盾构隧道掘进机的预装式变电站的制作方法
【专利摘要】一种盾构隧道掘进机的预装式变电站，包括外壳，及设置于外壳内的低压开关设备、动力变压器、配电变压器和高压开关设备，所述外壳内设有相互独立的低压室、变压器室和高压室，所述低压开关设备置于低压室内，动力变压器和配电变压器分别置于变压器室内，高压开关设备置于高压室内；所述外壳上设置有通风散热用的散热通道口和抽风机，该散热通道口采用双层错位百叶夹层结构，且内部预埋有金属网。本发明功能齐全、结构紧凑、防护等级高的特点，并集成了盾构机动力，辅助不同的供电系统需求，适用于盾构机上空间紧凑，狭长的布置要求，满足盾构机地下恶劣环境的使用要求，可以降低盾构机的制作费用及装配调试时间。
【专利说明】
盾构隧道掘进机的预装式变电站
技术领域
[0001] 本发明涉及盾构隧道掘进机领域，特别涉及一种盾构隧道掘进机的预装式变电 站。
【背景技术】
[0002] 随着我国交通事业的蓬勃发展，轨道交通建设尤为重要，其中城市地铁的建设有 利于地表资源空间节省、减少对城市干扰、节约能源、减少污染等优点是未来城市交通建设 的主要构成。而地铁工程主要依赖盾构隧道掘进机进行隧道挖掘，盾构机的电源配置极为 重要，由于盾构机在隧道内工作，供电既要保证电源质量的稳定，又要保证满足设备在地下 狭窄安装空间要求和恶劣环境使用要求。由于盾构机挖掘刀盘电机需求的是大功率整流电 源、而盾构机上的如水栗、照明等辅助设备需求的是常规配电电源，这两种电源的用途、电 能参数不一致，如果动力电源和辅助电源合并设计，会影响供电质量，且相互影响。所有在 满足盾构机结构布置、尺寸要求的前提下，采用单套的、预制的变电站设备，向盾构机提供 动力电源和辅助电源，能有效的提高盾构机设计制作周期，降低盾构机的开发费用及装配 调试时间。是盾构隧道掘进机电源需求的趋势。
[0003] 中国专利文献号CN203406543U于2014年1月22日公开了一种盾构机箱式变电站， 具体公开了包括箱体、第一变压器、第二变压器，所述箱体内部从左到右依次被分隔成高压 室、第一变压器室、第二变压器室和低压器室，所述第一变压器设置在第一变压器室内，所 述第二变压器设置在第二变压器室内，所述高压室内设置有高压进线柜和高压出线柜。所 述高压室左边端面箱体上设置高压室操作面板。所述低压室右边端面箱体上设置低压室操 作面板。所述第一变压器室和第二变压器室的前后两侧门均设置成迷宫形散热门。该结构 功能单一、产品设计制作周期较长，开发费用较高，装配调试时间较长。
[0004] 因此，有必要做进一步改进。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的旨在提供一种布局合理、结构紧凑、集合动力变压器和配电变压器 的组合式的盾构隧道掘进机的预装式变电站，以克服现有技术中的不足之处。该盾构隧道 掘进机的预装式变电站是根据盾构机特点开发而成，既满足盾构机内部空间结构要求和供 电要求，又满足挖掘隧道恶劣环境的使用要求，且其专门向盾构隧道掘进机提供功力和辅 助电源。
[0006] 按此目的设计的一种盾构隧道掘进机的预装式变电站，包括外壳，其特征在于:还 包括设置于外壳内的低压开关设备、动力变压器、配电变压器和高压开关设备，所述外壳内 设有相互独立的低压室、变压器室和高压室，所述低压开关设备置于低压室内，动力变压器 和配电变压器分别置于变压器室内，高压开关设备置于高压室内；所述外壳上设置有通风 散热用的散热通道口和抽风机，该散热通道口采用双层错位百叶夹层结构，且内部预埋有 金属网。
[0007] 所述低压室、变压器室和高压室依次于外壳内呈长窄的目字型布置，方便单侧维 护。
[0008] 所述散热通道口与外界相通，且对应变压器室设置于外壳侧壁;所述排风机设置 于外壳顶部，且对应动力变压器和配电变压器分别并排设置三台，排风机有效防止热量积 聚于外壳顶部。
[0009] 所述动力变压器和配电变压器分别采用低损耗，高耐热绝缘等级的干式变压器， 可以分别为盾构的掘进动力设备和照明等辅助设备供电，抗干扰、合理配电电源。
[0010] 所述低压开关设备、动力变压器、配电变压器和高压开关设备构成向盾构隧道掘 进机提供动力、辅助系统两套供电的设备。
[0011] 所述低压室和/或高压室底部设置有高度大于300_的电缆调试垫高台阶。
[0012] 所述低压开关设备、动力变压器、配电变压器和高压开关设备之间通过连接电缆 或母线电性连接。
[0013] 所述低压开关设备和/或高压开关设备下部设有调试馈线台阶。
[0014] 所述外壳采用钢板与型材焊接或拼装而成。
[0015] 所述外壳侧壁对应低压室和/或变压器室铰接有门体。
[0016] 本发明通过设置高压开关设备和低压开关设备能满足两套不同用途变压器的保 护、电能分配等功能。所配套的两套变压器分别向盾构机提供动力电源和辅助电力，且相互 独立不影响。这种变电站尺寸狭长，符合盾构机结构布置要求，底部带有调试馈线台阶，便 于工厂连接调试。这种功能齐全、结构紧凑的变电站可以满足盾构机多电源需求和挖掘恶 劣工况的使用，提高盾构机设计制作周期，降低盾构机的开发费用及装配调试时间。
[0017] 此外，低压开关设备采用整合设计，可把用户需求的动力和配电不同用途，不同电 压、不同保护要求整合在一台低压柜上实现，其尺寸紧凑，同时可根据盾构运行工况考虑配 置绝缘监控、接地保护、防误操作等措施。
【附图说明】
[0018]图1为本发明一实施例的主视图。
[0019] 图2为本发明一实施例的俯视图。
[0020] 图中：1为低压开关设备，2为动力变压器，3为配电变压器，4为高压开关设备，5为 外壳，5.1为门体，6为散热通道口，7为顶部排风机，8为低压室，9为变压器室，10为高压室。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
[0022] 参见图1和图2,本盾构隧道掘进机的预装式变电站，包括外壳5,及设置于外壳5内 的低压开关设备1、动力变压器2、配电变压器3和高压开关设备4;所述外壳5内设有相互独 立的低压室8、变压器室9和高压室10,所述低压开关设备1置于低压室8内，动力变压器2和 配电变压器3分别置于变压器室9内，高压开关设备4置于高压室10内；所述外壳5上设置有 通风散热用的散热通道口 6和抽风机7,该散热通道口 6采用双层错位百叶夹层结构，且内部 预埋有高防护等级的金属网，达到IP55防护等级，且可直接冲洗，解决滤网老化问题。所述 散热通道口 6的结构既要满足隧道粉尘大的防护等级要求，又要满足通风效率和清洁要求。
[0023] 本盾构隧道掘进机的预装式变电站的结构布局设计要求如下：
[0024] 1.满足配套盾构车架设备操作台的安装空间；
[0025] 2.宽〈(车架宽-传送带宽)/2_外侧操作空间；
[0026] 3.长〈单节车架长度-车架支撑柱长；
[0027] 4.高〈车架平台至盾构内里面圆弧切线(可以最低点作水平高度）；
[0028] 5.常用操作面设在沿车架长两侧面；
[0029] 6.散热通道口 6采用双层错位百叶夹层结构，且内层设置有滤网。
[0030] 散热通道口 6的百叶结构和抽风机7选择公式如下：
[0031]
[0032]
[0033]
[0034] 进一步说，所述抽风机7特殊结构设计，能有效的防止外壳5内顶部热量的积累，特 殊结构又可防止顶部设置排气孔而引起的漏水隐患。
[0035] 进一步说，所述低压室8、变压器室9和高压室10依次于外壳5内呈长窄的目字型布 置，方便单侧维护。
[0036] 进一步说，所述散热通道口 6与外界相通，且对应变压器室9设置于外壳5侧壁;所 述排风机7设置于外壳5顶部，且对应动力变压器2和配电变压器3分别并排设置三台，排风 机7有效防止热量积聚于外壳5顶部。
[0037] 进一步说，所述动力变压器2和配电变压器3分别采用低损耗，高耐热绝缘等级的 干式变压器，动力变压器2和配电变压器3分别为两个功能不同的变压器，可以分别为盾构 的掘进动力设备和照明等辅助设备供电，抗干扰、合理配电电源。
[0038] 进一步说，所述低压开关设备1、动力变压器2、配电变压器3和高压开关设备4构成 向盾构隧道掘进机提供动力、辅助系统两套供电的设备。
[0039]进一步说，所述的动力变压器2是采用12脉波输出变压器，可以为动力设备提供优 质可靠电源，比为压缩箱体宽度而采用第一、第二两台变压器方案优异。
[0040] 进一步说，所述低压室8和/或高压室10底部设置有高度大于300mm的电缆调试垫 高台阶，方便在任意地点调试而无需专门配套支撑。
[0041] 进一步说，所述低压开关设备1、动力变压器2、配电变压器3和高压开关设备4之间 通过连接电缆或母线电性连接。
[0042] 进一步说，所述低压开关设备1和/或高压开关设备4下部设有调试馈线台阶。
[0043] 进一步说，所述外壳5采用钢板与型材焊接或拼装而成。
[0044] 进一步说，所述外壳5侧壁对应低压室8和/或变压器室9铰接有门体5.1。
[0045] 进一步说，所述低压开关设备1和高压开关设备2为经常操作设备，所以设在外壳5 两侧面，并根据外壳5宽度限定设计，同时把低压馈线间隔独立设在低压开关设备1后部，减 少低压开关设备1的体积。所述动力变压器2和配电变压器3分别沿外壳5长度方向放置，且 线圈设计考虑表面至周边的复合绝缘距离。两台变压器需要分别跨过对方进线高低压连 接，在外壳5上部设计高低压连接通道，受外壳5的高度限制，变压器设备以外壳5底座为支 撑，取消传统的单独底座。所述高低压开关设备分别抬升布置，以便于本预装式变电站吊装 前试验连接。
[0046] 本盾构隧道掘进机的预装式变电站用来把外部高压电源通过降压，分配给盾构机 上的动力系统和辅助系统的电力设备。其中，动力变压器2和配电变压器3分别向盾构动力 系统和辅助系统提供电源，动力变压器2和配电变压器3采用低损耗，高耐热绝缘等级的干 式变压器。所述外壳5由钢板和型材焊接而成，四周壁板为可拆卸结构，并至少形成低压室 8、变压器室9和高压室10等功能室，各功能室相互独立并有强迫风冷或自然通风的散热功 能。
[0047] 本盾构隧道掘进机的预装式变电站具有功能齐全、结构紧凑、防护等级高的特点， 并集成了盾构机动力，辅助不同的供电系统需求，适用于盾构机上空间紧凑，狭长的布置要 求，满足盾构机地下恶劣环境的使用要求，可以降低盾构机的制作费用及装配调试时间。 [0048]上述为本发明的优选方案，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。本领域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同物界定。
【主权项】
1. 一种盾构隧道掘进机的预装式变电站，包括外壳（5)，其特征在于:还包括设置于外 壳(5)内的低压开关设备（1)、动力变压器(2)、配电变压器(3)和高压开关设备(4)，所述外 壳(5)内设有相互独立的低压室(8)、变压器室(9)和高压室（10)，所述低压开关设备（1)置 于低压室(8)内，动力变压器(2)和配电变压器(3)分别置于变压器室(9)内，高压开关设备 (4)置于高压室（10)内；所述外壳(5)上设置有通风散热用的散热通道口（6)和抽风机(7)， 该散热通道口（6)采用双层错位百叶夹层结构，且内部预埋有金属网。2. 根据权利要求1所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述低压室(8)、 变压器室(9)和高压室（10)依次于外壳(5)内呈长窄的目字型布置。3. 根据权利要求2所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述散热通道口 (6)与外界相通，且对应变压器室(9)设置于外壳(5)侧壁;所述排风机(7)设置于外壳(5)顶 部，且对应动力变压器(2)和配电变压器(3)分别并排设置三台。4. 根据权利要求3所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述动力变压器 (2)和配电变压器(3)分别采用低损耗，高耐热绝缘等级的干式变压器。5. 根据权利要求4所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述低压开关设 备（1)、动力变压器(2)、配电变压器(3)和高压开关设备(4)构成向盾构隧道掘进机提供动 力、辅助系统两套供电的设备。6. 根据权利要求5所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述低压室（8) 和/或高压室（10)底部设置有高度大于300_的电缆调试垫高台阶。7. 根据权利要求6所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述低压开关设 备（1)、动力变压器(2)、配电变压器(3)和高压开关设备(4)之间通过连接电缆或母线电性 连接。8. 根据权利要求7所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述低压开关设 备(1)和/或高压开关设备(4)下部设有调试馈线台阶。9. 根据权利要求1-8任一项所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述外 壳(5)采用钢板与型材焊接或拼装而成。10. 根据权利要求9所述盾构隧道掘进机的预装式变电站，其特征在于:所述外壳(5)侧 壁对应低压室(8)和/或变压器室(9)铰接有门体(5.1)。
【文档编号】H02B7/06GK106058701SQ201610402380
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】易吉良, 黄荣晖, 李祥雄, 肖永强, 刘国斌, 王凤杰
【申请人】顺特电气设备有限公司