一种环保型充气开关柜制造技术

本发明专利技术提供了一种环保型充气开关柜，解决C‑GIS开关柜中使用的绝缘气体产生温室效应环境，不利于环保的问题。包括柜体、断路器固封极柱、三工位装置、进出线套管以及顶扩套管或侧扩套管；顶扩套管或侧扩套管安装在母线室的柜体上；三工位装置安装在母线室与断路器室之间的金属隔板上；断路器固封极柱和进出线套管均安装在断路器室的柜体上；顶扩套管或侧扩套管通过连接导体与所述三工位装置上端电连接；三工位套管下端通过连接导体与断路器固封极柱的动端连接金具电连接；断路器固封极柱的静端连接金具通过连接导体与进出线套管电连接；断路器固封极柱、三工位装置、进出线套管及顶扩套管或侧扩套管的绝缘套上均设置有增爬结构。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型充气开关柜
本专利技术属于中高压电力系统
，具体涉及一种环保型充气开关柜。
技术介绍
目前，国内外40.5kV(36kV)及以下C-GIS开关柜中的绝缘气体是SF6，这种气体的绝缘性能优异、灭弧能力强、稳定性可靠，是目前国内外用于高压C-GIS开关柜中的主流绝缘气体，但SF6却是一种温室效应气体，《京都议定书》已明确将SF6气体列为全球限制使用的6种气体之一。SF6气体产生的温室效应已成为不容忽视的全球性问题，中国在2015年巴黎气候变化大会上承诺，在国际社会中主动承担国际责任，并在解决国际气候变化问题上充分发挥建设性作用。因此，我们也应响应行业号召，研发C-GIS开关柜中SF6替代气体，这种替代气体应为环保型气体，比如干燥空气、氮气等，由于这类环保型气体与SF6气体相比，其绝缘性能弱，因此，现有SF6气体中使用的绝缘件不能直接应用在空间有限的环保型气体C-GIS开关柜中，否则会有闪络、爬电等风险发生。因此，亟需制作一种满足性能要求的环保型充气开关柜，以便真正实现可替代性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中C-GIS开关柜中使用的绝缘气体产生温室效应环境，不利于环保的问题，而提供了一种环保型充气开关柜。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：一种环保型充气开关柜，包括柜体，该柜体由金属隔板自上而下分割为母线室、断路器室以及电缆室；其特殊之处在于，还包括断路器固封极柱、三工位装置、进出线套管以及顶扩套管或侧扩套管；所述顶扩套管或侧扩套管安装在母线室的柜体上；即：可以采用顶扩套管，也可以采用侧扩套管；所述三工位装置安装在母线室与断路器室之间的金属隔板上，其上端位于母线室内，下端位于断路器室内；所述断路器固封极柱和进出线套管均安装在断路器室的柜体上；所述顶扩套管或侧扩套管通过连接导体与所述三工位装置上端电连接；三工位套管下端通过连接导体与断路器固封极柱的动端连接金具电连接；断路器固封极柱的静端连接金具通过连接导体与进出线套管电连接；进出线套管通常外接电缆、避雷器或者电压互感器(PT)等；连接导体可以使用铜材或铝材，但在选用时，大多使用铜排或铜管这类铜材；所述断路器固封极柱、三工位装置、进出线套管以及顶扩套管或侧扩套管的绝缘套上均设置有用于增加沿面爬电距离的增爬结构，可以提升各个绝缘件的绝缘强度。进一步地，所述增爬结构按照以下方法设计：1)确定环保型充气开关柜中各个绝缘件的结构尺寸：对于母线室中竖直安装的绝缘件，确定其高度小于等于母线室内部高度h1的四分之一，确定其最大外径为小于等于母线室内部宽度b1并内部深度d1的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b1和内部深度d1，满足两者要求，即小于等于内部宽度b1的五分之一、以及小于等于内部深度d1的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；对于母线室内水平安装的绝缘件，确定其高度小于等于母线室内部宽度b1的四分之一，确定其最大外径为小于等于母线室内部宽度b1并内部深度d1的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b1和内部深度d1，满足两者要求，即小于等于内部宽度b1的五分之一、以及小于等于内部深度d1的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；对于断路器室内竖直安装的绝缘件，确定其高度为小于等于断路器室内部高度h2的五分之一；确定其最大外径为小于等于断路器室内部宽度b2并内部深度d2的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b2和内部深度d2，满足两者要求，即小于等于内部宽度b2的五分之一、以及小于等于内部深度d2的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；对于断路器室内水平安装的绝缘件，确定其高度为小于等于断路器室内部宽度b2的五分之一；确定其最大外径为小于等于断路器室内部宽度b2并内部深度d2的五分之一(绝缘件安装时最大外径应同时考虑内部宽度b2和内部深度d2，满足两者要求，即小于等于内部宽度b2的五分之一、以及小于等于内部深度d2的五分之一)；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；所述绝缘件中，高压导体最大外径处的绝缘件绝缘厚度t1大于等于25mm小于等于40mm；高压导体最大外径相对应的外部屏蔽环处的绝缘件绝缘厚度t2大于等于25mm小于等于40mm；所述绝缘件表面的绝缘场强小于等于1.2kV/mm；2)确定各个绝缘件的增爬结构：按每千伏大于等于5mm小于等于10mm的标准确定爬电距离，并根据爬电距离设计满足要求的增爬结构；所述增爬结构为至少一层增爬裙，所述增爬裙沿径向由内向外设置在各个绝缘件的绝缘套位于气室内的端部，且相邻增爬裙之间形成增爬凹槽；在绝缘件整体绝缘高度不变的情况下，按照每增加一个增爬裙将使绝缘件的耐压水平UP提高5％～10％的标准确定增爬裙的层数，且考虑到柜体空间尺寸的要求，增爬裙的层数增加所提高的绝缘件沿面耐压水平UP每毫米大于等于300V小于等于400V。进一步地，步骤2)中,所述增爬裙设置有一层时，其与高压导体之间或者其与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽；所述增爬裙设置有多层时，最内侧增爬裙与高压导体之间或最外侧增爬裙与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽，以与增爬裙位于同一端的高压导体的端面为基准面，相邻增爬裙之间，外侧增爬裙顶端与所述基准面之间的距离比内侧增爬裙顶端与所述基准面之间的距离长10～50mm；定义：由内向外，增爬裙的高度为Hn，其中，n为增爬裙层数；增爬凹槽的最大宽度为K；增爬裙顶端的圆角为R1；增爬凹槽槽底的倒角为R2；考虑到柜体空间的限制，所述Hn的范围为10～50mm，其大于等于K小于等于2K；所述R1的范围为1.5～4mm；所述R2的范围为2～5mm。进一步地，所述断路器固封极柱包括位于同一绝缘套筒中的真空泡子、静端连接金具、动端连接金具以及动端滑动金具；所述绝缘套筒包括相互连通的竖向绝缘筒和中部横向绝缘筒；所述静端连接金具、真空泡子以及动端滑动金具自上而下依次设置在竖向绝缘筒内；所述动端连接金具位于横向绝缘筒内，且其一端伸入竖向绝缘筒内；所述静端连接金具的一端与所述真空泡子的静端电连接；所述动端滑动金具的一端与真空泡子的动端电连接；所述动端连接金具的一端伸入竖向绝缘筒内与动端滑动金具周向上的导电触指电连接；所述绝缘套筒包裹静端连接金具另一端的端部、包裹动端连接金具另一端的端部以及包裹动端滑动金具另一端的内壁上均设置有两层增爬裙；其中，静端连接金具与包裹其的内侧增爬裙之间形成增爬凹槽；动端连接金具与包裹其的内侧增爬裙之间形成增爬凹槽；动端滑动金具处的外侧增爬裙与绝缘筒内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保型充气开关柜，包括柜体(11)，该柜体(11)由金属隔板(3)自上而下分割为母线室(1)、断路器室(2)以及电缆室；/n其特征在于：还包括断路器固封极柱(6)、三工位装置(5)、进出线套管(7)以及顶扩套管(4)或侧扩套管(9)；/n所述顶扩套管(4)或侧扩套管(9)安装在母线室(1)的柜体(11)上；/n所述三工位装置(5)安装在母线室(1)与断路器室(2)之间的金属隔板(3)上，其上端位于母线室(1)内，下端位于断路器室(2)内；/n所述断路器固封极柱(6)和进出线套管(7)均安装在断路器室(2)的柜体(11)上；/n所述顶扩套管(4)或侧扩套管(9)通过连接导体(8)与所述三工位装置(5)上端电连接；三工位套管(38)下端通过连接导体(8)与断路器固封极柱(6)的动端连接金具(33)电连接；断路器固封极柱(6)的静端连接金具(32)通过连接导体(8)与进出线套管(7)电连接；/n所述断路器固封极柱(6)、三工位装置(5)、进出线套管(7)以及顶扩套管(4)或侧扩套管(9)的绝缘套上均设置有用于增加沿面爬电距离的增爬结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保型充气开关柜，包括柜体(11)，该柜体(11)由金属隔板(3)自上而下分割为母线室(1)、断路器室(2)以及电缆室；
其特征在于：还包括断路器固封极柱(6)、三工位装置(5)、进出线套管(7)以及顶扩套管(4)或侧扩套管(9)；
所述顶扩套管(4)或侧扩套管(9)安装在母线室(1)的柜体(11)上；
所述三工位装置(5)安装在母线室(1)与断路器室(2)之间的金属隔板(3)上，其上端位于母线室(1)内，下端位于断路器室(2)内；
所述断路器固封极柱(6)和进出线套管(7)均安装在断路器室(2)的柜体(11)上；
所述顶扩套管(4)或侧扩套管(9)通过连接导体(8)与所述三工位装置(5)上端电连接；三工位套管(38)下端通过连接导体(8)与断路器固封极柱(6)的动端连接金具(33)电连接；断路器固封极柱(6)的静端连接金具(32)通过连接导体(8)与进出线套管(7)电连接；
所述断路器固封极柱(6)、三工位装置(5)、进出线套管(7)以及顶扩套管(4)或侧扩套管(9)的绝缘套上均设置有用于增加沿面爬电距离的增爬结构。


2.根据权利要求1所述的环保型充气开关柜，其特征在于：所述增爬结构按照以下方法设计：
1)确定环保型充气开关柜中各个绝缘件的结构尺寸：
对于母线室(1)中竖直安装的绝缘件，确定其高度小于等于母线室(1)内部高度h1的四分之一，确定其最大外径为小于等于母线室(1)内部宽度b1并内部深度d1的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；
对于母线室(1)内水平安装的绝缘件，确定其高度小于等于母线室(1)内部宽度b1的四分之一，确定其最大外径为小于等于母线室(1)内部宽度b1并内部深度d1的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；
对于断路器室(2)内竖直安装的绝缘件，确定其高度为小于等于断路器室(2)内部高度h2的五分之一；确定其最大外径为小于等于断路器室(2)内部宽度b2并内部深度d2的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；
对于断路器室(2)内水平安装的绝缘件，确定其高度为小于等于断路器室(2)内部宽度b2的五分之一；确定其最大外径为小于等于断路器室(2)内部宽度b2并内部深度d2的五分之一；再根据绝缘场强验证并调整该绝缘件的高度和最大外径，所述调整必须符合所限定绝缘件的高度和最大外径尺寸条件；
所述绝缘件中，高压导体最大外径处的绝缘件绝缘厚度t1大于等于25mm小于等于40mm；高压导体最大外径相对应的外部屏蔽环(17)处的绝缘件绝缘厚度t2大于等于25mm小于等于40mm；
所述绝缘件表面的绝缘场强小于等于1.2kV/mm；
2)确定各个绝缘件的增爬结构：
按每千伏大于等于5mm小于等于10mm的标准确定爬电距离，并根据爬电距离设计满足要求的增爬结构；所述增爬结构为至少一层增爬裙(14)，所述增爬裙(14)沿径向由内向外设置在各个绝缘件的绝缘套位于气室内的端部，且相邻增爬裙(14)之间形成增爬凹槽(15)；
在绝缘件整体绝缘高度不变的情况下，按照每增加一个增爬裙(14)将使绝缘件的耐压水平UP提高5％～10％的标准确定增爬裙(14)的层数，且增爬裙(14)的层数增加所提高的绝缘件沿面耐压水平UP每毫米大于等于300V小于等于400V。


3.根据权利要求2所述的环保型充气开关柜，其特征在于：
步骤2)中，所述增爬裙(14)设置有一层时，其与高压导体之间或者其与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽(15)；
所述增爬裙(14)设置有多层时，最内侧增爬裙(14)与高压导体之间或者最外侧增爬裙(14)与绝缘套内壁之间形成增爬凹槽(15)，以与增爬裙(14)位于同一端的高压导体的端面为基准面，相邻增爬裙(14)之间，外侧增爬裙(14)顶端与所述基准面之间的距离比内侧增爬裙(14)顶端与所述基准面之间的距离长10～50mm；
定义：由内向外，增爬裙(14)的高度为Hn，其中，n为增爬裙(14)层数；增爬凹槽(15)的最大宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶霖，杨筱安，
申请(专利权)人：西安神电泾阳电器有限公司，西安神电高压电器有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61