专利名称：新型户内外环网柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型户内外环网柜，尤其是一种高可靠性的、用于电力配电网领域的户内外金属封闭环网开关设备。
背景技术：
至目前，传统户内外环网开关设备(也称为传统环网柜)的结构主要由上部单元和下部单元组成。在多个传统环网柜单体之间，其上部单元的联结是采用开关本体上的铜排连接柱和裸露的铜排联结的；其下部单元的连接也是裸露的电缆铜端子直接和开关本体和熔芯相连，因此存在裸露的一次带电体。这样，传统环网柜在正常天候、环境条件下其可靠性还比较高，但是在遭遇洪水、暴风雨雪、导电性流体、可燃性流体或高污染源等突发性情况下，其可靠性几乎完全丧失。美国纽约大停电和意大利大停电事件便是典型例子，涉及到现代国际社会的政治、军事、经济、文化和灾害性安全的战略战术问题，全球都对电网更新换代的紧迫性、可靠性提出了越来越高的要求，进入了六个西格码(6σ)质量控制时代，传统环网柜及其附件已经不能满足这种高可靠性的要求。研制极高质量可靠性的户内外环网开关设备十分必要。
实用新型内容为了达到现代社会对户内外环网开关设备的极高质量、高可靠性的目标，本实用新型的目的就是提供这样一种新型户内外环网柜。
本实用新型的技术方案是通过以下技术改进措施实现的将传统环网柜的上部单元和下部单元两部分置于封闭型金属外壳组件内。在上部单元内，把与开关本体相联的三组裸露铜排改成三组由硬质或弹性密封绝缘体和内置电力导体构成的、外径带锥度的标准化T型插头、中间连接件、端头密封插件、外置电力导体等成套标准化组件，同时三组铜排连接柱也加工成由硬质或弹性密封绝缘体和内置电力导体构成的、外径带锥度的上部单元开关本体接头；在下部单元内，把电缆室改装成由硬质或弹性密封绝缘体和内置电力导体构成的、外径带锥度的下部单元开关本体接头，用可室温固化或加热固化的单组分或多组分树脂做绝缘包裹体将与下部单元开关本体接头相连的电缆裸露铜端子表面涂覆、完全包裹密封；在上部单元和下部单元封闭的金属外壳组件内及三相旋转触头都设置有一定压力六氟化硫与氮气双充气系统。
其中标准化T型插头由硬质或弹性密封绝缘体和内置T型电力导体构成。内置T型电力导体可以制成有内置螺纹和无螺纹的两种结构形式，密封绝缘体将内置电力导体的周围表面包复，三个端头的外径都带有一定的锥度。
其中标准化中间连接件由硬质或弹性密封绝缘体和和两根或两根以上形似爪形或形似钳形的内置卡口电力导体构成。密封绝缘体将内置卡口电力导体的周围表面包复，两端都有连通的、对称的锥型插孔，锥型插孔的内壁面和内置卡口电力导体平齐，内置卡口电力导体均匀分布在密封绝缘体锥型插孔内壁面的圆周上。中间连接件的内径具有和T型插头外径相同的锥度，用于配合T型插头和上部单元开关本体接头之间形成密封联接，以及用于多个环网柜单体之间实现模块化联接。
其中标准化端头密封插件由硬质或弹性密封绝缘体和内置螺栓和或螺帽构成。内置螺栓的外表有螺纹，一端被牢固地埋置在密封绝缘体内形成悬臂结构。而且内置螺栓和或螺帽的中轴线位于密封绝缘体锥型插孔的中心。密封绝缘体锥型插孔的内径具有和T型插头外径相同的锥度，用于末端一个环网柜单体的三头T型插件和下部单元开关本体接头的密封绝缘。
其中绝缘包裹体是用可室温固化或加热固化的单组分或多组分环氧树脂和或聚氨酯树脂或有机硅树脂将与下部单元开关本体接头相连的电缆裸露铜端子表面涂覆、完全包裹密封，使一次带电体与外界流体完全隔绝。
设置耐腐蚀封闭型金属外壳，将三相旋转触头、T型插头和中间连接件密封起来，在金属密封壳内充满一定压力的六氟化硫(SF6)气体或氮气(N2)或它们的混合气体(N2和SF6)。
本实用新型所带来的优势效果主要表现在①带锥度的弹性密封绝缘体实现了在内置电力导体预紧力的作用下使得各接插件的接触界面能够产生0.5MPa以上压强的紧配合密封，使外界洪水、暴风雨雪、导电性流体、可燃性流体以及污染源在有限的时间内(如100小时以上)是不可能传递并接触到位于环网柜核心的一次带电体。采用绝缘包裹体涂覆包裹密封与下部单元开关本体接头相连的电缆裸露铜端子，也具有同样隔离外界灾害性流体的功能，因此本实用新型的可靠性有了革命性的提高；②可室温固化或加热固化的单组分或多组分环氧树脂和或聚氨酯树脂或有机硅树脂，其寿命比普通密封膏体要长得多，也确保了本实用新型的可靠性有了革命性的提高；③将T型插头、中间连接件、端头密封插件制成标准化配件，除了可以承担导体连结和密封功能外，同时还产生了紧固的功能。使多个环网柜单体之间实现了简易、快速的模块化安装，类似在电脑主板上增减内存条一样方便；④金属壳在密封安装时充入一定压力的六氟化硫(SF6)气体或氮气(N2)或其混合气体(N2和SF6)，不仅可以置换含水分的空气，而且可以消除分合闸时产生的电弧。
以下结合附图和实施例对本使实用新型进一步说明。
图1是本实用新型T型插头的纵向剖面示意图。
图2是本实用新型中间连接件的纵向剖面示意图。
图3是本实用新型端头密封插件的纵向剖面示意图。
图4是本实用新型中间连接件之一的长外置电力导体纵向剖面示意图。
图5是本实用新型中间连接件之二的短外置电力导体纵向剖面示意图。
图6是本实用新型一个独立单体中T型插头、中间连接件和开关本体接头之间的联接示图。
图7是本实用新型多个独立单体之间T型插头、中间连接件和开关本体接头的联接示意图。
图8是本实用新型多个环网柜单体模块化安装联接示意图。
从图1至图8中，所有相同结构或功能的部件采用同一标号，其中位于标号小数点后边的代码表示多个相同部件安装在不同的位置上。例如，13.1、13.2、13.3等系列标号都是T型插头，但仅仅是安装在多个不同的位置上，其余类推1--锥度；2.1、2.2、2.3--密封绝缘体；3--内置T型电力导体；4.1、4.2、4.3--内螺纹；5.1、5.2--锥型插孔；6.1、6.2、6.3--内置卡口电力导体；7--内置螺栓和或螺帽；8.1、8.2、8.3--外螺纹；9.1、9.2--内六角插孔或内螺纹；10--环网柜外壳及其框架；11、11.1、11.2、11.3、11.4、11.6--短外置电力导体；12、12.1、12.2、12.3--长外置电力导体；13、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5--T型插头；14--端头密封插件；15、15.1、15.2、15.3、15.4、15.5、15.6、15.7、15.8、15.9、15.10--中间连接件；16、16.1、16.2、16.3、16.4、16.5--上部单元开关本体接头；17、17.1、17.2、17.3、17.4、17.5--三相旋转触头；18、18.1、18.2、18.3、18.4、18.5--下部单元开关本体接头；19.1、19.2、19.3、19.4、19.5--绝缘包裹体；20.1、20.2、20.3、20.4、20.5、20.6、20.7、20.8、20.9、20.10、20.11、20.12--紧固螺栓。
具体实施方式
、一.配件制作按照附图1所示的结构制作T型插头(13)，由硬质或弹性密封绝缘体(2.1)和内置T型电力导体(3)两部分组成。其中内置T型电力导体(3)由两根金属棒焊接成“T”形结构并进行表面镀银处理，先将金属棒车成内置螺纹(4.1，4.2，4.3)，然后定位在模腔内与液态的密封绝缘体(2.1)一起固化成型，可采用环氧树脂和或聚氨酯树脂或有机硅树脂经过压力注射模塑工艺(APG)而成。本例采用双组分配方形式的环氧树脂做硬质密封绝缘体(2.1)和采用双组分配方形式液体有机硅树脂做附图2中的弹性密封绝缘体(2.2)。
按照附图2所示的结构制作中间连接件(15)，由弹性密封绝缘体(2.2)和二根或多根内置卡口电力导体(6.1，6.2，6.3)两部分组成。密封绝缘体(2.2)制作材料与制作T型插头(13)的密封绝缘体(2.1)相对应。即当密封绝缘体(2.1)为硬性体时密封绝缘体(2.2)就为弹性质，当(2.1)为弹性质时(2.2)就为硬性体。中间连接件(15)的制作方法和工艺与制作T型插头(13)基本相同。
按照附图3所示的结构制作端头密封插件(14)，由弹性绝缘体(2.3)和表面经过镀银处理的内置螺栓和或螺帽(7)两部分组成。其制作材料、方法和工艺与制作中间连接件(15)基本相同。
按照附图4所示的结构制作长外置电力导体(12)，在其两端车成外置螺纹(8.2)并制作两端内六角插孔或内螺纹(9.1)并进行表面镀银处理。
按照附图5所示的结构制作短外置电力导体(11)，在其一端车成外置螺纹(8.3)并制作内六角插孔或内螺纹(9.2)并进行表面镀银处理。
二.组件与整体安装实际上，每个环网柜单体包括三个相位的组件，但在图6至图8中仅仅画出一个相位的组件来说明安装过程作为示例，同样适用与其它两相组件的安装，故将另外两相的T型插头(13)、中间连接件(15)和长外置电力导体(12)省去未画出来。新型环网柜单相组件的安装过程如下第一步，一个独立单体中配件的安装如图6所示，先将一根两端有外置螺纹的长外置电力导体(12)旋插入上部单元开关本体接头(16)内，接着将中间连接件(15)套在长外置电力导体(12)上，稍微用力插到底；必要时先在安装之前，在锥型插孔(5.1)的圆锥界面上薄施一层硅油以减轻T型插头(13)向下位移的阻力；然后旋转T型插头(13)即能产生向下的位移和预紧应力，因为所有连接构件都是通过锥面橡胶弹性接触的，故预紧力越大则锥面的密封性越好，完全可以较长时间阻止洪水、导电性流体和污染源的渗入，确保了构件的绝缘可靠性。然后，按照同样的方法安装另外两相的T型插头(13)和中间连接件(15)以及和传统环网柜相似的其它配件。安装完成后就组成了一个新型环网柜单体。
第二步，多个单体中配件的安装按照附图7所示的方案进行新型环网柜多个单体安装，图7中仅列举三个单体为例，多个单体的安装方案是一样的。为了图面简洁起见，图7中未将环网柜外壳、框架及其它配件画出。
在图7中，首先按照第一步同样的方法安装好三个新型环网柜单体的配件第一个新型环网柜单体需要先安装的配件包括短外置电力导体(11.1，11.2)、中间连接件(15.1，15.4)、上部单元开关本体接头(16.1)、长外置电力导体(12.1)和T型插头(13.1)；第二个新型环网柜单体需要先安装的配件包括短外置电力导体(11.3，11.4)、中间连接件(15.2，15.5)、上部单元开关本体接头(16.2)、长外置电力导体(12.2)和T型插头(13.2)；第三个新型环网柜单体需要先安装的配件包括短外置电力导体(11.5，11.6)、中间连接件(15.3，15.6)、上部单元开关本体接头(16.3)、长外置电力导体(12.3)、端头密封插件(14)和T型插头(13.3)。
第三步，多个单体的连接如图7所示，在完成第二步多个单体中配件的安装之后，再将短外置电力导体(11.3)旋插入第一个新型环网柜单体的T型插头(13.1)内，将一根中间连接件(15.2)套在短外置电力导体(11.3)上，用力插到底并与T型插头(13.1)接触；又将另两根短外置电力导体(11.4)和(11.5)旋插入第二个新型环网柜单体的T型插头(13.2)的两头内，将一根中间连接件(15.3)套在外置电力导体(11.5)上，用力插到底并与T型插头(13.2)接触；将另一根短外置电力导体(11.6)旋插入第三个新型环网柜单体的T型插头(13.3)内；然后推动第二个新型环网柜单体，让短外置电力导体(11.4)完全插入到第二个新型环网柜单体的中间连接件(15.2)中；推动第三个新型环网柜单体，让外置电力导体(11.6)完全插入到第三个新型环网柜单体的中间连接件(15.3)中；若有更多的新型环网柜单体，用同样地方法将它们连接。
最后将这两个新型环网柜独立单体按照图7和图8所示方法进行对接，依靠环网柜外壳及其框架上的紧固螺栓(20.1)至紧固螺栓(20.9)进行预紧，迫使多个新型环网柜之间完全密封。
按照同样的方法，可以将多个新型环网柜独立单体串起来安装(图8中仅列举了五个)，在最后或最边一个新型环网柜独立单体的T型插头(13.5)内，将端头密封插件(14)旋转到底即可，通过这样模块化安装可以任意实现延长或缩短。
从下部单元开关本体接头(18.1)到下部单元开关本体接头(18.5)，本例采用室温固化双组分聚氨酯树脂做绝缘包裹体(19.1)，把与下部单元开关本体接头(18.1)等相连的电缆裸露铜端子表面涂覆、包裹密封以隔离外界导电性流体。
在新型环网柜独立单体金属壳密封安装时，充入一定压力的六氟化硫(SF6)气体或氮气(N2)或其混合气体(N2和SF6)，以置换含水分的空气，可以消除分合闸时产生的电弧。
权利要求1.一种新型户内外环网柜，包括上部单元和下部单元两部分并置于封闭型金属外壳内，其特征是含有T型插头(13)、中间连接件(15)、端头密封插件(14)、短外置电力导体(11)、长外置电力导体(12)、绝缘包裹体(19)构成的组件以及三相旋转触头(17)内部和外部含的六氟化硫与氮气双充气系统。
2.如权利要求1的新型户内外环网柜，其特征是T型插头(13)由硬质或弹性密封绝缘体(2.1)和内置T型电力导体(3)构成，其中内置T型电力导体(3)包括有内置螺纹(4.1，4.2，4.3)导体和无内置螺纹的导体两种结构形式。
3.如权利要求2的新型户内外环网柜，其特征是密封绝缘体(2.1)将内置T型电力导体(3)的周围表面包复，三个端头的外径都带有一定的锥度(1)。
4.如权利要求1的新型户内外环网柜，其特征是中间连接件(15)由硬质或弹性密封绝缘体(2.2)和两根或两根以上内置卡口电力导体(6.1，6.2，6.3)构成，其中密封绝缘体(2.2)将内置卡口电力导体(6.1，6.2，6.3)的周围表面包复，密封绝缘体(2.2)两端都有连通的、对称的锥型插孔(5.1)，锥型插孔(5.1)的内壁面和内置卡口电力导体(6.1，6.2，6.3)平齐，内置卡口电力导体(6.1，6.2，6.3)均匀分布在密封绝缘体(2.2)的锥型插孔(5.1)内壁面的圆周上。
5.如权利要求1的新型户内外环网柜，其特征是端头密封插件(14)由硬质或弹性密封绝缘体(2.3)和内置螺栓和或螺帽(7)组成，其中内置螺栓和或螺帽(7)的一端被牢固地埋置在密封绝缘体(2.3)内形成悬臂结构、外表有螺纹(8.1)，而且内置螺栓和或螺帽(7)的中轴线位于密封绝缘体(2.3)的锥型插孔(5.2)的中心。
6.如权利要求1的新型户内外环网柜，其特征是绝缘包裹体(19)是用可室温固化或加热固化的单组分或多组分树脂将与下部单元开关本体接头(18)等相连的电缆裸露铜端子表面涂覆、完全包裹密封。
7.如权利要求1的新型户内外环网柜，其特征是六氟化硫与氮气双充气系统安装在封闭型金属外壳内并充入一定压力的六氟化硫气体或氮气或其混合气体。
专利摘要一种新型户内外金属封闭环网开关设备，涉及五项技术改进具有密封绝缘带锥度的三头T型插头；中间连接件；端头密封插件；单组分或多组分厚质绝缘胶(漆)包裹密封；在金属密封壳内有六氟化硫(SF
文档编号H02B13/02GK2788420SQ200420048719
公开日2006年6月14日 申请日期2004年4月3日 优先权日2004年4月3日
发明者周和平, 钞颖波, 康树蜂, 肖扬华 申请人:深圳市沃尔电气有限公司