一种开关柜用开关单元的制作方法

本发明涉及电力系统配网开关设备，具体涉及环全封闭式高压开关设备。

背景技术：

高压开关设备是指额定电压1kv及以上，主要用于开断和关合导电回路的电器，是高压开关与其相应的控制、测量、保护、调节装置以及辅件、外壳和支持等部件及其电气和机械的联结组成的总称，是接通和断开回路、切除和隔离故障的重要控制设备。

全封闭式高压开关设备具有免维护、尺寸小、环保、不受自然灾害环境的影响等优点，在保障电力系统的良好运行方面成果凸出，目前是城市电力网络发展的方向。然而现阶段的全封闭式高压开关设备大多以sf6气体作为介质，而sf6气体被《京都议定书》列为限制排放的温室气体，所以去sf6具有重要的环保意义。但现有的环保气体的电气性能远远比不上sf6气体，使得高压开关设备的性能大大降低。

技术实现要素：

针对现有全封闭式高压开关设备在环保和性能方面所存在的问题，需要一种新的全封闭式高压开关设备方案。

为此，本发明的目的在于提供一种开关柜用开关单元，提高开关单元的可靠性和环保性能。

为了达到上述目的，本发明提供的开关柜用开关单元，其包括：气箱、以及设置在气箱内的顶出电缆头、真空泡、隔离刀、隔离刀座、绝缘拉杆、连接棒、传动板、传动板固定支架、机构操作轴和集成化母线，所述气箱内部密闭且采用上隔离结构，气箱内部充满氮气；所述气箱内的连接棒和顶出电缆头与外界主母线连接，实现主导电回路的导通；所述绝缘拉杆与负荷开关机构连接，并带动真空泡动作进行负荷开关的分合操作；所述机构操作轴与三工位隔离机构连接，并带动传动板绕传动板固定支架转动，同时传动板带动隔离刀绕隔离刀座转动，以驱动隔离刀分合；所述气箱内通过集成化母线实现相间主回路的连接。

进一步的，所述连接棒与真空泡连接，绝缘拉杆直接与真空泡连接，所述真空泡与集成化母线连接。

进一步的，所述真空泡固封在固封极柱内。

进一步的，所述真空泡承载回路的接地关合。

进一步的，所述顶出电缆头设置在气箱的顶部，并采用a、b、c三相前、中、后的并柜母线排列方式。

进一步的，所述气箱内部充0.13mpa氮气。

进一步的，所述气箱内的母线全部固封在环氧树脂中。

本发明提供的开关柜用开关单元采用上隔离方案，接地关合能力大大提高。本发明中采用上隔离方案相对于下隔离方案稳定性得到极大的提高；同时整个开关单元采用装配式结构，安装方便，采用全密封设计，使得环网柜体积小、环保。

再者，本开关单元隔绝了水汽、油污及灰尘，使得绝缘性能大大提高，实现了主导电回路的免维护，大大降低设备运行维护成本。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本实例中开关柜用开关单元的主视图；

图2为本实例中开关柜用开关单元的侧视图；

图3为本实例中三工位组件的组成结构示意图；

图4为本实例中机构操作轴的结构示意图；

图5为本实例中接地刀座的安装示意图；

图6为本实例中连接棒的结构示意图；

图7为本实例中绝缘拉杆与真空泡的安装示意图；

图8为本实例中主导电回路导通的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1和图2，其示出了本实例给出的开关柜用开关单元的组成结构。

由图可知，本开关柜用开关单元主要包括：气箱(2)、顶出电缆头(1)、固封极柱(9)、真空泡(10)、隔离刀(3)、隔离刀座(12)、接地刀座(13)、绝缘拉杆(8)、连接棒(11)、传动板(4)、传动板固定支架(5)、机构操作轴(7)和集成化母线(6)这几个组成部件。

本开关单元中的气箱(2)作为开关单元的主体框架，内部为密闭的中空结构。该密闭的气箱(2)，其内部气充氮气作为保护气体，以代替sf6气体，有效避免sf6气体对环境的污染，由此使得整个开关单元更加的环保。具体的，本实例中优选充0.13mpa氮气，由此能够实现优异保护功能的情况下，使得气箱(2)内外具有一定的压力差，且使得证气体年漏气率≤0.1％，同时能够在保证压力差的前提下，保证气箱(2)充气后，不会变形。

其中，顶出电缆头(1)安置在气箱(2)的顶部，并且a/b/c三相采用前、中、后的并柜母线排列方式。本方案中a/b/c三相采用前、中、后顶出电缆头布置，可方便现场母线安装；同时，采用顶出电缆头，对于后期柜子的维修有帮助，一旦柜子出现问题，可以直接拉一台柜子调换，减少维修时间和停电时间，大大提高了维修效率。

本开关单元中，隔离刀(3)、隔离刀座(12)、接地刀座(13)、传动板(4)、传动板固定支架(5)、机构操作轴(7)和集成化母线(6)配合构成三工位组件，以与a/b/c三相顶出电缆头(1)配合。

参见图3，隔离刀(3)通过隔离刀座(12)安置在气箱(2)内的上部区域，并可与相应的静触头配合；其中隔离刀座(12)固封在集成化母线(6)内，而隔离刀(3)固定在传动板(4)上；传动板(4)通过传动板固定支架(5)安装在集成化母线(6)上，再密封在气箱(2)内，构成连接隔离刀(3)和机构操作轴(7)的传动结构，这样既能实现简便式的装配，也能很多的保证了相间距150mm。该传动板(4)可绕传动板支架(5)转动，并且驱动连接隔离刀(3)。由此设置的传动板(4)通过绕传动板支架(5)转动的过程中带动隔离刀(3)在隔离刀座(12)运动，实现隔离刀(3)的分合。

进一步的，机构操作轴(7)相对于传动板(4)安置在气箱(2)内，其一端从气箱(2)的侧壁伸出连接三工位隔离机构，而位于气箱(2)内的另一端则与传动板(4)驱动连接。如此设置的机构操作轴(7)与三工位隔离机构配合，可带动传动板(4)绕传动板固定支架(5)转动，继而由转动的传动板(4)带动隔离刀(3)在隔离刀座(12)运动，实现隔离刀(3)的分合操作。

参见图4，本开关单元中的机构操作轴(7)作为密封在气箱(2)内的三工位组件，其与外部机构的接触部件，既要保证可靠操作，又要保证气箱(2)的密封性，由此，本实例中的机构操作轴(7)上开设有相应的密封圈安装槽口，用来安装密封圈，保证气箱密封性；同时，本实例还在气箱(2)上装了导向轴套(14)，机构操作轴(7)是穿过该导向轴套(14)，与外部机构连接，保证了操作是，机构操作轴不会发生偏移。

本开关单元中的集成化母线(6)用于实现相间主回路的连接。该集成化母线(6)通过环氧树脂把三相铜排一起固封，上面接三工位组件，下面接断路器组件，保证了三相的安全距离，同时由于铜排是固封式的，减少了铜排上的电动力，提高了电路的稳定性。

在具体实现时，本集成化母线(6)全部固封在环氧树脂中，有效提高本开关单元的可靠性。

对于本开关单元中的接地刀座(13)，如图5所示，其具体固定在接地排(15)上，接地排(15)再固定在气箱侧板(21)上，保证了接地的可靠性。由此当三工位打到接地位置时，三工位头片与接地刀座(13)充分接触，实现主回路接地。

本开关单元中，固封极柱(9)、真空泡(10)、绝缘拉杆(8)以及连接棒(11)配合构成负荷开关组件，该负荷开关组件整体密封安置于气箱(2)的下部，并与位于气箱(2)上部的三工位组件配合。

参见图1，连接棒(11)整体设置在气箱(2)的底部，该连接棒(11)与真空泡(10)整体固封在一起，再密封在气箱(2)里，外部是以电缆头插入式连接，这样既保证了外部电路与内部电路的可靠接触，也保证了气箱的密封性。

参见图6，本实例在连接棒(11)的下方设置有一个抱箍静触头16，用于抱住外接电缆头头部的铜棒，保证电路回路的可靠和充分接触。

本实例中的真空泡(10)固封在固封极柱(9)内，用于与隔离刀(3)配合实现接地回路的关合以及实现负荷开关的关合。该真空泡(10)与软接排(17)接触，软接排(17)与上接排(18)连接，上接排(18)一直向上与集成化母线(6)连接导通，直至与顶出电缆头(1)导通(参见图1和图7)。

本开关单元中，绝缘拉杆(8)安置在气箱(2)内，其一端从气箱(2)的侧壁伸出连接负荷开关机构，而位于气箱(2)内的另一端则与真空泡(10)连接。由此设置的绝缘拉杆(8)在与负荷开关机构配合，可带动真空泡(10)动作，从而实现负荷开关的分合操作。

参见图7，本开关单元中的绝缘拉杆(8)具体是带螺纹螺杆，其与固封在固封极柱(9)内的真空泡(10)直接螺纹连接，再整体密封在气箱(2)内，绝缘拉杆(8)与真空泡(10)直接连接，使操作机构上的操作力，能直接作用，避免力能的流失。

由此构成的负荷开关组件中，通过真空泡(10)与绝缘拉杆(8)以实现负荷开关的关合。

具体的，在分负荷开关时，拉动绝缘拉杆(8)带动真空泡(10)，使真空泡(10)中断开接触，实现负荷开关分；

而在合负荷开关时，松开绝缘拉杆(8)，使真空泡(10)接触导通，然后连接棒(11)通过真空泡(10)与软接排(17)接触，再通过上接排(18)，一直向上导通，直至与顶出电缆头(1)导通。

基于上述方案构成的开关柜用开关单元中创新的采用上隔离方案，通过真空泡(2)来实现接地回路的关合，而隔离刀(3)打到接地位置不需要带关合能力，相对于现有的下隔离方案中，接地回路是通过隔离刀(3)实现接地关合的，且隔离刀(3)需要关合能力，整个稳定性得到极大的提升。

同时，本开关单元方案中还实现通过真空泡(10)来承载回路的接地关合。即，当隔离刀(3)打到接地位置，再把负荷开关合上时，实现接地回路的导通，在这个回路中，是接入负荷开关的，通过负荷开关下接电缆，再经过隔离刀打到接地位置，实现接地；而该过程中负荷开关的关合，则通过真空泡(10)来实现，继而实现通过真空泡(10)来承载回路的接地关合。

再者，本开关单元中分别通过安置在气箱(2)内底部的连接棒(11)和顶部的顶出电缆头(1)与外界主母线连接，实现主导电回路的导通。

具体如图8所示，当需要导通主回路时，首先是合上三工位组件，使隔离刀(3)和静触头(19)接触，再合上负荷开关组件(过程如上所述)，导通真空泡(10)，实现电缆头(1)和连接棒(11)的导通。

由上可知，本实例提供的开关柜用开关单元中，采用上隔离方案，通过集成化母线实现相间主回路的连接，并将整个主导电回路全部密封在充有氮气的气箱中，一次回路完全免维护(由于整个一次回路都密封在气箱内)，并由真空泡承载回路的接地关合，大大提高整个开关单元的可靠性和接地关合能力，并有效避免惰性保护气体对环境带来的危害。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。