, такая конструкция выдвижного элемента увеличивает вероятность разрушения релейного отсека при замыканиях в отсеке силового оборудования.The disadvantage of this cabinet design is the location of the relay compartment and current transformers on the drawer, which significantly increases the weight of the drawer and, therefore, complicates its maintenance, especially when the drawer is located in the middle of the cabinet, as is the case in the prototype. In addition, the use of additional equipment in the form of a trolley to extract and transport the sliding element is required. However, this design of the retractable element increases the likelihood of destruction of the relay compartment during short circuits in the compartment of power equipment.

Хорошо известен шкаф КРУ серии К-104, получивший широкое практическое распространение в Российской Федерации. Данный шкаф принимается авторами в качестве прототипа. Практика использования этого устройства показала, однако, что шкаф недостаточно надежен в герметическом отношении, а именно к проникновению в него пыли, влаги, насекомых и мелких животных, типа мышей. В совокупности эти факторы в ряде случаев приводят к аварийным ситуациям, в частности к коротким замыканиям рабочего напряжения, в том числе на разъемных контактах главной цепи.The switchgear cabinet K-104 series is well known, which has received wide practical distribution in the Russian Federation. This cabinet is accepted by the authors as a prototype. The practice of using this device showed, however, that the cabinet is not hermetically reliable enough, namely the penetration of dust, moisture, insects and small animals, such as mice, into it. Together, these factors in some cases lead to emergency situations, in particular to short circuits of the operating voltage, including at the detachable contacts of the main circuit.

Вместе с тем в обсуждаемом прототипе отсутствует система непрерывного контроля температуры разъемных контактах силовых соединений. В техническом плане это наиболее опасный фактор, приводящий к возгоранию шкафа.However, in the prototype under discussion there is no system for continuous monitoring of the temperature of the detachable contacts of power connections. In technical terms, this is the most dangerous factor leading to the ignition of the cabinet.

Целью изобретения является полная герметизация шкафа КРУ от внешней атмосферы.The aim of the invention is the complete sealing of the switchgear cabinet from the external atmosphere.

Целью изобретения является также создание системы непрерывного контактного контроля температуры разъемных контактных соединений и аварийного отключения их в случае критического перегрева.The aim of the invention is also the creation of a system of continuous contact monitoring of the temperature of detachable contact joints and their emergency shutdown in case of critical overheating.

Подчеркнем здесь, что эти две цели коррелированы между собой функционально: чем выше герметизация шкафа, тем ниже вероятность возникновения в нем аварийного режима работы от факторов внешнего воздействия и, следовательно, тем меньшие возмущения температурного режима возникают в разъемных токовых контактах. Вместе с тем, чем точнее осуществляется непрерывное контактное отслеживание температуры на разъемном соединении главной силовой цепи, тем надежнее обеспечивается штатный режим работы КРУ за счет действия обратной связи системы защиты и автоматики.We emphasize here that these two goals are functionally correlated with each other: the higher the cabinet sealing, the lower the likelihood of an emergency operation in it from external factors and, therefore, the lower the temperature disturbances occur in detachable current contacts. At the same time, the more accurately the continuous contact monitoring of the temperature is carried out at the detachable connection of the main power circuit, the more reliable is the regular operation of the switchgear due to the feedback of the protection system and automation.

Эти две цели направлены, фактически, на решение единой технической задачи (единого изобретательского замысла) - достижение нового уровня надежности штатной работы КРУ и, как следствие, увеличение также долговечности данного устройства в целом.These two goals are, in fact, aimed at solving a single technical problem (a single inventive concept) - to achieve a new level of reliability of the standard operation of the switchgear and, as a result, to increase the durability of this device as a whole.

Первая сформулированная цель - обеспечение полной герметизации КРУ от внешней атмосферы - достигается тем, что шкаф комплектного распределительного устройства содержит корпус, разделенный перегородками на отсеки: отсек кабельного ввода, с расположенными в нем трансформатором тока и заземлителем; отсек выкатного элемента, снабженный электроприводом; отсек релейного шкафа с устройством защиты и автоматики; отсек сборных шин и каналов сброса избыточного давления. Все перечисленные технические узлы КРУ и отдельные конструктивные элементы в них типа смотровых окон, прозрачных дверей, съемных панелей, а также крепления приборов и вводов кабелей полностью герметизированы от внешней атмосферы посредством уплотняющих прокладок.The first stated goal - to ensure complete sealing of the switchgear from the external atmosphere - is achieved by the fact that the cabinet of the complete switchgear contains a housing divided by partitions into compartments: a cable entry compartment, with a current transformer and an earthing switch located in it; drawer compartment equipped with an electric drive; relay cabinet compartment with protection and automation device; compartment for busbars and pressure relief channels. All of the listed technical components of the switchgear and individual structural elements in them such as viewing windows, transparent doors, removable panels, as well as fixtures and cable glands, are completely sealed from the external atmosphere by means of gaskets.

Решение второй сформулированной цели достигается тем, что в основе создания системы непрерывного контактного контроля температуры разъемных токовых соединений используется разработанный оптико-волоконный датчик температуры на основе «утекающей световой моды», по интенсивности пропорциональной величине измеряемой температуры.The solution to the second stated goal is achieved by the fact that the developed fiber-optic temperature sensor based on the "leaky light mode", in intensity proportional to the measured temperature, is used to create a system of continuous contact temperature control of detachable current connections.

На фиг.1 представлен предлагаемый шкаф КРУ в разрезе. Шкаф КРУ состоит из отсека выкатного элемента 1 с выкатным элементом 2, отсека релейного шкафа 3 с устройством защиты и автоматики, закрытого с фронтальной стороны прозрачной дверью 4 с уплотнительными прокладками, отсека кабельного ввода 5, имеющего в верней части клапан сброса давления 6 с уплотнительными прокладками и герметичные кабельные каналы 24, отсека сборных шин 7. Привод заземлителя 8 находится под релейным шкафом в отсеке выкатного элемента 1. Заземлитель 10 размещен в отсеке кабельного ввода 5. Задняя стенка релейного шкафа 11 и центральная перегородка 12 шкафа образуют канал сброса давления 13 отсека выкатного элемента. Сверху канал закрыт клапаном 14 с уплотнительными прокладками. Канал сброса давления отсека сборных шин 15 образован задней стенкой шкафа КРУ 16 и стенкой отсека кабельного ввода 17 и заканчивается сверху клапаном сброса давления 18 с уплотнительными прокладками. Выкатной элемент имеет сервопривод 20 для перемещения. Трансформаторы тока 21 размещены на перегородке 17, отделяющей отсек кабельного ввода от канала сброса давления отсека сборных шин. Проходные изоляторы 22 расположены в нижней и верхней частях КРУ. В нижней части отсека сборных шин расположена дополнительная шина заземления 23 с подключенными к ней шинами заземления выкатного элемента и заземлителя. Разъемные соединения главной токовой цепи находятся внутри изоляторов 19. На фиг.2 показано размещение на элементах разъемных соединений главной токовой цепи 9 контактных оптических датчиков температуры на основе «утекающей световой моды» 25. Сигналы с контактных датчиков измерения температуры по оптическому волокну 26 поступают в устройство защиты и автоматики.Figure 1 presents the proposed switchgear cabinet in the context. The switchgear cabinet consists of a withdrawable element compartment 1 with a withdrawable element 2, a relay cabinet compartment 3 with a protection and automation device closed on the front side by a transparent door 4 with gaskets, a cable entry compartment 5, which has a pressure relief valve 6 with gaskets in the upper part and sealed cable channels 24, busbar compartment 7. The earthing switch 8 is located under the relay cabinet in the withdrawable element compartment 1. Earthing switch 10 is located in the cable entry compartment 5. The rear wall of the relay cabinet 11 and cent cial baffle enclosure 12 form a pressure relief channel 13 the withdrawable unit compartment. The channel above is closed by a valve 14 with gaskets. The pressure relief channel of the busbar compartment 15 is formed by the rear wall of the switchgear cabinet 16 and the wall of the cable entry compartment 17 and ends at the top with a pressure relief valve 18 with gaskets. The withdrawable member has a servo 20 for movement. Current transformers 21 are located on the partition 17 separating the cable entry compartment from the pressure relief channel of the busbar compartment. Feedthrough insulators 22 are located in the lower and upper parts of the switchgear. In the lower part of the busbar compartment there is an additional ground bus 23 with the earthing element and earthing switch connected to it. The detachable connections of the main current circuit are inside the insulators 19. Figure 2 shows the placement on the elements of the detachable connections of the main current circuit 9 of the contact optical temperature sensors based on the "leaky light mode" 25. The signals from the contact temperature measurement sensors through the optical fiber 26 enter the device protection and automation.

Предлагаемый шкаф комплектного распределительного устройства, по сравнению с прототипом, обеспечивает новую степень устойчивости штатного режима работы КРУ и его долговечность в целом, что достигается надежным непрерывным измерением температуры нагрева разъемных контактов главной токовой цепи и полной герметизацией шкафа.The proposed enclosure of the complete switchgear, in comparison with the prototype, provides a new degree of stability of the standard mode of operation of the switchgear and its durability in general, which is achieved by reliable continuous measurement of the heating temperature of the detachable contacts of the main current circuit and complete sealing of the cabinet.

Такое устройство КРУ позволяет также реже осуществлять профилактическое обслуживание.Such a switchgear device also allows less frequent preventive maintenance.

Узловая апробация КРУ подтвердила оба указанных эксплуатационных фактора - высокую степень надежности работы КРУ и возможность более редкой его профилактики. Эти обстоятельства обеспечивают данному устройству широкую область применения.Nodal testing of switchgear confirmed both of these operational factors - a high degree of reliability of the switchgear and the possibility of more rare prevention. These circumstances provide this device with a wide range of applications.

Данный вариант осуществления изобретения не исключает иных вариантов устройства КРУ в пределах формулы изобретения.This embodiment of the invention does not exclude other variants of the switchgear device within the scope of the claims.

Claims (1)

Шкаф комплектного распределительного устройства (КРУ) с отсеком выкатного элемента, релейным шкафом с устройством защиты и автоматики, расположенным над отсеком выкатного элемента, отсеком сборных шин, отсеком кабельного ввода и каналами сброса избыточного давления, отличающийся тем, что содержит систему контроля температуры разъемных соединений главной токовой цепи, созданной на основе оптических датчиков с «утекающей световой модой», контактно закрепленных на разъемных соединениях главной токовой цепи КРУ, а выходы датчиков соединены посредством оптических волокон с блоком защиты и автоматики КРУ, при этом шкаф КРУ конструктивно выполнен полностью герметичным от внешней атмосферы посредством уплотняющих прокладок. Switchgear cabinet with switchgear compartment, relay cabinet with protection and automation device located above the drawout element compartment, busbar compartment, cable entry compartment and overpressure relief channels, characterized in that it contains a temperature control system for detachable connections of the main a current circuit created on the basis of optical sensors with a “leaky light mode” contacted on detachable joints of the main switchgear current circuit, and the outputs of the sensors are connected They are covered by means of optical fibers with a protection and automation unit of the switchgear, while the switchgear cabinet is structurally made completely airtight from the outside atmosphere by means of gaskets.

Images