專利名稱：一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于高壓電器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及采用真空斷路器的一種U6kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，U6kV高電壓系統(tǒng)的氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備為圓筒形，采用鋁板經(jīng)氬弧焊接制成，體積龐大，直徑約1000毫米左右，內(nèi)部采用六氟化硫斷路器進(jìn)行電氣主回路的開(kāi)合，滅弧介質(zhì)為六氟化硫氣體，氣體壓力一般在0. 5^06MPa,這種大直徑鋁筒加工制造困難，軸向接縫處需進(jìn)行人工氬弧焊接，氣密性較難保證，容易因焊接質(zhì)量問(wèn)題造成六氟化硫氣體的泄漏和排放，引起設(shè)備內(nèi)部絕緣甚至開(kāi)斷能力的降低，進(jìn)而影響設(shè)備運(yùn)行的安全性；此外，采用六氟化硫斷路器進(jìn)行電氣主回路的開(kāi)合時(shí)，六氟化硫在電弧熱效應(yīng)的作用下會(huì)分解產(chǎn)生有毒有害的氣體，在水分子參與下還會(huì)生成劇毒粉塵，造成環(huán)境污染，各隔室之間采用700毫米左右較大直徑的盆式絕緣子進(jìn)行絕緣過(guò)渡，機(jī)械強(qiáng)度較弱，耐受壓力能力也較弱，由于三相導(dǎo)體鑲嵌在一個(gè)絕緣體中，此盆式絕緣子將承受相間絕緣應(yīng)力，加速了絕緣介質(zhì)的老化，還由于體積龐大，現(xiàn)有設(shè)備需要在用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最終的裝配和檢驗(yàn)，而用戶現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境較差，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法達(dá)到設(shè)備氣體密封連接所需要的環(huán)境(一般要求潔凈度為 1000000級(jí))，安裝后充入六氟化硫氣體，對(duì)氣體密封性能的檢測(cè)也只能進(jìn)行定性的檢測(cè)，即只能檢測(cè)是否漏氣，而不能檢測(cè)氣體的漏氣率，檢測(cè)結(jié)果很大程度上要受檢測(cè)設(shè)備靈敏度的限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，通過(guò)電場(chǎng)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提供在制造廠完成裝配和檢驗(yàn)，采用真空斷路器的U6kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)解決方案包括柜體外殼、真空斷路器隔室、真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換裝置、電流互感器隔室、電纜連接隔室、母線匯流隔室以及2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室，在電纜連接隔室和2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)，在電纜連接隔室和2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室的隔室外頂部安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述真空斷路器隔室、電流互感器隔室、電纜連接隔室、母線匯流隔室以及2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室共6個(gè)隔室均為獨(dú)立的且標(biāo)準(zhǔn)的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用碟式母線絕緣套管組件實(shí)現(xiàn)絕緣過(guò)渡連接，在所述真空斷路器隔室內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱，在所述6個(gè)隔室內(nèi)均安裝有實(shí)現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線。所述真空滅弧室極柱包括上屏蔽環(huán)、下屏蔽電極、上絕緣筒、下絕緣筒以及上出線端和下出線端，在上屏蔽環(huán)與上絕緣筒相互連接的部位、上絕緣筒與上出線端相互連接的部位、上出線端與下絕緣筒相互連接的部位以及下絕緣筒與下屏蔽電極相互連接的部位各設(shè)有環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)注入預(yù)混好的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合料，在常溫下固化后將下屏蔽電極、下絕緣筒、上出線端、上絕緣筒和上屏蔽環(huán)牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結(jié)構(gòu)，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室。所述雙片拼接母線包括左拼接母線和與左拼接母線對(duì)稱的右拼接母線，所述左拼接母線和右拼接母線兩端部用連接螺釘連接，外表面為光滑圓弧形。所述碟式母線絕緣套管組件的外徑小于300毫米，3個(gè)碟式母線絕緣套管組件按品字形布置，通過(guò)碟式套管安裝法蘭安裝在各個(gè)隔室的封板上。所述6個(gè)隔室均采用4mm厚無(wú)磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是(1)本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)開(kāi)關(guān)設(shè)備由六個(gè)充氣隔室組成，每個(gè)隔室均為獨(dú)立的且標(biāo)準(zhǔn)的單元，根據(jù)不同的要求可組合出多個(gè)接線方案，從而降低了制造成本和制作周期。(2)本實(shí)用新型各充氣單元均采用4mm厚無(wú)磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結(jié)構(gòu)，保證了焊接的氣密性，機(jī)械強(qiáng)度通過(guò)箱體上的加強(qiáng)筋得以保證，氣密性好，機(jī)械強(qiáng)度高，且氣箱間拼合精度高，適合于在氦檢設(shè)備中進(jìn)行氦氣檢漏，極大的提高了對(duì)氣箱漏氣率的控制和檢測(cè)，提高了產(chǎn)品的可靠性和安全性，降低了用戶的使用和維護(hù)的難度。(3)本實(shí)用新型采用真空開(kāi)斷代替六氟化硫開(kāi)斷，避免了有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生，組合式真空滅弧室極柱使真空滅弧室裝配在極柱外罩內(nèi)，靈活方便，一旦真空滅弧室自身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，只需更換真空滅弧室即可，外部的極柱外罩仍可繼續(xù)使用，而且極柱外罩制作過(guò)程中不需要任何模具，簡(jiǎn)化了極柱的制作工藝，降低了生產(chǎn)成本，通過(guò)電場(chǎng)分析和優(yōu)化上下出線端結(jié)構(gòu)以及增加電場(chǎng)屏蔽環(huán)，解決了在低氣壓六氟化硫時(shí)的絕緣問(wèn)題。(4)本實(shí)用新型采用直徑小于300毫米的碟式套管與硅橡膠墊的組合結(jié)構(gòu)代替盆式絕緣子，3個(gè)碟式母線絕緣套管組件按品字形布置安裝在各個(gè)隔室的封板上，減少了氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的體積，消除了相間絕緣應(yīng)力，避免了相間故障的可能性，提高了供電的可靠性和安全性，且通過(guò)使用碟式套管與硅橡膠墊的組合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)，在用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試時(shí)不涉及六氟化硫氣體的操作，提高了產(chǎn)品方案組合的靈活性和安全性，更好的滿足了用戶各種接線方案的要求。(5)本實(shí)用新型將一相母線分為左右對(duì)稱的兩個(gè)拼接母線，增大了母線的表面積， 因而提高了母線的載流量，按照產(chǎn)品導(dǎo)電連接的需要，左右對(duì)稱的兩個(gè)拼接母線可以制成所需要的復(fù)雜形狀，滿足了 126KV高壓氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備體積小和母線形狀復(fù)雜的要求。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的真空滅弧室極柱結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本實(shí)用新型的雙片拼接母線結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.碟式套管安裝法蘭，[0021]2.柜體外殼，[0022]3.真空斷路器隔室，[0023]4.真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，[0024]5.真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換裝置，[0025]6.真空滅弧室極柱，[0026]61.下出線端，[0027]62.下屏蔽電極，[0028]63.上出線端，[0029]64.上屏蔽環(huán)，[0030]65.上絕緣筒，[0031]66.下絕緣筒[0032]67.真空滅弧室，[0033]68.環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)，[0034]7.支母線，[0035]7-1.左拼接母線，[0036]7-2.右拼接母線，[0037]7-3.連接螺釘，[0038]8.電流互感器隔室，[0039]9.電流互感器，10.三工位隔離開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，11.電纜連接隔室，12.三工位隔離開(kāi)關(guān)，13.電纜內(nèi)錐套管，14.碟式母線絕緣套管組件，15.母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室，16.母線匯流隔室。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖提供本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，包括柜體外殼2、真空斷路器隔室3、真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換裝置5、電流互感器隔室8、安裝在電流互感器隔室8內(nèi)的電流互感器9、電纜連接隔室11、母線匯流隔室16以及2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室15，在電纜連接隔室11和2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室15的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)12，在電纜連接隔室11和2個(gè)母線及三工位開(kāi)關(guān)隔室15的隔室外頂部安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 10，實(shí)現(xiàn)三工位隔離開(kāi)關(guān)的分閘與合閘，在電纜連接隔室11內(nèi)安裝電纜內(nèi)錐套管13，實(shí)現(xiàn)與外部的電纜連接，所述真空斷路器隔室3、電流互感器隔室8、電纜連接隔室11、母線匯流隔室16以及2個(gè)母線及三工位開(kāi)關(guān)隔室15共6個(gè)隔室均為獨(dú)立的且標(biāo)準(zhǔn)的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，所述6個(gè)隔室均采用4mm厚無(wú)磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結(jié)構(gòu)，各隔室間采用本申請(qǐng)人在申請(qǐng)?zhí)枮?01020M8405. 4專利中公開(kāi)的碟式母線絕緣套管組件，實(shí)現(xiàn)絕緣過(guò)渡連接，單個(gè)碟式母線絕緣套管組件14 的外徑小于300毫米，3個(gè)碟式母線絕緣套管組件14按品字形布置，通過(guò)碟式套管安裝法蘭 1安裝在各個(gè)隔室的封板上，代替了原有的盆式絕緣子，完全消除了環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)的相間絕緣應(yīng)力，避免了相間故障的可能性，提高了供電的安全性和可靠性，此外，每個(gè)隔室均為獨(dú)立的氣密隔室，在每個(gè)氣密隔室設(shè)有2個(gè)單向氣閥，可單獨(dú)對(duì)各個(gè)氣密隔室在工廠內(nèi)進(jìn)行氦氣檢漏，提高了對(duì)設(shè)備漏氣率的控制，由于氦氣的分子直徑是六氟化硫氣體分子直徑的1/3 左右，且氦氣的動(dòng)力學(xué)粘度低于六氟化硫氣體的動(dòng)力學(xué)粘度，采用氦氣檢漏大大提高了對(duì)氣箱氣密性的控制，而且實(shí)現(xiàn)了定量檢測(cè)，氦檢漏氣率控制在5X10_5mbarXl/s，(毫巴X升 /秒)用戶現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需進(jìn)行氣體操作和氣體泄漏檢測(cè)，減少了用戶的工作難度的同時(shí)，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量控制，減少了六氟化硫氣體的排放，進(jìn)而提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和環(huán)保效益。在真空斷路器隔室3內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱6，如圖2所示，所述真空滅弧室極柱6包括上屏蔽環(huán)64、下屏蔽電極62、上絕緣筒65、下絕緣筒66以及上出線端63和下出線端61，在上屏蔽環(huán)64與上絕緣筒65相互連接的部位、上絕緣筒65與上出線端63相互連接的部位、上出線端63與下絕緣筒66相互連接的部位以及下絕緣筒66與下屏蔽電極62 相互連接的部位各設(shè)有環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)68，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)68注入預(yù)混好的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合料，經(jīng)加熱固化后將下屏蔽電極62、下出線端61、下絕緣筒66、上出線端 63、上絕緣筒65和上屏蔽環(huán)64牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結(jié)構(gòu)，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室67，所述真空滅弧室極柱6上端固定在斷路器隔室3的上蓋板，即斷路器轉(zhuǎn)換裝置的安裝板上、下端通過(guò)導(dǎo)電套與碟式套管電氣連接，本實(shí)用新型以單斷口的高壓真空斷路器作為主回路的開(kāi)斷元件，六氟化硫氣體不參與電路的開(kāi)斷，通過(guò)電場(chǎng)分析和電極外形的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了采用低壓力(0. 1 0. 2MPa)的六氟化硫氣體作為相間和相對(duì)地的絕緣介質(zhì)，在斷路器隔室3的前面上部安裝真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4，在斷路器隔室3的頂部上蓋板，即斷路器轉(zhuǎn)換裝置的安裝板上安裝與真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)4連接的真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換裝置5。在所述6個(gè)隔室內(nèi)均安裝有雙片拼接母線7，并通過(guò)這些雙片拼接母線7實(shí)現(xiàn)主回路的連通，如圖3所示，所述雙片拼接母線7包括左拼接母線71和與左拼接母線71對(duì)稱的右拼接母線72，所述左拼接母線71和右拼接母線72兩端部用連接螺釘73連接，外表面為光滑圓弧形。
權(quán)利要求1.一種U6kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，包括柜體外殼(2)、真空斷路器隔室 (3)、真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、真空斷路器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換裝置(5)、電流互感器隔室(8)、電纜連接隔室(11)、母線匯流隔室(16)以及2個(gè)母線及三工位開(kāi)關(guān)隔室(15)，在電纜連接隔室(11)和2個(gè)母線及三工位隔離開(kāi)關(guān)隔室(15)的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)(12)，在電纜連接隔室(11)和2個(gè)母線及三工位開(kāi)關(guān)隔室(15)的隔室外頂部安裝三工位隔離開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)，其特征在于，所述真空斷路器隔室(3)、電流互感器隔室(8)、電纜連接隔室 (11 )、母線匯流隔室(16)以及2個(gè)母線及三工位開(kāi)關(guān)隔室(15)共6個(gè)隔室均為獨(dú)立的且標(biāo)準(zhǔn)的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用碟式母線絕緣套管組件(14)實(shí)現(xiàn)絕緣過(guò)渡連接，在所述真空斷路器隔室(3)內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱 (6)，在所述6個(gè)隔室內(nèi)均安裝有實(shí)現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種U6kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述真空滅弧室極柱(6 )包括上屏蔽環(huán)(64 )、下屏蔽電極(62 )、上絕緣筒(65 )、下絕緣筒(66 ) 以及上出線端(63)和下出線端(61)，在上屏蔽環(huán)(64)與上絕緣筒(65)相互連接的部位、上絕緣筒(65)與上出線端(63)相互連接的部位、上出線端(63)與下絕緣筒(66)相互連接的部位以及下絕緣筒(66)與下屏蔽電極(62)相互連接的部位各設(shè)有環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)(68)， 通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂灌注點(diǎn)(68)注入預(yù)混好的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑的混合料，在常溫下固化后將下屏蔽電極(62)、下絕緣筒(66)、上出線端(63)、上絕緣筒(65)和上屏蔽環(huán)(64)牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結(jié)構(gòu)，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室(67)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種U6kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述雙片拼接母線(7)包括左拼接母線(71)和與左拼接母線(71)對(duì)稱的右拼接母線(72)，所述左拼接母線(71)和右拼接母線(72)兩端部用連接螺釘(73)連接，外表面為光滑圓弧形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述碟式母線絕緣套管組件(14)的外徑小于300毫米，3個(gè)碟式母線絕緣套管組件(14)按品字形布置，通過(guò)碟式套管安裝法蘭(1)安裝在各個(gè)隔室的封板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述 6個(gè)隔室均采用4mm厚無(wú)磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結(jié)構(gòu)。
專利摘要一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備，克服了現(xiàn)有技術(shù)126kV氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備體積大，需要在用戶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行最終的裝配和檢驗(yàn)，氣密性較難保證，以及采用六氟化硫斷路器進(jìn)行電氣主回路的開(kāi)合，容易造成環(huán)境污染，耐受壓力能力較弱的問(wèn)題，特征是6個(gè)隔室均采用4mm厚無(wú)磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結(jié)構(gòu)，在各隔室內(nèi)充入0.1～0.2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用直徑小于300毫米的碟式母線絕緣套管組件實(shí)現(xiàn)絕緣過(guò)渡連接，在真空斷路器隔室內(nèi)安裝真空滅弧室極柱，在6個(gè)隔室內(nèi)均安裝實(shí)現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線，有益效果是氣密性好、機(jī)械強(qiáng)度高、制造成本低且環(huán)境效益好，解決了在低氣壓條件下的絕緣問(wèn)題，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性。
文檔編號(hào)H02B13/055GK202167785SQ20112025480
公開(kāi)日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者劉廣斧, 國(guó)世崢, 廖漢, 弗萊伯格, 賈延超 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)華利能源設(shè)備制造有限公司