专利名称：固定式真空断路器开关柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力系统开关设备，特别是涉及一种固定式真空断路器开关柜。
背景技术：
目前国内外12KV的断路器开关柜大体可分为两大类，一类是移开式断路器开关柜，一类是固定式断路器开关柜。在检修时，移开式开关柜比固定式开关柜方便，虽然移开式开关柜为了实现移开功能，增加了推进、移出机构和活门，还增加了与其相适应较为复杂的机械连锁，同时还多了一次六个动静触头插接点，和24-56次插接点，这不仅增加了制造成本和制造难度，同时也增加了不可靠因素。但移开式开关柜仍以体积小、结构紧凑、检修方便等优势受到用户的青睐。随着断路器的制造技术的不断进步，弹簧机构的真空断路器的机械寿命不断提高，一万次的机械寿命已是真空断路器的基本可靠性要求，更不用说永磁机构真空断路器的机械寿命，已超过了真空灭弧室的机械寿命。现在国内外真空断路器的机械寿命，大都已在一万次以上10万次以下的范围内。随着断路器可靠性的不断提高，移开式开关柜与固定式开关柜相比所具有的检修方便的优势逐渐失去。国内的大多数开关专家认为，现在如果选用真空断路器做开关柜的主要电器一次元件，固定式开关柜的可靠性比移开式开关柜的可靠性高，因为固定式开关柜无需推进、移出、活门和较为复杂的机械连锁等，同时制造成本也有所降低。但现在国内固定式开关柜的体积较大，即占地面积较大，在寸土寸金的城网改造中，固定式开关柜没有充分发挥出免维护真空断路器的优势。国外的紧凑型固定式断路器开关柜柜宽一般为750mm，开关柜用的隔离开关采用SF6负荷开关，这导致造价高，且不容易看到明显的隔离断口，不符合我国的国情。综上所述，开发出小型化、有明显断开点、易于与其他柜型连接、安装方便的固定式真空断路器开关柜，不但可以降低造价，而且可以提高开关柜的可靠性。
一种公知的固定式开关柜(如图1所示)包括柜体1’，设置在柜体1’内上部的母排2’、与母排2’输出端连接的隔离开关3’、通过真空断路器安装板4’安装在柜体1’内的真空断路器5’、电流后感器6’和手动机构等。这种开关柜的真空断路器5’的底座朝下，为正置安装，电缆室内必须设断路器安装支架，主回路的导电联接必须与支架保持足够的绝缘距离，此种安装方式占用电缆室的空间较大，给电缆安装和维护带来不便。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有较大操作空间、小型化、安装方便的固定式真空断路器开关柜。
为达到上述目的，本实用新型的解决方案是本实用新型是一种固定式真空断路器开关柜，它包括母线室、断路器电缆室、操作机构继电保护室、母排、隔离开关和真空断路器；所述的母线室的母排呈三相后、中、前排列，隔离开关的进线端与安装在母线室内母排连接，隔离开关的出线端与安装在断路器电缆室内的真空断路器的出线端连接。所述的真空断路器安装底座端面与隔离开关的底座贴合固定。
所述的隔离开关采用三工位隔离开关，它主要由分合操作机构、传动轴、绝缘拉杆、绝缘拐臂、隔离刀、母线端静触头绝缘子、穿墙隔板绝缘子和接地静触头组成；隔离刀活动连接在穿墙隔板绝缘子的上端，另一端位于母线端并可与母线端静触头绝缘子结合、或中间隔离、或与接地静触头结合；分合操作机构通过传动轴、绝缘拐臂和绝缘拉杆带动隔离刀围绕隔离刀的转动端摆动；所述的穿墙隔板绝缘子主要由绝缘子和将母线室与断路器电缆室分隔开的穿墙隔板构成，绝缘子穿置固定在穿墙隔板的中部；所述的母线端静触头绝缘子在母线室，位于断路器电缆室内的隔离刀的出线端与真空断路器的出线端连接。
所述的隔离刀的转动端活动铰接在穿墙隔板绝缘子的中部的转轴孔内。
所述的穿墙隔板绝缘子转轴孔与穿墙隔板上端面的水平高度为30-150毫米。
所述的穿墙隔板绝缘子的穿墙隔板在纵向横截面形成一上、下错位的两个平面，真空断路器安装底座的上端面与穿墙隔板上平面的底面贴合固定。
所述的穿墙隔板绝缘子的绝缘子的向下延伸端具有一可与连接母线连接的缺口。
所述的母线端静触头绝缘子倾斜角度为40°-60°。
本实用新型的真空断路器呈倒置安装，倒装后的真空断路器的底座与隔离开关的底座都各自在母线室与电缆室隔开的接合部，这使得真空断路器与隔离开关的操作机构较近到可安装在一个操作室内，简化了机械连锁机构的设计，缩小了机械连锁机构的长度，使机械连锁机构更加紧凑，提高了机械连锁的可靠性。且本实用新型隔离开关的穿墙隔板绝缘子的向下延伸端具有一可与连接母线连接的缺口，该缺口的存在，使得连接母线在与穿墙隔板绝缘子连接时不会侵占绝缘距离，连接母线与开关柜壁加大，绝缘距离加大，从而可缩小开关柜的体积。
本实用新型的穿墙隔板绝缘子改变了传统绝缘子的圆柱形结构，把传统的穿墙隔板与绝缘子结合起来，设计出本实用新型这种盆式穿墙隔板绝缘子，且穿墙隔板绝缘子整体采用绝缘的环氧材料浇注而成，使得隔离开关所必须具备的垂直方向的绝缘距离转移到水平绝缘距离，本实用新型利用了开关柜的无用空间，有效的减小了隔离开关所占的高度。
此外，由于本实用新型省缺了断路器的安装支架，从而增加电流互感器与电缆安装的空间，降低了施工人员进柜安装的难度，使开关柜的尺寸可进一步缩小。
通过上述的设计，本实用新型开关柜的外形尺寸虽然大幅度的减小(600宽×900深×1950高)，但开关柜的电器绝缘距离却一点没有减少、绝缘裕度大。本实用新型采用空气绝缘，外形尺寸与日本最新研制的C-GIS2100充气柜(600宽×1185深×2300高)相比体积还小，而本实用新型的造价要比C-G1S2100充气柜低的多。本实用新型从柜前可以轻松看到关合、隔离和接地断口的分合状态，柜内的母线，采用后中前排列和内装负荷开关和组合电器的环网柜连接无需过渡柜，电缆安装空间大，高度符合供电部门600mm左右的要求。
如果将三工位隔离开关和本发明人发明的纵向侧装断路器(中国专利ZL02219787.7)结合在一起，不但可大幅度的减小了开关柜的外形体积，降低了制造成本，而且提高了开关柜的可靠性，并简化了和其他柜型的连接，具有充气柜的外型，固定式开关柜的价格，有明显的可视断口，充裕无障碍的电缆安装空间，是理想的配电设备。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为公知的开关柜的示意图；图2为本实用新型主视图；图3为本实用新型侧视图；图4为本实用新型隔离开关的主视图；图5为本实用新型隔离开关的侧视图；图6为本实用新型隔离开关的俯视图；
图7为本实用新型穿墙隔板绝缘子的主视图；图8为本实用新型穿墙隔板绝缘子的侧试图；图9为本实用新型穿墙隔板绝缘子的俯视图；图10为本实用新型操作机构继电保护室的另一种安装图。
具体实施方式
如图2、图3所示，本实用新型固定式真空断路器开关柜包括母线室10、断路器电缆室20、操作机构继电保护室1、母排2、三工位隔离开关3和真空断路器4。
所述的母排2呈A、B、C三相后、中、前排列，三工位隔离开关3的进线端与安装在母线室10内母排2连接，三工位隔离开关3的出线端与安装在断路器电缆室20内的真空断路器4的出线端连接。
如图4、图5、图6所示，所述的三工位隔离开关3主要由分合操作机构31、传动轴30、绝缘拉杆32、绝缘拐臂40、隔离刀33、母线端静触头绝缘子34、接地静触头35、穿墙隔板绝缘子36组成。所述的母线端静触头绝缘子34在母线室10。所述的隔离刀33位于母线端21(如图3所示)；分合操作机构31通过传动轴30、绝缘拐臂40和绝缘拉杆32带动隔离刀33围绕其转动端331摆动，从而实现在不同角度与母线端静触头绝缘子34或接地静触头35结合与分离，或使隔离刀33处于悬空的中间隔离状态，实现关合、隔离和接地功能。
如图7-9所示，所述的穿墙隔板绝缘子36主要由绝缘子362和穿墙隔板367构成，该穿墙隔板绝缘子3是由绝缘的环氧材料浇注而成，绝缘子362穿置固定在穿墙隔板367的中部，其向上延伸部形成一与隔离刀33的转动端331连接的连接部363，在该连接部363的中部横向形成一通孔364，即转轴孔364；所述的穿墙隔板绝缘子36的向下延伸端具有一可与连接母线8连接的缺口361，该缺口361的存在，使得连接母线8(如图5所示)在与穿墙隔板绝缘子36连接时不会侵占绝缘距离，连接母线8与开关柜壁加大，绝缘距离加大，从而缩小了开关柜的体积。所述的穿墙隔板37在纵向横截面形成一上、下错位的两个平面371、372(即台阶面)，所述的穿墙隔板绝缘子35转轴孔364与穿墙隔板357上端面的水平高度为30-150毫米。在装配时，真空断路器4的安装底座42(如图5所示)的上端面恰好与穿墙隔板37上平面371的底面(即三工位隔离开关3的底座)贴合固定，真空断路器4呈倒置安装，倒装后的真空断路器4的底座42与三工位隔离开关3的底座都各自在母线室10与电缆室20隔开的接合部，这使得真空断路器4与三工位隔离开关3的操作机构较近到可安装在一个操作室内，简化了机械连锁机构的设计，缩小了机械连锁机构的长度，提高了机械连锁的可靠性。所述的穿墙隔板37在纵向横截面也可为上、下平行的两个平面。
如图5所示，隔离刀33的转动端331活动铰接在穿墙隔板绝缘子36中部的转轴孔364(如图7所示)内，其出线端与真空断路器4的出线端连接。
本实用新型的穿墙隔板绝缘子36改变了传统绝缘子的圆柱形结构，把穿墙隔板37与绝缘子362结合起来，设计出本实用新型这种盆式穿墙隔板绝缘子36，把必须要具备的垂直方向的绝缘距离转移到水平绝缘距离，利用了开关柜的无用空间，有效的减小了隔离开关所占的高度。所述的穿墙隔板绝缘子36的下端的连接缺口361为预留的断路器或互感器。安装时，穿墙隔板绝缘子36上的穿墙隔板367设于绝缘子362与隔离刀33之间，当将本实用新型安装在开关柜中时，该穿墙隔板367可将母线室10和电缆室20分开。
所述的与母线连接的母线端静触头绝缘子34为小鸟式绝缘子，倾斜角度为40°-60°之间，最佳为50°，鸟嘴与母线连接端保证了母线连接端与开关柜侧板的绝缘距离，给隔离刀33旋转和操作轴留出了空间。
如图10所示，为了进一步缩小操作机构继电保护室1所占用的有用空间，本实用新型可将操作机构继电保护室1呈水平布置。
本实用新型中的真空断路器4最好采用本发明人所发明的纵向侧装开关真空断路器(中国专利ZL02219787.7)和三工位隔离开关。当然，也可采其它形式的隔离开关，但只要真空断路器为倒装安置即落入本实用新型的保护范围。
本实用新型的工作原理本实用新型内的主要电器元件，采用纵向侧装开关真空断路器和三工位侧装隔离开关，如果称传统的固定式开关柜的真空断路器是正装，那么本实用新型的真空断路器4的安装就可称之为倒装。倒装后的真空断路器4底座42与三工位隔离开关3的安装底座，都各自在母线室10和断路器电缆室20隔开的结合部。这种结构设计，使真空断路器4和三工位隔离开关3的操作机构，距离较近到可同装在一个操作室内，简化了机械连锁的设计，缩小了机械连锁的连接长度，提高了机械连锁的可靠性，电缆安装无障碍空间在同等柜体外形下最大化大。
权利要求1.一种固定式真空断路器开关柜，它包括母线室、断路器电缆室、操作机构继电保护室、母排、隔离开关和真空断路器；所述的母线室的母排呈三相后、中、前排列，隔离开关的进线端与安装在母线室内母排连接，隔离开关的出线端与安装在断路器电缆室内的真空断路器的出线端连接；其特征在于所述的真空断路器安装底座端面与隔离开关的底座贴合固定。
2.根据权利要求1所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的隔离开关采用三工位隔离开关，它主要由分合操作机构、传动轴、绝缘拉杆、绝缘拐臂、隔离刀、母线端静触头绝缘子、穿墙隔板绝缘子和接地静触头组成；隔离刀活动连接在穿墙隔板绝缘子的上端，另一端位于母线端并可与母线端静触头绝缘子结合、或中间隔离、或与接地静触头结合；分合操作机构通过传动轴、绝缘拐臂和绝缘拉杆带动隔离刀围绕隔离刀的转动端摆动；所述的穿墙隔板绝缘子主要由绝缘子和将母线室与断路器电缆室分隔开的穿墙隔板构成，绝缘子穿置固定在穿墙隔板的中部；所述的母线端静触头绝缘子在母线室，位于断路器电缆室内的隔离刀的出线端与真空断路器的出线端连接。
3.根据权利要求2所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的隔离刀的转动端活动铰接在穿墙隔板绝缘子的中部的转轴孔内。
4.根据权利要求2所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的穿墙隔板绝缘子转轴孔与穿墙隔板上端面的水平高度为30-150毫米。
5.根据权利要求2或4所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的穿墙隔板绝缘子的穿墙隔板在纵向横截面形成一上、下错位的两个平面，真空断路器安装底座端面与穿墙隔板上平面的底面贴合固定。
6.根据权利要求2或4所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的穿墙隔板绝缘子的绝缘子的向下延伸端具有一可与连接母线连接的缺口。
7.根据权利要求1所述的固定式真空断路器开关柜，其特征在于所述的母线端静触头绝缘子倾斜角度为40°-60°。
专利摘要本实用新型公开了一种主要由柜体、母排、可与母排输出端连接隔离开关、通过连接母线隔离开关连接的真空断路器和穿墙隔板绝缘子组成的固定式真空断路器开关柜。所述的穿墙隔板绝缘子具有一将母线室与电缆室分隔开的穿墙隔板，真空断路器安装底座端面与穿墙隔板绝缘子底座贴合固定。由于本实用新型的真空断路器呈倒置安装，倒装后的真空断路器的底座与隔离开关的底座都各自在母线室与电缆室隔开的接合部，这使得真空断路器与隔离开关的操作机构较近到可安装在一个操作室内，不但可省缺断路器的安装支架，而且主回路的导电部分再无须和支架保持足够的对地绝缘距离，从而增加电流互感器与电缆安装的空间，方便了施工人员的进柜安装，开关柜的尺寸亦进一步缩小。
文档编号H02B1/015GK2648649SQ0323836
公开日2004年10月13日 申请日期2003年9月19日 优先权日2003年9月19日
发明者薛宝根 申请人:厦门协成实业有限公司