专利名称：一种干燥空气绝缘金属封闭开关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高压电器技术领域，特别涉及一种干燥空气绝缘金属封闭开关设备。
背景技术：
目前已有的气体绝缘金属封闭开关设备，普遍采用SF6 (六氟化硫)气体作为绝缘介质，而SF6气体是《京都议定书》规定的限制排放的温室效应气体之一，其温室效应是二氧化碳的29000倍，同时SF6气体在电弧的作用下会产生有毒有害气体，采用洁净干燥压缩空气作为绝缘介质替代SF6气体是实现节能减排、保护环境的一个重要措施。现有技术所采用的将固封极柱、三工位开关、互感器、和外部呈锥台形状的内锥绝缘子装在一个密封的气箱中，用母线作电气连接，母线连接处没有屏蔽环，且固封极柱内的拉杆绝缘子的绝缘体外部设计为圆柱形表面，其绝缘能力较低，但由于SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧能力， 因此上述气体绝缘金属封闭开关设备的结构可以采用SF6气体作为绝缘介质，而干燥压缩空气的绝缘性能低于SF6气体，现有气体绝缘金属封闭开关设备的结构如果充入干燥压缩空气作为绝缘介质，由于干燥压缩空气的绝缘能力较低，将会在母线连接处和内锥绝缘子以及拉杆绝缘子等高压部分产生相间和相对地放电和击穿现象，因此现有结构不能应用于采用干燥空气作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备。
发明内容本实用新型所要解决的问题是，克服现有技术存在的不足和缺陷，在对洁净干燥压缩空气绝缘特性进行理论和试验分析的基础上，以计算机模拟优化电场设计为基础，对电场分布和绝缘结构进行改进，提供一种可以采用干燥压缩空气作为绝缘介质的干燥空气绝缘金属封闭开关设备。本实用新型所采用的技术解决方案包括气箱单元、低压室、机构室和电缆室，气箱单元内的三工位开关、固封极柱，3号内锥连接插座和2号内锥连接插座，在气箱的左封板上与右封板上连接的主母线内锥套管，主母线内锥套管与三工位开关之间通过支母线连接，在所述三工位开关和支母线连接处安装有表面圆弧光滑的屏蔽环，所述固封极柱包含固封极柱外壳、真空灭弧室、拉杆绝缘子和动端出线座及静端出线座，拉杆绝缘子安装在固封极柱外壳内部动端，所述固封极柱外壳是通过自动压力凝胶工艺固封浇注成的环氧树脂外壳，该环氧树脂外壳将真空灭弧室及动端出线座和静端出线座固封在一起。所述的主母线内锥套管的绝缘体与高压端子接合部的凹槽为圆弧口，形成一个圆弧凹槽，绝缘体的上圆台与绝缘体的锥体表面采用圆弧过渡，形成一个圆弧凸台，绝缘体的外表面呈凸起弧形锥面。所述拉杆绝缘子的绝缘体外表面呈凸起的弧形表面，其螺杆作为嵌件压注在绝缘体的高压端，其套筒作为嵌件压注在绝缘体的低压端。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，由于在母线连接处增加了屏蔽环，同时改善了设备的绝缘结构，包括改进了内锥绝缘子和固封极柱内拉杆绝缘子的外表面设计，内锥绝缘子和拉杆绝缘子外表面设计为凸起的弧形表面，优化了此处的电场分布状态， 使产品内部和外部电场更加均勻，提高了击穿电压水平，使用在干燥压缩空气绝缘金属封闭开关设备中不会出现电晕、放电和闪络现象，在固封极柱长度不变的情况下，使用在干燥压缩空气作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备中不会出现放电现象，因此可以采用稍高于大气压力0. 13MPa的洁净干燥的压缩空气作为绝缘介质，从而解决了采用干燥空气替代SF6气体作为绝缘介质的技术问题，无温室气体和限排气体的使用，对环境起到了有效地保护作用，且设备不受外界影响，可靠性高、体积小，且成本较低。
图1是本实用新型结构示意图的左视图，图2是图1的A-A剖视图，图3是本实用新型固封极柱的结构示意图，图4是图1的B-B剖视图，图5是本实用新型主母线内锥套管的示意图，图6是本实用新型拉杆绝缘子的示意图。图中1.支母线，2.三工位开关，3.固封极柱，3-1.固封极柱外壳，3-2.真空灭弧室，3-3.拉杆绝缘子，3-3-1.拉杆绝缘子凸起的弧形表面，3-3-2.螺杆，3-3-3.套筒，3_4.动端出线座，3-5.静端出线座，4. 3号内锥连接插座，5.电缆，6.电缆室，7. 2号内锥连接插座，8.柜体外壳，9.气箱单元，10.真空断路器操作机构，11.三工位开关操作机构，12.低压室，13.主母线内锥套管，13-1.主母线内锥套管圆弧凹槽，13-2.主母线内锥套管圆弧凸台，13-3.主母线内锥套管凸起弧形锥面内，14.主母线，15.屏蔽环，16.压力释放装置，17.机构室。
具体实施方式
以下结合附图提供本实用新型的具体实施方式
。如附图所示，本实用新型包括柜体壳体8、装在柜体壳体8内的气箱单元9、低压室 12、电缆室6，所述气箱单元9是一个由无磁不锈钢板经激光切割和焊接而成的长方箱体， 在气箱单元9的左封板上与右封板上各用螺栓连接有3个主母线内锥套管13，所述的主母线内锥套管13的绝缘体与高压端子接合部的凹槽为圆弧口，形成一个主母线内锥套管圆弧凹槽13-1，绝缘体的外表面呈凸起弧形锥面13-3，绝缘体的上圆台与绝缘体的凸起弧形锥体表面采用圆弧过渡，形成一个主母线内锥套管圆弧凸台13-2，上述设计优化了主母线内锥套管13的电场分布状态，提高了主母线内锥套管13的击穿电压水平，在气箱单元9内还安装有三工位开关2，主母线内锥套管I3与三工位开关2之间通过支母线1连接，在三工位开关2和支母线1连接处用螺栓连接有屏蔽环15，所述屏蔽环15表面圆弧光滑，使周围电场分布均勻，避免了因为电场分布不均衡引起的放电，使用在气体绝缘金属封闭开关设备中不会出现电晕、放电、闪络现象，在气箱单元9的前封板上用螺栓连接3个固封极柱3， 所述固封极柱3包含固封极柱外壳3-1、真空灭弧室3-2、拉杆绝缘子3-3和动端出线座3-4 及静端出线座3-5，拉杆绝缘子3-3安装在固封极柱外壳3-1内部动端，所述固封极柱外壳 3-1是通过自动压力凝胶工艺固封浇注成的环氧树脂外壳，该环氧树脂外壳将真空灭弧室 3-2及动端出线座3-4和静端出线座3-5固封在一起，这样不仅缩小了真空灭弧室3-2的尺寸，而且完全不受外界灰尘和潮气的影响，提高了耐气候性，且该环氧树脂外壳既可以作为一次电路的主绝缘，又可以作为一次电路的机械支撑；所述拉杆绝缘子3-3的绝缘体外表面呈凸起的弧形表面3-3-1，其螺杆3-3-2作为嵌件压注在绝缘体的高压端，其套筒3-3-3 作为嵌件压注在绝缘体的低压端，并用环氧树脂加硅微粉填料填充经自动压力凝胶工艺固化为一体结构；在气箱单元9前侧的机构室17内通过螺栓连接有同时具备手动及电动操作功能用于操作固封极柱3的真空断路器操作机构10和同时具备手动及电动操作功能三工位开关操作机构11，在气箱单元9内充入压力为0. 13MI^的洁净干燥压缩空气，在气箱单元 9上真空断路器操作机构10处连接面采用气密焊接波纹管密封，在气箱单元9上三工位开关操作机构11处连接面采用O型橡胶圈密封，气箱单元9下侧板上用螺栓连接有6个3号内锥连接插座4和3个2号内锥连接插座7，3号内锥连接插座4可并联插接电缆室6内多根电缆5，2号内锥连接插座可连接电压互感器或避雷器，电流互感器可套装在电缆上，并与开关设备框架固定，在气箱单元9上部设有装有防爆膜的压力释放装置16，当气箱单元9 内部气压升高超过0. 3MPa时，压力释放装置16将被自动打开，释放气箱单元9内部压力和排泄气箱单元9内部气体，以确保操作人员和产品的安全，所述低压室12位于整个开关设备前侧上方，是开关设备的控制仪表的安装空间，所述气箱壳体、低压室壳体，以及低压室、 机构室和工具室各隔室的门按规定有效接地。 所述气箱单元9和机构室17以及低压室12、电缆室6和柜体外壳8各自构成独立功能单元，均可以作为一个单独模块制造，只需用螺栓将其连接就可组合成开关设备。固封极柱3是关合、开断回路的工作电流或过载电流的功能单元，通过三工位开关操作机构11 来接通、隔离主回路或将回路接地，主母线14用来连接主回路，电缆5将出线电流引至下一级配电设备或用户。
权利要求1.一种干燥空气绝缘金属封闭开关设备，包括气箱单元(9)、低压室(12)、机构室(17) 和电缆室(6)，气箱单元(9)内的三工位开关O)、固封极柱(3)，3号内锥连接插座(4)和2 号内锥连接插座(7)，在气箱单元(9)的左封板上与右封板上连接的主母线内锥套管(13)， 主母线内锥套管(13)与三工位开关(2)之间通过支母线(1)连接，其特征在于，在所述三工位开关(2)和支母线(1)连接处安装有表面圆弧光滑的屏蔽环(15)，所述固封极柱(3) 包含固封极柱外壳(3-1)、真空灭弧室(3-2)、拉杆绝缘子(3- 和动端出线座(3-4)及静端出线座(3-5)，拉杆绝缘子(3- 安装在固封极柱外壳(3-1)内部动端，所述固封极柱外壳(3-1)是通过自动压力凝胶工艺固封浇注成的环氧树脂外壳，该环氧树脂外壳将真空灭弧室(3-2)及动端出线座(3-4)和静端出线座(3-5)固封在一起。
2.根据权利要求1所述干燥空气绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述的主母线内锥套管(1 的绝缘体与高压端子接合部的凹槽为圆弧口，形成一个圆弧凹槽(13-1)，绝缘体的上圆台与绝缘体的锥体表面采用圆弧过渡，形成一个圆弧凸台(13-2)，绝缘体的外表面呈凸起弧形锥面(13-3)。
3.根据权利要求1所述干燥空气绝缘金属封闭开关设备，其特征在于，所述拉杆绝缘子(3- 的绝缘体外表面呈凸起的弧形表面(3-3-1)，其螺杆(3-3- 作为嵌件压注在绝缘体的高压端，其套筒(3-3- 作为嵌件压注在绝缘体的低压端。
专利摘要一种干燥空气绝缘金属封闭开关设备，克服了现有的结构不能应用于采用干燥空气作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备的技术问题，特征是在三工位开关和支母线连接处安装有屏蔽环，主母线内锥套管的绝缘体与高压端子接合部的凹槽为圆弧口，形成一个圆弧凹槽，绝缘体的上圆台与绝缘体的锥体表面采用圆弧过渡，形成一个圆弧凸台，绝缘体的外表面呈凸起弧形锥面，拉杆绝缘子的绝缘体外表面呈凸起的弧形表面，有益效果是，改善了设备的绝缘结构，使产品内部和外部电场更加均匀，提高了击穿电压水平，使用在干燥压缩空气绝缘金属封闭开关设备中不会出现电晕、放电和闪络现象，从而解决了采用干燥空气替代SF6气体作为绝缘介质的技术问题。
文档编号H02B13/025GK202111407SQ20112018709
公开日2012年1月11日 申请日期2011年5月29日 优先权日2010年8月23日
发明者刘广斧, 国世峥, 王利 申请人:沈阳华利能源设备制造有限公司