12kV发电机出口断路器开关设备的制作方法

本发明涉及电气控制设备技术领域，尤其涉及12kv发电机出口断路器开关设备。

背景技术：

12kv发电机出口断路器开关设备作为发电机回路的保护设备，在系统中具有重要作用。但由于发电机回路额定电流大，发生短路故障时，开关设备需要分断最大63ka的短路电流。相比于常规开关设备，发电机出口开关设备在柜体结构、操作方便、使用安全等方面有着特殊的技术要求。

技术实现要素：

本发明旨在提供12kv发电机出口断路器开关设备，其结构科学合理，操作方便、使用安全。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

12kv发电机出口断路器开关设备，包括柜体，所述柜体包括独立的电缆室、母线室、仪表室和断路器室，所述仪表室位于柜体前部上方，所述母线室位于柜体后部上方，所述电缆室位于柜体后部下方，所述断路器室中安装有真空断路器，所述电缆室中安装有绝缘子，所述母线室内安装有主母排和隔离开关；柜体具有四个独立的隔室，操作安全；元件布置合理、紧凑。

所述柜体中设有水平转轴，所述水平转轴的前端延伸到柜体的前部，所述水平转轴的后端延伸到柜体的后部，所述水平转轴上设有柺臂，所述柺臂与垂直拉杆的一端连接，所述垂直拉杆的另一端与隔离开关连接，所述柜体的前门上设有用于旋转水平转轴26的隔离开关操作孔，所述隔离开关操作孔与水平转轴的一端正对。采用水平转轴与垂直拉杆组合运动方式操作隔离开关分合闸，减少柜体尺寸，使隔离开关分合操作方便省力。

进一步的，所述前门上设有用于遮挡隔离开关操作孔的操作孔挡板，所述操作孔挡板可沿前门上下移动，所述断路器室中设有用于阻挡操作孔挡板向下移动的锁杆，所述锁杆与水平转轴平行，所述水平转轴位于锁杆上方，所述真空断路器的断路器分合闸杆与锁杆之间设有带动锁杆前后移动的联动机构。

进一步优选地，所述联动机构包括拉杆、断路器端柺臂、转轴和锁杆端柺臂，所述断路器分合闸杆的一端与拉杆的一端铰接，所述拉杆的另一端与断路器端柺臂的一端铰接，所述断路器端柺臂的另一端与转轴固接，所述锁杆端柺臂的一端与转轴固接，所述锁杆端柺臂的另一端与锁杆的一端铰接，所述锁杆的另一端为自由端，所述锁杆与转轴垂直。

进一步的，所述水平转轴的后端设有水平转轴后钩板，所述水平转轴后钩板为条形，所述柜体的后门上竖直设有可供水平转轴后钩板穿过的后门条孔，所述水平转轴后钩板的长度大于后门条孔的宽度，当隔离开关合闸时，所述水平转轴后钩板处于水平位置；当隔离开关分闸时，所述水平转轴后钩板处于竖直位置。

其中，所述断路器室与母线室、断路器室与电缆室、断路器室与仪表室均由隔板分隔，所述断路器室与母线室之间的隔板上安装有支母排套管，所述隔离开关通过穿过支母排套管的支母排与真空断路器连接；所述真空断路器通过穿过穿心式电流互感器的支母排与电缆室中的电气元件连接。

进一步的，所述隔板为钢板，所述隔板的厚度为2mm。

进一步的，所述柜体顶部设有横流式风机，所述横流式风机与柜体内部相通。

进一步优选地，所述柜体顶面设有l型风机安装座，所述l型风机安装座为中空结构，l型风机安装座的内部空间与柜体内部相通，所述横流式风机安装在l型风机安装座上并与l型风机安装座的内部空间相通。

进一步的，所述横流式风机有两台，其中一台横流式风机与母线室相通，另一台横流式风机与断路器室相通。

其中，所述主母排在母线室中呈三角形布置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明具有四个独立的隔室，操作安全；元件布置合理、紧凑，采用水平转轴与垂直拉杆组合运动方式操作隔离开关分合闸，减少柜体尺寸，使隔离开关分合操作方便省力；

2.本发明采用的机械联锁机构和解锁装置，操作安全可靠，符合规范要求；

3.本发明利用支母排套管、穿心式电流互感器既做隔室之间的电气隔离，又做回路连接的方式，减少元件占用空间；

4.本发明在柜体顶部配置横流式风机，增强开关设备的散热性能；横流式风机采用l型安装座，利于热空气聚集和吸入，确保开关设备有良好的散热性能；

5.本发明整体强度高，操作省力、可靠，结构紧凑，散热性好。能满足额定电流4000a、额定开断电流63ka的12kv发电机出口断路器开关设备技术要求。

附图说明

图1为本发明正面示意图；

图2为本发明侧面示意图；

图3为图2中的i部的放大图；

图4为图3的a向视图；

图5为图2中b处的剖视图；

图6为后门解锁时图5的c向视图；

图7为后门锁住时图5的c向视图；

图中：1-柜体、2-前门、3-主母排套管、4-主母排、5-断路器分合闸杆、6-隔离开关操作孔、7-电缆室、8-后门、9-互感器安装板、10-穿心式电流互感器、11-水平转轴后钩板、12-柺臂、13-垂直拉杆、14-绝缘子、15-支母排套管、16-支母排、17-隔离开关、18-母线室、19-l型风机安装座、20-横流式风机、21-仪表室、22-观察窗、23-隔板、24-断路器室、25-真空断路器、26-水平转轴、27-操作孔挡板、28-锁杆、29-拉杆、30-断路器端柺臂、31-锁杆端柺臂、32-转轴、33-转轴支架、34-锁杆支架、35-后门条孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

如图1、2所示，本发明公开的12kv发电机出口断路器开关设备，包括柜体1，柜体1包括独立的电缆室7、母线室18、仪表室21和断路器室24，仪表室21位于柜体1前部上方，母线室18位于柜体1后部上方，电缆室7位于柜体1后部下方，断路器室24中安装有真空断路器25，电缆室7中安装有绝缘子14，母线室18内安装有主母排4和隔离开关17。柜体1上设有观察窗22，便于观察。

其中，断路器室24与母线室18、断路器室24与电缆室7、断路器室24与仪表室21均由隔板23分隔，隔板23为钢板，隔板23的厚度为2mm。电缆室7、母线室18、仪表室21和断路器室24独立设置，确保某一独立隔室的短路电弧故障不波及相邻隔室，减少故障危害。另外，也避免工作人员在某一独立隔室进行操作维护工作时，误触及其它独立隔室的带电体，确保工作人员安全。

断路器室24与母线室18之间的隔板23上安装有支母排套管15，隔离开关17通过穿过支母排套管15的支母排16与真空断路器25连接，这样既达到电气隔离，又满足一次回路连接的需要。断路器室24与电缆室7之间的隔板23上安装有穿心式电流互感器10，真空断路器25通过穿过穿心式电流互感器10的支母排16与电缆室7中的电气元件连接。这样既达到电气隔离，又满足一次回路连接的需要。其中穿心式电流互感器10采用1cr18ni9ti不锈钢板制成的互感器安装板9固定，避免大电流产生的涡流发热现象。主母排4在母线室18中呈三角形布置，减少隔离开关17与主母排4的距离，柜体1上有主母排套管3，主母排4的一端经主母排套管3穿出柜体1。

为最大限度地减少柜体1尺寸，使隔离开关17分合操作更方便、更省力，隔离开关17分合闸采用水平转轴与垂直拉杆13组合运动的方式。具体如下，柜体1中设有水平转轴26，水平转轴26的前端延伸到柜体1的前部，水平转轴26的后端延伸到柜体1的后部，水平转轴26上设有柺臂12，柺臂12与垂直拉杆13的一端连接，垂直拉杆13的另一端与隔离开关17连接，柜体1的前门2上设有用于旋转水平转轴26的隔离开关操作孔6，隔离开关操作孔6与水平转轴26的一端正对。使用时，操作人员在柜体1正面操作，通过隔离开关操作孔6旋转水平转轴26，水平转轴26带动柺臂12转动，再由柺臂12拉动垂直拉杆13上下运动，达到分合隔离开关17目的。

本发明还公开一种机械联锁机构，如图3所示，前门2上设有用于遮挡隔离开关操作孔6的操作孔挡板27，操作孔挡板27可沿前门2上下移动，断路器室24中设有用于阻挡操作孔挡板27向下移动的锁杆28，锁杆28与水平转轴26平行，水平转轴26位于锁杆28上方，真空断路器25的断路器分合闸杆5与锁杆28之间设有带动锁杆28前后移动的联动机构。其中，操作孔挡板27为z型，操作孔挡板27活动安装在前门2外侧，操作孔挡板27底部的水平部伸进柜体1中。

如图3、4所示，联动机构包括拉杆29、断路器端柺臂30、转轴32和锁杆端柺臂31，断路器分合闸杆5的一端与拉杆29的一端铰接，拉杆29的另一端与断路器端柺臂30的一端铰接，断路器端柺臂30的另一端与转轴32固接，锁杆端柺臂31的一端与转轴32固接，锁杆端柺臂31的另一端与锁杆28的一端铰接，锁杆28的另一端为自由端，锁杆28与转轴32垂直。如图4所示，转轴32安装于转轴支架33上，转轴32的两端分别固定连接有断路器端柺臂30和锁杆端柺臂31，锁杆28套装在锁杆支架34上。

当真空断路器25合闸时，真空断路器25中的断路器分合闸杆5向下运动，带动拉杆29向下运动。由于拉杆29与断路器端柺臂30相连，进而带动断路器端柺臂30以转轴32为中心顺时针转动；当断路器端柺臂30做顺时针转动时，带动转轴32顺时针转动，进而带动锁杆端柺臂31顺时针转动。由于锁杆28与锁杆端柺臂31有铰接关系，锁杆端柺臂31带动锁杆28向右伸出，阻挡操作孔挡板27向下移动。此时，操作孔挡板27遮挡住隔离开关操作孔6，操作人员不能操作水平转轴26，达到限制隔离开关17分合的目的。反之相同。

如图5、6、7所示，水平转轴26的后端设有水平转轴后钩板11，水平转轴后钩板11为条形，柜体1的后门8上竖直设有可供水平转轴后钩板11穿过的后门条孔35，水平转轴后钩板11的长度大于后门条孔35的宽度，当隔离开关17合闸时，水平转轴后钩板11处于水平位置；当隔离开关17分闸时，水平转轴后钩板11处于竖直位置。

如图7所示，当水平转轴26处于隔离开关17合闸角度时，水平转轴后钩板11为水平位置，此时，水平转轴后钩板11通过后门条孔35钩住后门8，使后门8处于锁住状态，操作人员不能打开后门8，避免误入带电间隔。如图6所示，当水平转轴26处于隔离开关17分闸角度时，水平转轴后钩板11旋转90°处于竖直位置，水平转轴后钩板11与后门条孔轴线重合，水平转轴后钩板11的外形尺寸又小于后门条孔35的外形尺寸，解除对后门8的锁定。

为降低开关设备通过大电流时产生的温升，如图1所示，柜体1顶部设有横流式风机20对开关设备进行散热，以确保开关设备温升满足标准要求。其中，横流式风机20有两台，其中一台横流式风机20安装在母线室18顶部并与母线室18相通，另一台横流式风机20安装在断路器室24顶部并与断路器室24相通。

柜体1顶面设有l型风机安装座19，l型风机安装座19为中空结构，l型风机安装座19的内部空间与柜体1内部相通，横流式风机20安装在l型风机安装座19上并与l型风机安装座19的内部空间相通。l型风机安装座19在柜体1顶部形成l型空间间隔，更容易聚集热空气。l型风机安装座19的台阶横面与台阶书面均与横流式风机20相通，扩大横流式风机20风道入口面积，加快热空气吸收速度。

本发明具有四个独立的隔室，操作安全；元件布置合理、紧凑，采用水平转轴与垂直拉杆组合运动方式操作隔离开关分合闸，减少柜体尺寸，使隔离开关分合操作方便省力；采用的机械联锁机构和解锁装置，操作安全可靠，符合规范要求。

本发明利用支母排套管、穿心式电流互感器既做隔室之间的电气隔离，又做回路连接的方式，减少元件占用空间；在柜体顶部配置横流式风机，增强开关设备的散热性能；横流式风机采用l型安装座，利于热空气聚集和吸入，确保开关设备有良好的散热性能。本发明整体强度高，操作省力、可靠，结构紧凑，散热性好，能满足额定电流4000a、额定开断电流63ka的12kv发电机出口断路器开关设备技术要求。

当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。