小型化户外环网箱的制作方法

本发明涉及配电设备技术领域，具体而言，涉及一种小型化户外环网箱。

背景技术：

配电网是指从电源侧（输电网和发电设施）接受电能，并通过配电设施就地或逐级分配给各类用户的电力网络。近年来，国家不断加大配电网规划、建设与改造力度和配电装备研发资金投入，在不断完善和提高原有产品技术水平的基础上，利用新技术、新材料、新工艺发展迅猛。在中压开关设备方面，取得了重大突破，产品呈现结构形式丰富，绝缘介质多样，技术参数和性能稳步提升。目前可供选择的设备不断问世，部分产品已经达到或接近国际先进水平。

为提高供电可靠性，使用户可以从两个方向获得电源，通常将供电网连接成环形，这种供电方式简称为环网供电。这样一来，虽然总电源是单路供电的，但从每一个配电支路来说却得到类似于双路供电的实惠，从而提高了供电的可靠性。随着坚强智能电网的不断发展，环网供电系统可靠性的优势将更加突出，环网供电所使用的高压开关设备一般习惯上称为环网柜，其核心部分采用负荷开关或负荷开关熔断器组合电器或断路器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点，被广泛应用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中。

环网柜（Ring Main Unit）一般分为空气绝缘、固体绝缘和气体绝缘三种，气体绝缘柜主要是SF6环网柜，因其利用绝缘性能优异的SF6气体绝缘，故整个柜子不受外部环境影响，同时SF6气体绝缘性能是空气的三倍，因而SF6环网柜体积小，占地面积少，备受用户青睐。当前环网柜如内部电缆室空间有限，容易在套管处产生扭力，很容易出现电缆连接问题。此外，开关器件分别安装，采用硅橡胶连接，体积大，集成化、模块化程度不高导致箱体占地面积大，在一些建设空间受限地域不能因地制宜开展配电台区建设。

随着分布式电源、微电网、智能用电、电动汽车的快速发展，配电网负荷快速增长，功能和形态正在发生显著变化，对环网供电安全性、可靠性、适应性的要求也越来越高。

例如授权公告号为 CN 206041236 U的中国实用新型专利，其公开了一种户外环网柜，包括箱体、环网柜体、顶盖、风机、太阳能电池板、蓄电池、控制器、门控灯；蓄电池、风机均与控制器电连接；顶盖与箱体的顶板之间围合成中空腔体；风机设置在中空腔体内；顶盖的左端和顶盖的右端均设有防尘网；箱体的左侧板上和箱体的右侧板上均分布有若干喷头；若干喷头通过导风管与风机的出风口相连接；还包括若干设置在箱体内的温度传感器；若干温度传感器均与控制器电连接；门控灯设置在箱体顶板的内侧上；门控灯与蓄电池电连接。该实用新型的有益效果是：能够有效降低箱体内的温度，能够提供照明，方便维修人员夜间进行维修操作，整体结构简单、合理，防尘性好，环保，能耗低。柜体内零部件较为零散，导致整个柜体体积大。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种小型化户外环网箱，以解决现有配电网系统中高压开关设备与控制设备结构型式不合理、占地面积大、施工周期长等问题，满足配电网发展趋势对环网柜小型化、集成化、智能化、高可靠、免维护和环境友好的要求。

按照本发明的一种小型化户外环网箱，包括箱体、主面板、进线套管、出线套管、接地开关、操作机构和底座，该环网箱采用共箱式结构，箱体的后部为一体式密封气箱，该气箱的前上部为操作机构室；该气箱的下部为避雷器室。本发明的环网箱结构紧凑、占地面积小、维护工作量小、安装方式灵活等优点，并结合其在箱式变电站中安装方式，小型化户外环网箱在配电网建设和城市线路的改建过程中具有广泛的应用。

优选的是，所述箱体上部设有充气阀和泄压通道。泄压阀能够保持密封气箱气压处于安全范围，充分保证设备和人身安全。

在上述任一方案中优选的是，所述充气阀上设有气压表，该气压表位于气箱的前部，可以简单直观监测绝缘气体状态信息。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体内设有负荷开关、熔仓和负荷开关熔断器组合柜，该组合柜内设有熔断器和避雷器，熔断器内的熔丝筒采用一字型布置。进（馈）线采用气体绝缘负荷开关柜，至变压器回路采用负荷开关熔断器组合电器柜，实现反时限过流保护，进出线采用侧进后出方式，进一步缩小箱体体积。

负荷开关为三工位负荷开关，其整合了负荷开关和接地开关两者的功能，并由一体式负荷开关来完成，这样可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀。开关操作方式带有弹簧储能机构，当开关轴旋转，使曲柄弹簧机构的螺旋压簧储能，在过死点将触电管相应移至“合”或“分”的位置后，能量释放，达到高速度分、合闸，弹簧储能机构使手动操作人员操作更加方便。

在上述任一方案中优选的是，所述熔断器采用限流熔断器，开断过程是熔体熔化而引起的电弧在石英砂作用下灭弧断开电路，同时熔断器撞针启动负荷开关的脱扣键 (即弹簧储能撞击器)，使负荷开关三极触头同步分闸，整个开断过程按反时限时间特性，在10ms内迅速切断故障，避免缺相运行。由于动作时间很短，转移电流远小于故障电流峰值，因此有效地保护了线路和电力设备。熔丝筒安装方式采用一字型布置，在节约连接母线和箱体纵向空间同时，通过脱扣连锁装置与操作机构室连接，更加简洁安全可靠。

在上述任一方案中优选的是，所述避雷器选用后注射工艺和全屏蔽结构。

在上述任一方案中优选的是，所述避雷器选用前插式交流无间隙氧化物肘型避雷器。

避雷器采用前插式交流无间隙氧化物肘型避雷器，保护配电变压器避免遭受雷击过电压和系统操作过电压损坏；避雷器采用先进的后注射工艺和屏蔽结构设计，全绝缘、全密闭、免维护、可以带电插拔；避雷器横向安装，底部朝上，可最大限度利用箱体空间，降低箱体高度尺寸，提高材料利用率。

在上述任一方案中优选的是，所述主面板上加入一次模拟线；主面板的下部设有带有自检测功能的高压带电显示器。

主面板上加入一次模拟线，模拟一次设备在密封气箱内电路关系和带电状态，有助于直观观察高压侧的带电状况。面板下部设计有带有自检测功能的高压带电显示器，可及时实现自我检测，保证其功能的正常和可靠性；出线侧带电显示器可与接地刀闸实行联锁，避免主回路带电合地刀。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体的顶部设有箱体盖板，所述盖板带有坡度为3°的排水倾角，避免箱体顶部积水影响设备安全运行。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体盖板的上方设有旋转式吊环，该吊环的螺栓可360°旋转，180°翻转，适合多种吊装工况，无弯矩扭矩，安全系数高；吊装完毕可收起吊环，设备有效高度可降低70mm。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体采用不锈钢激光焊接。大方美观，气密性好，防护等级达IP67，使得设备环境适应性强，可工作于多粉尘、潮湿、高海拔等恶劣环境。3mm不锈钢激光焊接不仅防水耐用，而且可保证密封气箱在抽真空、充气时能承受气压差而不变形。

在上述任一方案中优选的是，所述箱体的侧部和后部分别设有进线套管和出线套管。

为了适应配电网自动化及提高配电可靠性要求，可以根据需要加装电动机构、配电网控制终端单元等，实现后台主站对现场设备元件运行及故障监视、远方抄表、遥控操作等。

附图说明

图1为按照本发明的小型化户外环网箱的一优选实施例的左进后出线的主视图。

图2为按照本发明的小型化户外环网箱的一优选实施例的右进后出线的主视图。

图3为按照本发明的小型化户外环网箱的另一优选实施例左进后出线的主视图。

图4为按照本发明的小型化户外环网箱的另一优选实施例的右进后出线的主视图。

图5为按照本发明的小型化户外环网箱的图1所示实施例的侧视图。

图6为按照本发明的小型化户外环网箱的图5所示实施例的内部结构示意图。

图7为按照本发明的小型化户外环网箱的图1所示实施例的内部结构示意图。

附图标记说明：

一次模拟线1，高压带电显示器2，主面板3，旋转式吊环4，进线套管5，出线套管6，泄压通道7，负荷开关8，气箱9，接地开关10，充气阀11，操作机构12，熔断器13，避雷器14，气压表15，底座16，箱体盖板17，箱体18。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明小型化户外环网箱的具体实施方式作进一步的说明。

如图1、图2所示，按照本发明的小型化户外环网箱的一优选实施例的左进后出线、右进后出线的主视图。本发明的目的在于提供一种小型化户外环网箱，进出线路数为一进两出，该环网箱包括箱体18、主面板3、进线套管5、出线套管6、接地开关10、操作机构12和底座16（如图7所示），该环网箱采用共箱式结构，箱体18的后部为一体式密封气箱9，该气箱的前上部为操作机构室；该气箱的下部为避雷器室。本发明的环网箱结构紧凑、占地面积小、维护工作量小、安装方式灵活等优点，并结合其在箱式变电站中安装方式，小型化户外环网箱在配电网建设和城市线路的改建过程中具有广泛的应用。

如图6、图7所示，在本实施例中，所述箱体18上部设有充气阀11和泄压通道7。泄压阀17能够保持密封气箱气压处于安全范围，充分保证设备和人身安全。

在本实施例中，所述充气阀11上设有气压表15，该气压表位于气箱9的前部，可以简单直观监测绝缘气体状态信息。

在本实施例中，所述箱体18内设有负荷开关8、熔仓和负荷开关熔断器组合柜，该组合柜内设有熔断器13和避雷器14，熔断器内的熔丝筒采用一字型布置。进（馈）线采用气体绝缘负荷开关柜，至变压器回路采用负荷开关熔断器组合电器柜，实现反时限过流保护，进出线采用侧进后出方式，进一步缩小箱体体积。

负荷开关8为三工位负荷开关，其整合了负荷开关和接地开关两者的功能，并由一体式负荷开关来完成，这样可以实现机械闭锁，防止主回路带电合地刀。开关操作方式带有弹簧储能机构，当开关轴旋转，使曲柄弹簧机构的螺旋压簧储能，在过死点将触电管相应移至“合”或“分”的位置后，能量释放，达到高速度分、合闸，弹簧储能机构使手动操作人员操作更加方便。

在本实施例中，所述熔断器13采用限流熔断器，开断过程是熔体熔化而引起的电弧在石英砂作用下灭弧断开电路，同时熔断器撞针启动负荷开关的脱扣键 (即弹簧储能撞击器)，使负荷开关三极触头同步分闸，整个开断过程按反时限时间特性，在10ms内迅速切断故障，避免缺相运行。由于动作时间很短，转移电流远小于故障电流峰值，因此有效地保护了线路和电力设备。熔丝筒安装方式采用一字型布置，在节约连接母线和箱体纵向空间同时，通过脱扣连锁装置与操作机构室连接，更加简洁安全可靠。

在本实施例中，所述避雷器14选用后注射工艺和全屏蔽结构。

在本实施例中，所述避雷器14选用前插式交流无间隙氧化物肘型避雷器。

避雷器采用前插式交流无间隙氧化物肘型避雷器，保护配电变压器避免遭受雷击过电压和系统操作过电压损坏；避雷器采用先进的后注射工艺和屏蔽结构设计，全绝缘、全密闭、免维护、可以带电插拔；避雷器横向安装，底部朝上，可最大限度利用箱体空间，降低箱体高度尺寸，提高材料利用率。

在本实施例中，所述主面板3上加入一次模拟线1；主面板3的下部设有带有自检测功能的高压带电显示器2。

主面板3上加入一次模拟线1，模拟一次设备在密封气箱内电路关系和带电状态，有助于直观观察高压侧的带电状况。面板下部设计有带有自检测功能的高压带电显示器2，可及时实现自我检测，保证其功能的正常和可靠性；出线侧带电显示器2可与接地刀闸实行联锁，避免主回路带电合地刀。

在本实施例中，所述箱体18的顶部设有箱体盖板17，所述盖板带有坡度为3°的排水倾角，避免箱体顶部积水影响设备安全运行。

在本实施例中，所述箱体盖板17的上方设有旋转式吊环4（如图5所示），该吊环的螺栓可360°旋转，180°翻转，适合多种吊装工况，无弯矩扭矩，安全系数高；吊装完毕可收起吊环，设备有效高度可降低70mm。

在本实施例中，所述箱体18采用不锈钢激光焊接。大方美观，气密性好，防护等级达IP67，使得设备环境适应性强，可工作于多粉尘、潮湿、高海拔等恶劣环境。3mm不锈钢激光焊接不仅防水耐用，而且可保证密封气箱在抽真空、充气时能承受气压差而不变形。

在本实施例中，所述箱体18的侧部和后部分别设有进线套管5和出线套管6（如图5所示）。

最后参阅图3、图4所示，本发明还公开了进出线路数为一进三出的结构，内部结构与一进两出相同，与一进两出环网箱相比增加一组出线布置，在此不加赘述。

本发明的小型化户外环网箱具有以下优点：

1、本发明的小型化户外环网箱按照户外使用要求设计，防护等级高，耐候性强，省去了传统安装防护外壳，散热、除湿、除霜、化露等不再另耗能源，从而实现节能。

2、小型化户外环网箱一体式紧凑型设计，体积小巧，外形规则，直接坐落在电力变压器上方，实现“零”占地面积，电缆井设计建造与箱变地基设计建造合二为一，大大加快施工进度。

3、小型化户外环网箱应用于小型化预装式变电站时，安装于变压器上方，进出线套管和操作面处于1.5-1.8m，方便操作人员安装检修，符合人体工程学设计。

4、小型化户外环网箱采用标准化设计，可根据出线方案选装，与变压器直接做成一体式独立配电单元，现场安装时无需二次组合，所有设备在厂区预先完成组装、接线和调试，减少了建设周期，可满足快速供电需求。

5、小型化户外环网箱进出线套管设于箱体侧部和后部，采用开放式电缆安装空间，不受防护外壳与户内型环网柜之间的空间限制，电缆安装扩展方便、高效、便捷。

6、小型化户外环网箱操作机构面板上加入一次模拟线，有助于直观观察高压侧的开关分合状况、检修试验、带电状态的确定，提高运维安全可靠性。

7、使用带有自检测功能的高压带电显示器2，可及时实现自我检测，保证其功能的正常和可靠性；出线侧带电显示器可与接地刀闸实行联锁，避免主回路带电合地刀。

8、所有带电部件均密封在可靠接地封闭气箱内，不受外部环境影响，免维护；各部件和连接附件均进行全绝缘、全密封、全屏蔽结构设计，安全可靠可触摸。

本领域技术人员不难理解，本发明的小型化户外环网箱包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本发明的范围已经不言自明。