专利名称：12千伏户内交流高压六氟化硫环网开关设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种12千伏户内交流高压六氟化硫环网开关设备，更具体地说涉及环网开关柜，属于城区配电站或大楼用户配电室设备领域。
背景技术：
目前，国外许多公司在生产空气环网开关柜的同时，大力发展六氟化硫(SF6)环网开关柜，选用负荷开关加熔断器结构型式作为变压器回路保护，也少数采用(大容量)断路器保护的。
国内许多厂家也在加快进度，同步开发空气绝缘和SF6绝缘环网开关柜。但是市场对环网开关柜的需求日渐多元化，智能化(可以遥控操作)，组合化，主要元器件也要提高运行可靠性、降低成本方面的考虑。
从环网开关柜的总体结构来看将向小型化、紧凑化方向发展，关键是提高主开关的绝缘水平。环网开关柜从上述要求考虑，具有结构简单、体积小、价格便宜、维护方便(免维护或少维护)。其各项技术参数满足GB3906-1991的有关标准要求，因此市场前景非常看好。
为此，我公司根椐我国电力发展的需要，为适应我国城市化、城镇化对城网、农网供电的需求，开发研制了XGN15-12型户内交流高压六氟化硫环网开关设备。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种主开关具有较高绝缘水平，整体结构简单而且维护方便的环网开关设备；本实用新型的另一目的是提供一种小型化、组合化、价格便宜的环网开关设备。
一种12千伏户内交流高压六氟化硫环网开关设备，其中开关柜柜体由母线室、主开关室、电缆室和低压控制室构成，电缆室41设置在开关柜的下部，在电缆室41内设置有避雷器、电流互感器和下接地开关等；母线室43布置在环网开关柜的上部，在母线室43中的主母线连接在一起并贯穿整排开关柜；主开关室42内装有一个三工位负荷开关8，负荷开关8的外壳是由环氧树脂浇注而成的，在负荷开关的内部充有六氟化硫气体，在开关外壳的后部设有泄压通道；低压控制室内设置有带位置指示器的弹簧操动机构和机械联锁机构；母线室、主开关室、低压控制室和电缆室之间是由金属骨架和金属板固定支撑的。
电缆室的底板装配有密封盖和带支撑架的电缆夹；在负荷开关上设有观察孔及六氟化硫气体密度表。低压控制室还装有辅助出点、跳闸线圈、紧急跳闸机构、带电显示器、钥匙锁和电动操作装置。
低压控制室还包括控制回路、计量仪表和保护继电器。柜体的主体结构是由底板、下立柱21、上立柱20、横档18、中间连接件7和铜排4连接成箱式结构，底板上支承有下立柱(21)，上立柱(20)在下立柱(21)之上并有中间连接件(7)相连接，横档(18)在上立柱的顶部，铜排(4)在下立柱(21)所围成的空间中间，并且在箱式结构的外面附有金属板。
该环网开关柜具有安全可靠、安装容易、少维护或免维护、体积小、经济效益显著等优点，而且采用的技术先进，其技术指标与国外工业发达国家相比，毫不逊色；所有零部件均可实现国产化。与国外同类型环网开关柜相比，经仔细测算价格只需80％～90％。
根据用户对柜型的选择，还可以可排出电缆进线柜、电缆出线柜、母线连接柜、计量柜等七种类型，主要方案可列出三十多种方案供用户选择。
图1所示为环网开关柜的左侧结构视图；图2所为为环网开关柜的主视图；图3所示为环网开关柜的左侧俯视图；图4所示为环网开关柜的部分剖视图；图5所示为环网开关柜的左视图；图6所示为环网开关柜的安装示意图；图7所示为环网开关柜的安装侧视图图8所示为负荷开关及组合电器的合闸(8a)、分闸(8b)和接地(8c)的三个工作位置。
具体实施例XGN15-12型户内交流高压六氟化硫环网开关设备(以下简称“环网开关柜”)，该开关设备是新一代以六氟化硫(SF6)负荷开关作为主开关，而整柜采用SF6气体的环网开关柜，适用于配电自动化的既紧凑又可扩充的金属封闭开关设备。
如图1所示的环网开关柜结构图，该环网开关柜的主体结构是由三角件1支撑的由下至上的扣板3、前门锁板5、SF6开关的前安装板6、中间连接件7、前安装板9、仪表门10、仪表箱11和眉头12构成的前框面；及由下至上的下立柱21、中间连接件7、上立柱20、后上封板19和前后挡板18依次连接而成。在环网开关柜的顶部是由前顶板14、仪表室后板15、后顶板16和侧横档17构成。环网开关柜适用于额定电压12kV、额定频率50Hz三相交流的环网供电或双幅射供电系统中作为电路的控制和保护装置，适用于装入箱式变电站，可使用于城区配电站或大楼用户的配电室，用以提高环网供电的可靠性。
环网开关柜是采用负荷开关与熔断器相组合或用断路器来保护变压器的配电装置，一般由三个间隔组成，即两个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。当供电线路出现故障时，环网间隔的开关能保证及时恢复向变压器回路供电，从而提高了供电的可靠性和利用率。
柜体结构包括主开关室42、母线室43、操动机构及低压室44、电缆室41等部分，空气绝缘环网开关柜结构布局一般采用柜的上部为开关室42，中下部为电缆室41和其它元件室。柜中主要电器元件包括负荷开关(SF6开关)8、熔断器36、隔离开关、接地开关、壳体、母线、电缆插接件等部分，在大容量环网开关柜中主开关也有采用断路器的，根据用户需要而定。柜内主要元件与门，隔板之间设有联锁装置，以达到“五防”要求。国外发展环网开关柜起步早，应用广，继空气绝缘环网开关柜之后，近两年致力于发展SF6气体环网开关柜，制造水平较高，对电器元件的选型，注重三工位负荷开关、熔断器等关键元器件开发研制。
图2所示为环网开关柜的主视图。该主视图的顶部有212铰链31和门锁32；其中部所放置的是SF6开关8；下部是前下门2；在前下门2上设有铭牌28，观察窗29和拉手30。
图3所示为俯视图，泻压板22设置在上、下后安装板23、24的前面；在两侧上安装有SF6开关右侧安装档25、安装档26和SF6开关左侧安装档27。
图4和图5本别是开关柜的部分剖视图和左视图。由前下门2封闭柜体下部的电缆室41。柜体的最下面是电缆室41，中间是开关室42，顶部是母线室43，低压室44则位于开关室42的外侧面上。
图6所示为环网开关柜的安装示意图；SF6开关8位于中部，SF6开关8的下面与熔断器36和熔断器跳闸组合37相邻接，熔断器36通过下面的绝缘子35固定到中间隔板39上，电缆夹板33夹持电缆34并接在熔断器36上，还设置有下接地38。
图7所示为环网开关柜的安装侧视图，是图1中所示的详细视图。
环网开关柜根据不同场所要求将向多元化、智能化、组合化方向发展。环网开关柜的总体布置趋向小型化、紧凑化方向发展，关键是提高主要电器元件绝缘水平及其可靠性。环网开关柜一般配负荷开关，少量的配真空断路器。它由两个作为进出线的负荷开关和一个变压器回路柜(负荷开关加熔断器)组成。环网供电绝缘方式分空气绝缘和SF6绝缘两种。国外两种方式都采用，但偏重于SF6绝缘方式。国内普遍使用空气绝缘方式。
SF6绝缘方式城网一般用环网。在用架空线的地方，可将架空线引至环网开关柜旁，再由电缆引进和引出。母线和开关封闭在充SF6气体的壳体内。充气压力一般为(0.02～0.05)Mpa，由于壳体封闭，故不受外界环境的影响，提高了设备的可靠性，可做到体积小，由于充气压力低，密封问题很好解决，一次充气足够设备寿命期间使用。
如图8所示为负荷开关及组合电器的合闸(8a)、分闸(8b)和接地(8c)的三个工作位置。户内高压SF6负荷开关8及其组合电器设有合闸、分闸、接地三个工作位置。在绝缘罩的前部，开有两个透明观察窗29，可以观察触头所处位置。由于SF6气体具有优良的灭弧性能，当动静触头55和53、54分离时，电弧出现在永久磁铁所产生的磁场中，在电磁力作用下使电弧绕静触头旋转，电弧拉长并依靠SF6气体使其在电流过零时熄灭。动静触头55和53、54间的距离足以承受恢复电压，该系统简单可靠触头磨损很小，电气寿命长。
主开关室内装有一个三工位负荷开关，负荷开关的外壳为环氧树脂浇注而成，六氟化硫气体为绝缘介质。在开关壳体后部设有泻压通道，保证设备的安全运行。开断原理SF6气体具有优良的灭弧性能，当动静触头分离时，电弧出现在永久磁铁所产生的磁场中，在电磁力作用下使电弧绕静触头旋转，电弧拉长并依靠SF6气体使其在电流过零时熄灭。动静触头间的距离足以承受恢复电压。该系统简单可靠，触头磨损很小，电气寿命长。
空气绝缘方式国家标准规定了空气绝缘方式的空气间隙距离，一般方案可满足使用，但要做到体积小，却是比较困难的。环网开关柜按结构型式区分a)紧凑型三个负荷开关装在一个共用壳体内，尺寸较小。
b)扩充型可做成多个间隔，任意组合，可灵活扩充电缆室环网柜有宽裕的电缆室41，主要用于电缆34连接，还可容纳避雷器、电流互感器、下接地38开关元件。电缆室41底板配密封盖和带支撑架的大小相宜的电缆夹板33。电缆室底板和门前框可以拆下，方便电缆安装。
操动机构和联锁机构及低压控制室44，低压室44内装有带位置指示器的弹簧操动机构和机械联锁装置，也可装设电连接的辅助触点，跳闸线圈，紧急跳闸机构，带电显示器，钥匙锁和电动操作装置，其中带电显示器和钥匙锁在低压控制室的侧面上，同时低压室空间还可以装设控制回路、计量仪表和保护继电器等。
主接地开关装在负荷开关(SF6开关)6里。接地开关动触刀为双刀型，静触头53、54连在开关室42内的接地铜排4上。接地开关由于处于熔断器36下侧，不能承受全部短路电流，所以减小了关合容量。所有接地开关的位置通过低压室44室门上的位置指示器显示，并受前面的主操动轴操动。
熔断器36及其配件(主要型号12kV SDLDJ，12kV SFLDJ，12kVSKLDJ)熔断器上熔座直接固定在负荷开关上，里面有撞针驱动的脱扣装置，下熔座装在绝缘子35上，可选择带或不带电压抽取装置。
I型、II型双功能弹簧操动机构I型单功能弹簧操动机构为单弹簧操动机构(可带电动机操作)，其使用储存在一个压缩弹簧里的能量关闭和打开负荷开关。II型双功能弹簧操动机构为双弹簧操动机构(也可带电动机操作)，其使用储存在二个压缩弹簧里的能量操动。同时II型双功能弹簧机构还配有熔断器撞针脱扣机构。
环网开关柜的安装结构在附图中已经详细给出，在此就不再一一描述，附图标记说明1、 三角件2、 前下门3、 扣板4、 铜排5、 前门锁板6、SF6开关的前安装板7、 中间连接件8、SF6(负荷)开关9、 前安装板10、仪表门11、仪表箱12、眉头13、仪表室小侧板14、前顶板
15、 仪表室后板16、 后顶板17、 侧横档18、 前后横档19、 后上封板20、 上立柱21、 下立柱22、 泄压板23、 后安装板(上)24、 后安装板(下)25、SF6开关右侧安装挡26、 安装挡27、SF6开关左侧安装挡28、 铭牌29、 观察窗30、 拉手31、 212铰链32、 门锁33、 电缆夹板34、 电缆35、 绝缘子36、 熔断器
37、熔断器跳闸组合38、下接地39、中间隔板41、电缆室42、开关室43、母线室44、低压室51、接地触头52、下出线座53、下静触头54、上静触头55、动触头
权利要求1.一种12千伏户内交流高压六氟化硫环网开关设备，其中设备的主体为开关柜，柜体由母线室、主开关室、低压控制室和电缆室构成，其特征是电缆室(41)设置在开关柜的下部，内有避雷器、电流互感器和下接地开关；母线室(43)布置在环网柜的上部，在母线室中主母线连接在一起并贯穿开关柜；主开关室(42)内装有一个三工位负荷开关(8)，负荷开关(8)的外壳是由环氧树脂浇注而成的，负荷开关的内部充有六氟化硫气体，在开关外壳的后部设有泄压通道；低压控制室内设置有带位置指示器的弹簧操动机构和机械联锁机构；母线室、主开关室、低压控制室和电缆室之间由金属骨架和金属板相互固定支撑。
2.根据权利要求1的环网开关设备，其特征是电缆室底板装配有密封盖和带支撑架的电缆夹；在负荷开关上设有观察孔及六氟化硫气体密度表。
3.根据权利要求2的环网开关设备，其特征是低压控制室还装有电气连接的电动操作装置、辅助触点、跳闸线圈、紧急跳闸机构、带电显示器和钥匙锁，带电显示器、钥匙锁在低压控制室的侧面上。
4.根据权利要求3的环网开关设备，其特征是低压控制室还包括电气连接的控制回路、计量仪表和保护继电器，其计量仪表在低压室的外侧面上。
5.根据权利要求1的环网开关设备，其特征是柜体的主体结构是由底板、下立柱(21)、上立柱(20)、横档(18)、中间连接件(7)和铜排(4)连接成箱式结构，底板上支承有下立柱(21)，上立柱(20)在下立柱(21)之上并有中间连接件(7)相连接，横档(18)在上立柱的顶部，铜排(4)在下立柱(21)所围成的空间中间，并且在箱式结构的外面附有金属板。
专利摘要一种12千伏户内交流高压六氟化硫环网开关设备，其中设备的主体为开关柜，柜体由母线室、主开关室、低压控制室和电缆室构成，电缆室(41)设置在开关柜的下部，内有避雷器、电流互感器和下接地开关；母线室(43)布置在环网柜的上部，在母线室中主母线连接在一起并贯穿开关柜；主开关室(42)内装有一个三工位负荷开关(8)，负荷开关(8)的外壳是由环氧树脂浇注而成的，负荷开关的内部充有六氟化硫气体，在开关外壳的后部设有泄压通道；母线室、主开关室、低压控制室和电缆室之间由金属骨架和金属板相互固定支撑。该开关设备具有较高绝缘水平，整体结构简单而且维护方便，具有小型化、组合化、价格便宜的优点。
文档编号H02B1/00GK2836279SQ20052011366
公开日2006年11月8日 申请日期2005年7月14日 优先权日2005年7月14日
发明者郑世仁, 张公禄, 洪福贤 申请人:杭州电器开关有限公司