一种空气绝缘快插装置及空气绝缘环网柜的制作方法

1.本实用新型涉及中压配电技术领域，具体涉及一种空气绝缘快插装置及空气绝缘环网柜。


背景技术：

2.当前环网柜多为sf6充气柜，sf6充气柜中设置有专用的快插装置进行其与外部电路的电气连接。sf6在电力行业，主要用作电气设备的绝缘和/或灭弧介质；然而，sf6的gwp值为23900，大气寿命3200年，是一种对环境有极大破坏作用的温室效应气体。因此，探索环境友好的sf6替代气体成为电力行业迫切需要解决的问题。目前干燥空气绝缘就是利用干燥空气做绝缘介质。由于sf6气体具有较好的绝缘/灭弧性能，因此处于sf6气体环境中的电气连接件自身的绝缘保护性能要求相对于使用在空气中电气连接件的绝缘保护性能要求较低。因此，需开发一款适用于空气绝缘的快插装置来实现以干燥空气作为绝缘介质的环网柜与发电车旁路电缆及设备之间的快速连接。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种空气绝缘快插装置及空气绝缘环网柜，以解决以干燥空气作为绝缘介质的环网柜与发电车旁路电缆及设备之间的快速连接、以及传统快插端子安全性能不足的技术问题。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
5.第一方面，本实用新型提供一种空气绝缘快插装置，包括由内而外依次同轴套设的导体芯、绝缘本体和快插头组件，所述导体芯的两端分别贯穿绝缘本体，所述快插头组件固定套设在绝缘本体的一端，且快插头组件与绝缘本体之间形成环形插槽，所述导体芯的一端朝向环形插槽设有插孔，所述环形插槽内还设有可拆卸的绝缘堵头；所述绝缘本体上的另一端设置为内凹的接线槽，所述导体芯的端部设置在接线槽内，所述接线槽的侧壁开有引线槽。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
7.优选的，所述绝缘堵头与所述环形插槽密闭插接，且所述绝缘堵头与快插头组件之间通过柔性连接件连接，所述柔性连接件的长度大于绝缘堵头与环形插槽的配合尺寸。
8.优选的，所述柔性连接件为链条。
9.优选的，所述绝缘本体的外周设有若干个同轴设置的第一绝缘环和第二绝缘环，所述第一绝缘环和第二绝缘环一一间隔设置，所述第一绝缘环的径向尺寸大于第二绝缘环的径向尺寸。
10.优选的，所述绝缘本体上朝向快插头组件的一端设有第一法兰，所述快插头组件上朝向第一法兰的一端设有第二法兰，所述第一法兰与第二法兰通过多个安装螺钉固定连接，所述第一法兰与第二法兰之间设有密封环。
11.优选的，所述第一法兰为方形法兰，所述方形法兰的至少一条矩形边上设有限位
槽，所述限位槽平行绝缘本体的轴向设置。
12.优选的，所述绝缘本体内嵌套设置有电场屏蔽环，所述电场屏蔽环同轴设置在导体芯的周向，且位于安装螺钉与导体芯之间；所述绝缘本体上对应电场屏蔽环的周向设有带电检测孔，所述带电检测孔中设有导电连接杆，所述导电连接杆一端与电场屏蔽环固定连接、其另一端贯穿绝缘本体作为带电检测端。
13.优选的，所述快插头组件包括快插头卡座、复位弹簧、限位钢珠、插拔外壳与限位环，所述快插头卡座、复位弹簧、插拔外壳与限位环均绝缘本体和导体芯同轴设置；所述第二法兰设置在快插头卡座上与绝缘本体的第一法兰相配合的一端；所述快插头卡座的开口端周向设有内凹的环形台阶，所述复位弹簧、插拔外壳分别套设在所述环形台阶上，且复位弹簧的两端分别与环形台阶的台阶面和插拔外壳的一端抵紧，插拔外壳与环形台阶的外圆滑动配合；所述快插头卡座的外圆上设有钢珠安装孔，所述插拔外壳上设有与钢珠安装孔相对应的滑槽，所述滑槽的长向沿快插头组件的轴向设置，所述限位钢珠的底端对应嵌入钢珠安装孔内、且其顶端与滑槽滑动配合；所述限位环固定套设在快插头卡座的开口端外周、并与快插头卡座的端部螺纹连接；当插拔外壳在环形凹槽内沿自身轴向滑动时，复位弹簧同步发生形变；当插拔外壳处于自由状态时，复位弹簧位于伸缩的最大行程处，此时限位环与插拔外壳的另一端抵紧配合。
14.优选的，所述绝缘堵头具有弹性。
15.第二方面，本实用新型提供一种空气绝缘环网柜，包括上述的一种空气绝缘快插装置。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型的空气绝缘快插装置适用场景为干燥空气环境，通常安装在设备的壳体上，例如空气绝缘的环网柜中，且设置快插头组件的一端朝向设备外、设置接线槽的一端朝向设备内，快插头组件用于与外部电气设备进行电气连接，接线槽的一端进行设备内部的电气连接。在设备内部为了增加电气连接件之间的爬电距离与电气间隙，将绝缘本体设置为内凹的接线槽，导体芯与电气连接件在接线槽内进行连接，通过接线槽侧面的引线槽引出，将电气连接点包裹在绝缘本体内，绝缘本体的表面增大了该电气连接点与其余电气连接点之间的爬电距离。并且多个相邻的快插装置均通过引线槽固定引线的方向，可更加方便地理线，防止各引线(例如导线或接线铜排)之间的干涉。而在快插头组件这一端，当未进行电气连接时，可将绝缘堵头塞进环形插槽内，将环形插槽内的金属导电部件与空气隔绝，起到防氧化、防尘防水的效果；当需要通过该快插装置连接外部设备时，取下绝缘堵头，即可将外部的插头与环形插槽进行插接，外部插头的插脚插入导体芯内的插孔，即完成了电气连接。本实用新型的快插装置相比于传统的适用于sf6绝缘气体环境的快插装置，在同等尺寸的前提下其具有更大的爬电距离与电气间隙，且具有更高的ip防护等级，具有更佳的绝缘耐压性能。
附图说明
17.图1为本实用新型整体结构示意图；
18.图2为本实用新型局部剖视图；
19.图3为本实用新型爆炸图；
20.图4为本实用新型安装在设备壳体上的正面视角示意图；
21.图5为本实用新型安装在设备壳体上的立体视角示意图。
22.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
23.1、导体芯，101、插孔，2、绝缘本体，201、第一绝缘环，202、第二绝缘环，203、第一法兰，2031、限位槽，3、快插头组件，301、第二法兰，302、快插头卡座，3021、钢珠安装孔，303、复位弹簧，304、限位钢珠，305、插拔外壳，3051、滑槽，306、限位环，4、安装螺钉，5、电场屏蔽环，501、导电连接杆，6、绝缘堵头，7、防水垫片，8、壳体，a、环形插槽，b、接线槽，c、引线槽，d、环形台阶。
具体实施方式
24.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
25.如图1～5所示，本实用新型提供一种空气绝缘快插装置，其包括由内而外依次同轴套设的导体芯1、绝缘本体2和快插头组件3，所述导体芯1的两端分别贯穿绝缘本体2，所述快插头组件3固定套设在绝缘本体2的一端，且快插头组件3与绝缘本体2之间形成环形插槽a，所述导体芯1的一端朝向环形插槽a设有插孔101，所述环形插槽a内还设有可拆卸的绝缘堵头6；所述绝缘本体2上的另一端设置为内凹的接线槽b，所述导体芯1的端部设置在接线槽b内，所述接线槽b的侧壁开有引线槽c。
26.本实施例的快插装置可适用于将干燥空气作为绝缘气体的场景中，例如空气绝缘的环网柜中。其通常安装在设备的壳体8上，且设置快插头组件3的一端朝向设备外、设置接线槽b的一端朝向设备内，设有快插头组件3的一端用于与外部电气设备进行电气连接，设有接线槽b的一端进行设备内部的电气连接。为了增加绝缘本体2与导体芯1之间的连接牢固性，绝缘本体2可采用一体浇筑成型的方式浇注设置在导体芯1的外周，防止在该快插装置插拔过程中导体芯1与绝缘本体2之间发生相对滑动。绝缘本体2在设备内的一端设为内凹设置的接线槽b，导体芯1与设备内的电气连接件(例如电缆铜鼻子或铜排)在接线槽b内进行连接，电气连接件通过接线槽b侧面的引线槽c引出。将电气连接点包裹在绝缘本体2的接线槽b内，绝缘本体2的表面增大了该电气连接点与其余电气连接点之间的爬电距离，增强了设备的安全性能。为了更好地实现设备内部电气连接件与本装置的导体芯1之间的连接牢固性，还可在导体芯1延伸到接线槽b内的端部上设置外螺纹，导体芯1的端部穿过电缆铜鼻子或铜排并与其螺纹连接，然后通过螺母将导体芯1的端部锁紧，从而将电缆铜鼻子或铜排仅仅压接在导体芯1上，完成电气连接。连接好的电气连接件从接线槽b侧面的引线槽c引出，可通过设置相邻快插端子上引线槽c的方向差异，使相邻快插端子上的电气连接件引出端平行或是相背离，从而避免相邻快插端子上的电气连接件之间的干涉，进一步增大了相邻电气连接件之间的电气间隙，增强了设备的安全性能。
27.而在快插头组件3这一端，当未进行电气连接时，可将绝缘堵头6塞进环形插槽a内，将环形插槽a内的金属导电部件与空气隔绝，起到防氧化、防尘防水的效果；当需要通过该快插装置连接外部设备时，取下绝缘堵头6，即可将外部的插头与环形插槽a进行插接，外部插头的插脚插入导体芯1内的插孔101，即完成了电气连接。本实用新型的快插装置相比于传统的适用于sf6绝缘气体环境的快插装置，在同等尺寸的前提下其具有更大的爬电距离与电气间隙，且具有更高的ip安全防护等级，具有更佳的绝缘耐压性能。
28.在上述技术方案的基础上，本实施例还可以做如下改进。
29.如图4～5所示，所述绝缘堵头6与所述环形插槽a密闭插接，且所述绝缘堵头6与快插头组件3之间通过柔性连接件连接(柔性连接件附图中未示出)，所述柔性连接件的长度大于绝缘堵头6与环形插槽a的配合尺寸。在无需与外部设备进行电气连接时，绝缘堵头6将环形插槽a进行密闭地封堵，阻止空气与导体芯1接触，防止导体芯1氧化，且防止灰尘与水进入环形插槽a内，增强了快插装置的安全性能以及使用寿命。作为优选，所述绝缘堵头6具有弹性、使其具有更佳的密封性，例如采用橡胶、pvc等既具有绝缘性能又具有弹性的材料作为绝缘堵头6。柔性连接件在快插装置与外部设备进行电气连接的状态中将绝缘堵头6连接在快插头组件3上，防止绝缘堵头6丢失。柔性连接件的长度相对设计较长，可使在插接绝缘堵头6与取下绝缘读堵头的过程中操作更加顺畅。
30.作为优选的方案，所述柔性连接件为链条。对于柔性连接件的选择，可使用具有一定柔性与牢固性且耐多次弯折与磨损的材质，例如尼龙绳、金属链条等，本实施例考虑到安装的便利性，优选使用链条作为柔性连接件。
31.如图1～4所示，所述绝缘本体2的外周设有若干个同轴设置的第一绝缘环201和第二绝缘环202，所述第一绝缘环201和第二绝缘环202一一间隔设置，所述第一绝缘环201的径向尺寸大于第二绝缘环202的径向尺寸。
32.若干个不同径向尺寸的绝缘环间隔设置，且相邻绝缘环之间的间隔距离大于其使用场景中对应的电气间隙最小值，在保证了该快插装置的电气间隙的前提下，可增大绝缘本体2外表面的爬电距离，以增强该快插装置的安全性。
33.如图1～5所示，所述绝缘本体2上朝向快插头组件3的一端设有第一法兰203，所述快插头组件3上朝向第一法兰203的一端设有第二法兰301，所述第一法兰203与第二法兰301通过多个安装螺钉4固定连接，所述第一法兰203与第二法兰301之间设有密封环。第一法兰203与第二法兰301通过安装螺钉4固定连接，从而将绝缘本体2的外表面与快插头组件3进行固定连接。密封环对第一法兰203与第二法兰301的接缝进行密封，防止灰尘以及水通过该接缝进入环形插槽a内，降低快插装置的安全防护等级，引起漏电危险。为了便于将本快插装置安装在环网柜或其他设备上，可先将绝缘本体2穿过设备壳体8上的安装孔，将设备的壳体8卡接在第一法兰203上，然后安装好安装螺钉4，安装螺钉4将第一法兰203和第二法兰301锁紧在壳体8上，从而将本快插装置固定安装在设备壳体8上。还可在第一法兰203与壳体8的接触面之间设置防水垫片7，当将将本快插装置固定安装在设备壳体8上时，第一法兰203与壳体8的安装孔边沿将防水垫片7压紧，从而防止水进入环网柜等设备内。
34.如图1～5所示，所述第一法兰203为方形法兰，所述方形法兰的至少一条矩形边上设有限位槽2031，所述限位槽2031平行绝缘本体2的轴向设置。将第一法兰203和/或第二法兰301设置为方形，当需要安装多个并排设置的快插装置时，方形法兰相比常用的圆形法兰更加利于对快插装置周向角度的对准。尤其是需要将绝缘本体2上引线槽c的方向进行设定时，安装处的方形法兰能使操作者更快更准确地找到安装角度。在方形法兰的矩形边设置限位槽2031，同时可在设备壳体8上设置限位机构，例如限位柱，可在将本快插装置安装到设备壳体8上的过程中，限位机构与限位槽相配合以防止快插装置旋转，使安装操作更加顺畅。限位槽2031的设置还便于操作人员在对快插装置进行安装时对绝缘本体2的拿取，使得安装效率更高。
35.如图2所示，所述绝缘本体2内嵌套设置有电场屏蔽环5，所述电场屏蔽环5同轴设置在导体芯1的周向，且位于安装螺钉4与导体芯1之间；如图2～5所示，所述绝缘本体2上对应电场屏蔽环5的周向设有带电检测孔，所述带电检测孔中设有导电连接杆501，所述导电连接杆501一端与电场屏蔽环5固定连接(例如焊接)、其另一端贯穿绝缘本体2作为带电检测端，该带电检测端通过带电检测装置接地。电场屏蔽环5设置为金属筒状结构，导体芯1穿过电场屏蔽环5的轴心。为了增加电场屏蔽环5在绝缘本体2内的安装稳定性，可采用将电场屏蔽环5一体式浇注在绝缘本体2内部的方式，浇注时需使得导电连接杆501贯穿绝缘本体2的外圆。电场屏蔽环5感应到导体芯1中电流产生的电场从而产生感应电流，感应电流经过带电检测装置检测后流到地端。带电检测装置可采用led或其他显示装置以指示该快插装置的带电状况。
36.如图3所示，所述快插头组件3包括快插头卡座302、复位弹簧303、限位钢珠304、插拔外壳305与限位环306，所述快插头卡座302、复位弹簧303、插拔外壳305与限位环306均绝缘本体2和导体芯1同轴设置；所述第二法兰301设置在快插头卡座302上与绝缘本体2的第一法兰203相配合的一端；所述快插头卡座302的开口端周向设有内凹的环形台阶d，所述复位弹簧303、插拔外壳305分别套设在所述环形台阶d上，且复位弹簧303的两端分别与环形台阶d的台阶面和插拔外壳305的一端抵紧，插拔外壳305与环形台阶d的外圆滑动配合；所述快插头卡座302的外圆上设有多个钢珠安装孔3021，所述插拔外壳305上设有与钢珠安装孔3021相对应的滑槽3051，所述滑槽3051的长向沿快插头组件3的轴向设置，多个所述限位钢珠304的底端一一对应嵌入多个钢珠安装孔3021内、且其顶端与滑槽3051滑动配合；所述限位环306固定套设在快插头卡座302的开口端外周、并与快插头卡座302的端部螺纹连接；当插拔外壳305在环形凹槽内沿自身轴向滑动时，复位弹簧303同步发生形变；当插拔外壳305处于自由状态时，复位弹簧303位于伸缩的最大行程处，此时限位环306与插拔外壳305的另一端抵紧配合。快插头组件3的此结构使得外部设备的插头与本快插装置进行插接过程中具有一定的浮动空间，实现了电气连接过程中的缓冲，也使得电气连接更加可靠。
37.如图4～5所示，本实用新型还提供一种空气绝缘环网柜，包括上述的一种空气绝缘快插装置。该空气绝缘快插装置贯穿环网柜的壳体8设置，其上设有快插头组件3的一端朝向环网柜的外侧，其设有接线槽b的一端设置在环网柜内侧，其通过安装螺钉4与环网柜的壳体8固定连接。导体芯1位于接线槽b内的一端与环网柜内的铜排通过螺母固定连接，导体芯1位于快插头组件3的一端在闲置时通过绝缘堵头6封堵，在需要与外部设备进行电气连接时，取下绝缘堵头6，将外部设备的插头插入本快插装置的环形插槽a中，使外部插头的插脚插入导体芯1内的插孔101，即完成了电气连接。该空气绝缘快插装置具有较高的安全性能，增加了环网柜的安全性。
38.工作原理：
39.本实施例的空气绝缘快插装置适用场景为干燥空气环境，通常安装在设备的壳体8上，例如空气绝缘的环网柜中，且设置快插头组件3的一端朝向设备外、设置接线槽b的一端朝向设备内，快插头组件3用于与外部电气设备进行电气连接，接线槽b的一端进行设备内部的电气连接。在设备内部为了增加电气连接件之间的爬电距离与电气间隙，将绝缘本体2设置为内凹的接线槽b，导体芯1与电气连接件在接线槽b内进行连接，通过接线槽b侧面的引线槽c引出，将电气连接点包裹在绝缘本体2内，绝缘本体2的表面增大了该电气连接点
与其余电气连接点之间的爬电距离。并且多个相邻的快插装置均通过引线槽c固定引线的方向，可更加方便地理线，防止各引线(例如导线或接线铜排)之间的干涉，例如将多个快插装置在环网柜等设备上组成三相接线时，可通过接线槽b上引线槽c的开口方向对电气连接件的出线方向进行引导，从而减小引线间的干涉。而在快插头组件3这一端，当未进行电气连接时，可将绝缘堵头6塞进环形插槽a内，将环形插槽a内的金属导电部件与空气隔绝，起到防氧化、防尘防水的效果；当需要通过该快插装置连接外部设备时，取下绝缘堵头6，绝缘堵头6通过链条等柔性连接件垂挂以防止丢失，然后即可将外部的插头与环形插槽a进行插接，外部插头的插脚插入导体芯1内的插孔101，即完成了电气连接。本实用新型的快插装置相比于传统的适用于sf6绝缘气体环境的快插装置，在同等尺寸的前提下其具有更大的爬电距离与电气间隙，且具有更高的ip防护等级，具有更佳的绝缘耐压性能。快插头组件3的浮动结构使得插头与快插装置进行插接过程中具有缓冲的过程，对本快插装置进行了保护，同时可使电气连接更加可靠。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。