一种环保气体绝缘环网柜的制作方法

本实用新型涉及电力配电设备，尤其涉及环保气体绝缘金属封闭开关设备。

背景技术：

目前，市场上使用的12kV环网柜大多以传统的空气绝缘、SF₆气体绝缘以及固体绝缘三种方式为主。

其中，空气绝缘开关柜将高压开关及带电体置于非密闭的金属箱体内，以空气作为绝缘介质的一种开关设备；SF₆气体绝缘开关柜主要以SF₆充气柜为代表，将高压开关及高压一次带电体置于充SF₆的金属密闭气箱内，依靠SF₆气体良好的绝缘能力及灭弧能力以达到电气性能要求的一种开关设备；固体绝缘主要以固体绝缘材料将真空灭弧室及高压一次带电体固封包裹，利用固体绝缘能力来达到绝缘目的的一种开关设备。

其存在的问题及缺陷是：

传统空气绝缘开关柜：高压带电部分裸露在外部环境空气中，容易受到外界粉尘、污秽、水汽等影响，可靠性低，同时，相间和相对地需要保证大于等于125mm要求，柜体尺寸较大。

SF₆充气柜：以SF₆气体为绝缘介质，虽然绝缘性能好、技术成熟，但SF₆气体是温室气体，对环境的影响较大，且不便于回收，与国家的相关环保政策背离，其次，SF₆充气柜如果漏气对开关安全可靠性能影响较大，对于开关设备的材料、工艺以及气箱的密封性是一个较大的挑战。

固体绝缘开关柜：采用环氧树脂材料将高压开关及带电部分固封包裹，这种绝缘方式首先对浇注工艺要求较高，生产过程中原料杂质、气泡、温度、湿度等因素都将影响到绝缘强度和使用寿命；其次，固体绝缘的使用，对局部放电要求高，不利于实现表面全屏蔽；再者，这种固封结构，导体通电时散热受到限制，长期的高温会使绝缘材料老化导致绝缘性能下降，缩短了开关的使用寿命；此外，固体绝缘一旦击穿，开关都将因不可更换而废掉，环氧树脂属热固性材料，由于无法降解成为固体垃圾，不仅不经济而且不环保。

技术实现要素：

为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种环保气体绝缘环网柜，包括开关部分、机构传动部分和柜体钣金部分；其中，开关部分包括隔离开关、断路器开关，柜体钣金部分包括气箱、机构室和底座，所述气箱和机构室设置在所述底座上，开关部分与气箱连接；

机构传动部分位于机构室内，机构传动部分包括断路器机构和隔离机构，断路器机构通过气箱表面的焊接螺柱固定，通过断路器机构传动件与断路器密封传动件的连接将机构力施加于断路器转轴，带动断路器开关动作；隔离机构通过气箱表面的焊接螺柱固定，并通过隔离机构传动件与隔离机构密封传动件的连接将机构里施加于隔离开关转轴，带动隔离开关动作。

根据权利要求所述的一种环保气体绝缘环网柜，其特征在于：所述开关部分通过气箱内部焊接的螺柱与气箱连接。

作为本实用新型的进一步改进，还包括上套管绝缘子和下套管绝缘子，所述开关部分的上端连接上套管绝缘子，开关部分的下端经分支母线连接于下套管绝缘子，形成完整的通电回路。

作为本实用新型的进一步改进，所述断路器开关包括断路器固定板、相间绝缘板、断路器夹板、隔离上静触头、灭弧室托板、真空灭弧室、导向板、软连接、双头螺杆、超程簧、凸轮、增爬伞群、楔形块、均压罩；

所述断路器开关主要由所述软连接、真空灭弧室、隔离上静触头组合成断路器开关主回路，三相断路器真空灭弧室通过灭弧室托板、导向板、断路器夹板固定，再利用楔形块卡紧，前后断路器固定板通过螺栓锁紧断路器夹板，连接组合成整体，真空灭弧室的动端与软连接以及三相凸轮连接，通过六方转轴带动三相凸轮旋转，实现三相联动以及真空灭弧室的开合；真空灭弧室与超程簧之间设置了双头螺杆，双头螺杆一头正牙，一头反牙，采用硅橡胶增爬伞群和断路器夹板上的镂空设计来增加爬电距离，在固定螺栓上增加均压环以及隔离上静触头加入了均压罩，并在相与相之间插入相间绝缘板。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离开关包括：隔离固定板、隔离转轴、隔离下静触头支撑件、隔离传动臂、隔离下静触头、隔离触头压簧、接地连接排、地刀支架、接地触头、隔离刀和均压环；

隔离下静触头固定于隔离下静触头支撑件，隔离刀通过隔离触头压簧以及转动销与隔离下静触头连接，隔离转轴通过凸轮和隔离传动臂来推/拉动隔离刀实现隔离开关的分、合、接地，隔离转轴与隔离下静触头支撑件固定在隔离固定板上，接地触头通过接地连接排固定在地刀支架上，地刀支架固定在隔离固定板上形成隔离开关整体结构；由于相间距离较小，隔离下静触头支撑件相间通过增爬隔筋设计来增加爬电距离，隔离刀上设有均压环。

作为本实用新型的进一步改进，所述开关部分还包括母线，所述母线包括顶扩母线和下分支母线，与上套管绝缘子和下套管绝缘子连接形成完整的通路。

作为本实用新型的进一步改进，所述断路器机构包括断路器密封传动件、断路器机构传动件、断路器转轴、第三联锁件；所述断路器机构为具有重合闸功能的机构，断路器机构传动件通过断路器密封传动件带动气箱内断路器转轴转动，进而带动真空灭弧室动作，实现断路器的合分闸；断路器机构上设有第三联锁件。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔离机构包括隔离机构密封传动件、隔离机构传动件、隔离开关转轴、第一联锁件、隔离操作轴、接地操作轴、第二联锁件；所述隔离机构为三工位隔离机构，隔离机构传动件通过隔离机构密封传动件带动气箱内部隔离/接地开关动作，从而实现分、合、接地，隔离机构的隔离操作轴和接地操作轴分开，隔离机构上设有第一联锁件和第二联锁件。

作为本实用新型的进一步改进，柜体钣金部分的柜体面板上设有隔离开关位置观察孔。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型为12kV新型环保气体绝缘金属封闭开关设备，开关内部包含断路器开关和隔离开关，采用下隔离方式，通过电或手动操作机构和二次元件，实现电能的分配、控制和保护。

附图说明

图1是本实用新型环网柜整体结构示意图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的侧视图；

图4是本实用新型开关核心立体结构示意图；

图5是图4的主视图；

图6是图4的侧视图；

图7是断路器机构图；

图8是隔离机构图。

图中各部件名称如下：

气箱101、分支母线102、隔离开关103、断路器开关104、上套管绝缘子105、断路器机构106、机构室107、隔离机构108、下套管绝缘子109、底座110；

断路器固定板201、相间绝缘板202、断路器夹板203、隔离固定板204、隔离转轴205、隔离下静触头支撑件206、隔离传动臂207、隔离下静触头208、隔离触头压簧209、接地连接排210、地刀支架211、接地触头212、隔离刀213、隔离上静触头214、灭弧室托板215、真空灭弧室216、导向板217、软连接218、双头螺杆219、均压环220、超程簧221、凸轮222、增爬伞群223、楔形块224、均压罩225；

断路器密封传动件302、断路器机构传动件303、断路器转轴304、第三联锁件305；

隔离机构密封传动件402、隔离机构传动件403、隔离开关转轴404、第一联锁件405、隔离操作轴406、接地操作轴407、第二联锁件408。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1至图3所示，本环网柜，主要有以下三大部分组成：开关部分、机构传动部分和柜体钣金部分；其中，开关部分包括隔离开关103、断路器开关104；柜体钣金部分包括气箱101、机构室107和底座110，所述气箱101和机构室107设置在所述底座110上，开关部分通过气箱101内部焊接的螺柱与气箱101连接，开关部分的上端连接上套管绝缘子105，开关部分的下端经分支母线102连接于下套管绝缘子109，形成完整的通电回路；机构传动部分位于机构室107内，包括断路器机构106和隔离机构108，断路器机构106通过气箱101表面的焊接螺柱固定，通过断路器机构传动件303与断路器密封传动件302的连接将机构力施加于断路器转轴304，带动断路器开关104动作；同理，隔离机构108通过气箱101表面的焊接螺柱固定，并通过隔离机构传动件403与隔离机构密封传动件402的连接将机构里施加于隔离开关转轴404，带动隔离开关103动作。

A、开关部分：

如图4至图6所示：除了隔离开关103、断路器开关104，还包括母线，以下对开关核心进行具体描述：

断路器开关：主要由软连接218、真空灭弧室216、隔离上静触头214组合成断路器开关主回路，三相断路器真空灭弧室216通过灭弧室托板215、导向板217、断路器夹板203固定，再利用楔形块224卡紧，前后断路器固定板201通过螺栓锁紧断路器夹板203，连接组合成整体，真空灭弧室的动端与软连接218以及三脚架凸轮222连接，通过六方转轴带动三相凸轮222旋转，实现三相联动以及真空灭弧室的开合。其中，真空灭弧室与超程簧221之间设置了双头螺杆219(一头正牙，一头反牙)，通过调整双头螺杆，可方便的调节超程和开距，保证真空灭弧室的电气性能。为了增加相间/相对地绝缘性能，采用硅橡胶增爬伞群223和断路器夹板上的镂空设计来增加爬电距离，此外，在固定螺栓上增加均压环220以及隔离上静触头214加入了均压罩225，通过均匀电场设计使开关在较小的空气间隙下仍能保证足够的绝缘性能，并在相与相之间插入相间绝缘板202，增强相间绝缘能力，从而实现柜体小型化的目的。

隔离开关：隔离下静触头208固定于隔离下静触头支撑件206，隔离刀213通过隔离触头压簧209以及转动销与隔离下静触头208连接，隔离转轴205通过凸轮和隔离传动臂207来推/拉动隔离刀213实现隔离开关的分、合、接地，隔离转轴205与隔离下静触头支撑件206固定在隔离固定板204上，接地触头212通过接地连接排210固定在地刀支架211上，地刀支架211固定在隔离固定板204上形成隔离开关整体结构；由于相间距离较小，隔离下静触头支撑件206相间通过增爬隔筋设计来增加爬电距离，隔离刀213上设有专门的均压环220来达到电场优化的效果。

母线：母线包括顶扩母线和下分支母线，与开关部分、上套管绝缘子、下套管绝缘子连接形成完整的通路，采用上出线方式便于现场更换故障单元，减少停电影响。

B、机构传动部分：

如图7所示：

断路器机构106为具有重合闸功能的机构，断路器机构传动件303通过断路器密封传动件302带动气箱内断路器转轴304转动，进而带动真空灭弧室动作，实现断路器的合分闸；断路器机构上设有专门的第三联锁件305，主要作用是实现断路器与隔离开关的联锁关系(五防联锁要求)，具体为:隔离开关103处于分闸位置时断路器开关104不能进行合闸操作，也防止断路器开关104在合闸状态下分断隔离开关103。

如图8所示：

三工位隔离机构108，隔离机构传动件403通过隔离机构密封传动件402带动气箱内部隔离/接地开关动作，从而实现分、合、接地，三工位隔离机构108的隔离操作轴406和接地操作轴407分开，防止开关从合闸位置直接打到接地位置，防止误操作，三工位隔离机构108上专门设有第一联锁件405和第二联锁件408，防止断路器开关合闸状态下进行分闸隔离开关操作，防止柜门未关状态下分接地开关等，实现五防联锁。

C、柜体钣金部分：

柜体底座采用敷铝锌板加工而成，结构强度高，耐腐蚀性强，面板与下门板采用冷板喷塑，面板配以PVC面膜，使整个柜体结构美观，标识清晰。

柜体面板上设计有隔离开关位置观察孔，可通过带照明的透明观察窗察看到隔离开关的位置，确保安全操作。

工作方式：

环保气体绝缘环网柜可用于环网配电系统和箱式开闭所，作为10kV配电开关设备。可采用手动操作或电动操作，配以自动化控制终端可实现配电自动化开关设备,具体工作方式如下：

环网柜通电操作：

1、关好下柜门，将操作手柄插入面板上的接地操作孔，逆时针旋转，直到听到“嘭”的一声，接地，开关分闸，隔离开关到达隔离位置；

2、将操作手柄插入面板上的隔离操作孔，顺时针旋转，直到听到“嘭”的一声，隔离开关到达合闸位置；

3、断路器合闸

电动操作：储能电机通电后开始储能，直到听到“啪”的一声后储能完成，储能限位开关断开储能电机电源，储能电机停止；按电控箱上合闸按钮，合闸线圈通电动作后，断路器合闸；储能释能后，储能电机电源接通，完成储能，为下次电动合闸做好准备(重合闸)。

手动操作：将操作手柄插入储能操作孔，顺时针旋转，直到听到“啪”的一声后，按面板上手动合闸按钮，断路器合闸；

环网柜断电操作：

1、断路器分闸

电动操作：按电控箱上电动分闸按钮，分闸线圈动作后，断路器分闸；

手动操作：按面板上手动分闸按钮，断路器分闸；

2、将操作手柄插入隔离开关机构上的隔离操作孔，逆时针旋转，直到听到“嘭”的一声，隔离开关到达隔离位置；

3、将操作手柄插入隔离开关机构上的接地操作孔，顺时针旋转，直到听到“嘭”的一声，接地开关合闸，隔离刀到达接地位置；

4、隔离开关位于接地位置时，下柜门方可打开。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。