户外变电站及其高压保护装置、高压保护单元的制作方法

本发明涉及一种户外变电站及其高压保护装置、高压保护单元。

背景技术

我国的配电网中，存在着大量的柱上开关设备，特别是农村10kv配电网中，由熔断器、避雷器、配电变压器、低压综合配电箱及连接线缆等组成变电站系统是配电网中的主要供电方式。由高压线引出线连接熔断器的进线端，并通过熔断器的出线端分成两个支路，一个支路由高压进线线缆连接至配电变压器，进行后续的变压配电；另一个支路与避雷器的进线端相连，并经由接地线缆从避雷器的出线端将避雷器接地，实现防雷保护。而目前变电站所涉及的这些一次元件，其组装方式是通过分散采购、现场装配调试的方式进行。由于国内生产变电站一次元件的厂家众多，元件接口不统一，如熔断器的进出线口、避雷器的进出线口等，在现场装配调试过程中由于一次元件众多，在现场安装装配时很不方便，因此，将各个部件进行模块化设计是提高安装效率的趋势，如在授权公告号为cn2476097y的中国专利文件中公开了一种避雷器和熔断器一体的组合电器，其通过一个刚性的支架将避雷器固定在熔断器的绝缘子上，由此将避雷器和熔断器构成模块化设计，但是该组合电器的模块化并不彻底，熔断器和避雷器还是通过带裸露线头的线缆连接，由于没有密封结构，受自然因素容易导致线缆锈蚀，造成接触电阻升高，增大线损等问题，进而会导致接口处无法实现封闭绝缘；且该组合电器只是单纯的将一个熔断器和一个避雷器固定在一起组成一个单元，在实际的安装中，还是需要将三个单元依次安装才能实现固定，装配相对较繁琐。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高压保护单元，以解决现有技术中的避雷器与熔断器之间的接线裸露，没有防护的问题；本发明的目的还在于提供一种具有该高压保护单元的高压保护装置；本发明的目的还在于提供一种具有该高压保护装置的户外变电站。

为实现上述目的，本发明高压保护单元的技术方案是：

高压保护单元，包括熔断器和避雷器，熔断器的出线端设置有护壳，护壳上设置有避雷器接口，护壳内设置有供避雷器接口与熔断器电连接的避雷器导体。

护壳上还设置有用于与高压进线线缆的进线插头对插连接的护壳插座，护壳内设置有实现熔断器与所述护壳插座电连接的护壳插座导体。

避雷器接口包括与所述避雷器导体电连接的连接螺套，避雷器的进线端与连接螺套螺纹相连而实现与避雷器导体电连接。

熔断器为外周浇注有封闭绝缘体的封闭式熔断器，熔断器的进线端为浇注于所述封闭绝缘体中的熔断器插座，所述护壳与所述绝缘体一体浇注成型，护壳插座浇注于所述护壳中。

熔断器竖向布置于所述护壳的左端，护壳插座设置于护壳的右端，避雷器竖向布置于护壳的下侧。

本发明的高压保护装置的技术方案是：

高压保护装置，包括三个高压保护单元，高压保护单元包括熔断器和避雷器，熔断器的出线端设置有护壳，护壳上设置有避雷器接口，护壳内设置有供避雷器接口与熔断器电连接的避雷器导体。

护壳上还设置有用于与高压进线线缆的进线插头对插连接的护壳插座，护壳内设置有实现熔断器与所述护壳插座电连接的护壳插座导体。

避雷器接口包括与所述避雷器导体电连接的连接螺套，避雷器的进线端与连接螺套螺纹相连而实现与避雷器导体电连接。

熔断器为外周浇注有封闭绝缘体的封闭式熔断器，熔断器的进线端为浇注于所述封闭绝缘体中的熔断器插座，所述护壳与所述绝缘体一体浇注成型，护壳插座浇注于所述护壳中。

熔断器竖向布置于所述护壳的左端，护壳插座设置于护壳的右端，避雷器竖向布置于护壳的下侧。

高压保护装置还包括设置有固定结构的连接板，三个高压保护单元沿前后方向间隔固定于所述连接板上。

本发明户外变电站的技术方案是：

户外变电站，包括高压保护装置，所述高压保护装置包括三个高压保护单元，高压保护单元包括熔断器和避雷器，熔断器的出线端设置有护壳，护壳上设置有避雷器接口，护壳内设置有供避雷器接口与熔断器电连接的避雷器导体。

户外变电站包括变压器和连接变压器与高压保护装置的高压进线线缆，高压进线线缆的一端设置有进线插头，护壳上还设置有与高压进线线缆的进线插头对插连接的护壳插座，护壳内设置有实现熔断器与所述护壳插座电连接的护壳插座导体。

避雷器接口包括与所述避雷器导体电连接的连接螺套，避雷器的进线端与连接螺套螺纹相连而实现与避雷器导体电连接。

熔断器为外周浇注有封闭绝缘体的封闭式熔断器，熔断器的进线端为浇注于所述封闭绝缘体中的熔断器插座，所述护壳与所述绝缘体一体浇注成型，护壳插座浇注于所述护壳中，所述线缆包括连接在高压线与熔断器的进线端之间的高压引出线缆，高压引出线缆的端部设置有与熔断器插座插接配合的引出线缆插头。

熔断器竖向布置于所述护壳的左端，护壳插座设置于护壳的右端，避雷器竖向布置于护壳的下侧。

高压保护装置还包括设置有固定结构的连接板，三个高压保护单元沿前后方向间隔固定于所述连接板上。

高压进线线缆的另一端设置有出线插头，变压器包括变压器本体，变压器本体上设置有端部朝上的用于与高压进线线缆的出线插头插接配合的变压器插座。

本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的高压保护单元，在熔断器的出线端设置护壳，并通过护壳的避雷器接口与避雷器相连实现固定，护壳内设置将熔断器出线端与避雷器接口连通的避雷器导体，以此实现高压保护单元的导电连接的同时，使得二者之间的连接导体无裸露，进而保证了熔断器与避雷器之间的密封性，实现了熔断器与避雷器的接口处的密封绝缘的目的。

附图说明

图1为本发明户外变电站的一个实施例装配结构示意图；

图2为图1中的高压保护模块的结构示意图；

图3为图2的竖向剖视图；

图4为图1中的配电变压器的结构示意图；

图5为图1中的台架的结构示意图；

图6为图1中的肘型插头结构示意图；

图7为图1中的柱型插头结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的户外变电站的具体实施例，如图1至图7所示，该户外变电站包括高压保护装置3、线缆模块、变压器模块、低压配电箱模块、台架模块等，高压保护装置3包括三个高压保护单元，高压保护单元包括熔断器32和避雷器34，线缆模块包括高压引出线缆2、高压进线线缆4、低压架空出线线缆10和低压入地线线缆8，配电变压器5和低压配电箱11固定安装在一起，各个模块固定在台架上，通过台架为各部分提供基础支撑及安装约束。

工作原理为变电站通过高压引出线缆2将电力引入至熔断器32，然后一条支路经避雷器34而后接地，另一条支路连接高压进线线缆4，为下游电器设备提供过留保护、过压保护；通过高压进线线缆4与配电变压器5电连接，后经低压配电箱11配电后分为两个出线方式，其中一个为经架空线线缆出线，另一个为经低压入地线线缆8出线。

台架模块包括两根并列安装在地面7上的水泥杆9，及固定在水泥杆9上的固定支架6构成，配电变压器5和低压配电箱11安装在固定支架6上，高压保护装置3设置在其中一个水泥杆9的上端，线缆绕设在水泥杆9上活固定在水泥杆9上的支架上，通过台架为户外变电站的其他设备起到安装固定和支撑的作用。

高压保护单元包括熔断器32和与熔断器32电连接的避雷器34，熔断器32和避雷器34通过一个护壳35固定在一起，熔断器和避雷器34分别固定设置在护壳35的左侧面和下侧面，熔断器32的进线端设置有端部朝上的与高压引出线缆2的插头插接配合的熔断器插座31，熔断器32的出线端设置有护壳35，护壳35具有避雷器接口和护壳插座36，护壳插座36与高压进线线缆4的插头插接配合，其中，熔断器32为封闭式熔断器，其区别于传统的跌落式熔断器，是全封闭浇注式结构，不易受雨雪、凝露、风沙等外部气候的影响，其熔断器的外周浇注有封闭绝缘体，熔断器插座、护壳插座、护壳和封闭绝缘体为一体浇注成型；避雷器34为金属氧化锌避雷器34，连接板33上设置有供避雷器穿过的穿孔；在护壳35的下侧设置有供与避雷器34连接的避雷器接口，且在避雷器接口处设置有导电铜片，避雷器的进线端为螺纹导电端，避雷器34穿过连接板33后与第二接口螺纹连接实现避雷器34与熔断器的电连接，护壳插座为锥形线缆插口结构，能够与高压进线线缆4的插头实现快速插接。在实际使用中，三个高压保护单元共同安装在一个连接板33上，具体为先将与封闭绝缘体一体浇注的护壳和熔断器安装在连接板33上，然后将避雷器穿过连接板33上的穿孔旋拧在护壳下侧的避雷器接口上，完成高压保护装置的装配。且高压保护装置安装在高压引出线缆的下方、变压器的上方，为下游电器设备提供过流、过压保护。

如图3所示的高压保护单元的剖视图，熔断器上端的熔断器插座31内设置铜制进线导体321，进线导体321与进线连接管322焊接固定，进线连接管322内有凹槽，凹槽内固定有导电导向环323，熔断器内还包括熔管，熔管为移开式的可更换部件，其通过熔断器底部的孔进行插入式安装连接，且熔管通过与导电导向环的摩擦力进行牢固固定，熔管为空心式的结构，包括第一熔管段324、第二熔管段325、第三熔管段328、第四熔管段329，其中第一、第三熔管段为铜材质，起导电作用，第二、第四熔管段为绝缘材质，起绝缘作用，熔管的各段均通过螺纹相互连接。熔管内部设置为上下延伸的熔芯326，熔芯326的上部与第一熔管段324相连接，下部与第三熔管段328连接，实现电器导通，熔芯中部较细，中部直径与熔断器熔断电流的大小有关。熔断器内还包括固定在熔芯下部的卡环327，当熔芯熔断时，熔芯下部跌落，卡环327的限位作用可防止熔芯掉出熔断器。

由熔断器的出线端横线延伸有出线连接棒330，出线连接棒330可实现导电导向环323和上述的避雷器接口内的导体331、以及护壳插座内的导体332的电气连接，且出现连接棒与避雷器接口、护壳插座内的导体焊接固定。

线缆包括连接与高压线1与熔断器32之间的高压引出线缆2、连接在熔断器32与配电变压器5之间的高压进线线缆4及设置在低压配电箱11出线端的低压架空出线线缆10和低压入地线线缆8。为了安装时能够保证其安装的方便，高压引出线缆2的一端采用柱型插头13，高压进线线缆4的两端采用肘型插头12，插接式的线缆实现了户外变电站的快速拔插式的安装和电气连接的全封闭和全绝缘结构，保证了带电导体不外露。

配电变压器5的上侧设置有与用于与高压进线线缆4的插头插接配合的变压器插座51，变压器的侧壁上设置有用于与低压配电箱11相互插接配合的配电插座52，其中配电插座52为浇注式密封连接件，即起到变压器的油密封作用又可与低压配电模块实现最短的电气连接，即通过插头插座的插接配合使得低压配电箱11与配电变压器5之间相互贴合，减少了二者之间的连接线缆长度。该配电变压器5选用调容调压变压器，也可用非晶合金变压器、高过载变压器、特种变压器替代。

低压配电箱11与配电变压器5背靠背连接，并通过固定支架6固定在台架上，低压配电箱11的出线有两种，一种是经低压架空出线线缆10出线，另一种是低压入地线线缆8出线。

通过在各个接头位置处用插头插座的插接配合代替以前的线缆接头裸露的情况，从源头上杜绝了带电梯裸露和绝缘护套不牢靠的现象，可靠性更高；通用化的插头尺寸兼容性更强，能明显的减少现场施工作业时间，节约施工成本和人力资源。且通过对各个装置的模块化设计，解决现有标准变电站的元件接口不统一，带来的接线复杂、走线凌乱、施工周期长的问题，通过统一插头尺寸和参数，实现高压线1与高压保护装置3的互联接口、高压保护装置3与配电变压器5的互联接口、配电变压器5与低压配电箱11的互联接口、低压配电箱11与低压出线线缆的互联接口的通用化和标准化。

在其他实施例中，熔断器和避雷器可不固定在一起，通过在熔断器的出线端和避雷器的进线端均设置插座，连接线缆的两端设置插头，亦可实现全封闭全绝缘；熔断器和避雷器之间的连接线缆的接头可不经过护壳的底侧设置，而是直接设置在安装座，通过安装座与避雷器的连接即实现连接线缆与避雷器的连接；熔断器和避雷器可同侧设置在安装座的同侧面上或其他侧面上；配电变压器与低压配电箱之间也可采用带插头的线缆与插座的插接配合实现连接；护壳可只设置与避雷器连接的一个接口，可直接从熔断器出线端处设置与高压进线线缆连接的插座；护壳与熔断器可通过螺钉固连实现密封；护壳内的导体可设置为导电线缆，熔断器与避雷器通过导电线缆连接，然后将避雷器固定。

本发明所涉及的高压保护装置，包括三个高压保护单元，所述高压保护单元实施例与上述户外变电站的高压保护单元的实施例一致，不再详细展开。

本发明所涉及的高压保护单元，其实施例与上述户外变电站的高压保护单元的实施例一致，不再详细展开。