CN103915282B - 新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块 - Google Patents

Abstract

一种新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，由三工位隔离接地开关操作端，三工位隔离接地开关，母线接口，出线端子，真空开关，隔离静触头，接地触头，环氧树脂壳体以及端盖组成；其特征在于：所述三工位隔离接地开关和真空开关平行浇铸于环氧树脂壳体内，并通过动触头支撑与导电触指座连接;所述的接地触头通过后装配的方式安装于端盖或环氧树脂壳体上;隔离静触头固封于环氧树脂壳体内。本发明的高压部件在工作位置时外表轮廓都经过优化，不需要在环氧树脂壳体内浇铸额外的屏蔽网，易于实现产品小型化，简化了制造工艺；不存在局部电场集中，即使在满足人体可触及部位都接地的条件下产品局部放电量也很低；降低整个产品报废的风险。

Description

新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块

技术领域

本发明涉及一种使用于高压开关设备内的真空开关三工位隔离接地开关模块，特别是一种用于固体绝缘全封闭组合电器上的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块。

背景技术

环网供电是配电系统中常用的供电形式，而环网柜是实现安全供电的核心部件，一般分空气绝缘，SF6绝缘和固体绝缘三类。由于空气绝缘性能限制，空气绝缘环网柜一般体积较大，占地面积大。并且由于高压带电部件直接暴露于空气中，产品性能受和可靠性会直接受环境影响。SF6是一种温室效应极强的气体，约为CO2的23000多倍，并且极不易分解，另外SF6环网柜还存在泄漏而严重降低产品绝缘性能的隐患。

固体绝缘环网柜通过将高压带电部件固封于环氧材料内，利用环氧优异的电气性能来实现绝缘。虽然在环氧腔体内部的绝缘介质同样是空气，但它的体积远远小于传统空气环网柜。由于高压带电部件都密封在环氧腔体内，产品对环境的适应性大大增强。另外在环氧树脂壳体的外表面涂上导电或者半导电层已实现接地，更使得产品可靠性大大提高。固体绝缘作为新型技术有其独特的优势，同样设计上也带来新的挑战，即如何在实现产品小型化，绝缘件外表面接地的同时获得较低局部放电量。

固体绝缘环网柜一次侧元件主要包括真空开关，接地开关，隔离开关，进线套管/接口，出现套管/接口，熔断器等。而将真空开关，接地开关和/或隔离开关与浇铸在一个模块里是市场的主流设计。在目前设计中接地开关和隔离开关有做成刀闸式三工位开关的，也有用真空开关来实现隔离和接地功能的。

固定刀闸需要用到螺钉或者销钉，由于螺钉或者销钉的凸起会造成电场集中，从而降低产品的耐压能力。特别是对于绝缘件外部接地的设计，不利于产品小型化。这类设计还需要在环氧材料内浇铸屏蔽网来改善电场，制造工艺复杂。用真空开关能够有效地控制电场， 降低局部放电量，但是真空开关成本高，另外真空开关由于泄漏及断口不可见等因素作为隔离开关还没有被广泛接受。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本设计的目的在于提供一种制作工艺简单、内部场强均匀可控，绝缘件外表面接地的小型化固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块。

为了实现上述目的，本设计的技术方案如下：

一种新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，由三工位隔离接地开关操作端，三工位隔离接地开关，母线接口，出线端子，真空开关，隔离静触头，接地触头，环氧树脂壳体以及端盖主要元件组成；所述三工位隔离接地开关和真空开关平行浇铸于环氧树脂壳体内，并通过动触头支撑与导电触指座连接；所述的接地触头通过后装配的方式安装于端盖或环氧树脂壳体上；隔离静触头固封于环氧树脂壳体内。

所述的三工位隔离接地开关操作端一端与三工位操作机构输出轴通过销钉等(不限于)固定连接在一起，另一端穿过接地触头与绝缘驱动杆通过螺纹(不限于)固定连接在一起；三工位隔离接地开关操作端与接地触头用密封圈密封。

所述的接地触头两侧安装有轴承，用于支撑三工位隔离接地开关操作端。

所述的绝缘驱动杆与驱动螺母配合形成丝杠螺母结构。

所述的驱动螺母与动触头固定连接；绝缘驱动杆带动驱动螺母和动触头上下运动实现三工位隔离接地开关的关合、隔离和接地。

所述的三工位操作机构为现有技术，可选择电机驱动齿轮传动副组成，通过电机正反转带动三工位隔离接地开关操作端正反转动，实现开关的不同位置切换。

所述的三工位隔离接地开关通过动触头支撑两端侧壁上固定有导向块，用于限制动触头转动。

所述的动触头与驱动螺母固定连接。

所述的动触头两端装有导电触指；用于在关合位置时导通隔离静触头和动触头支撑，在接地位置时导通接地触头和动触头支撑。

所述的接地触头后装配方式为可拆固定连接方式；所述的接地触头后装配方式可以通过螺钉固定。

所述的导电触指座中加工有安装导电触指的槽。

所述的导电触指座通过可拆固定连接方式安装在动触头支撑上。

所述的导电触指座与动触头支撑之间的可拆固定连接，可以是螺纹连接、销连接、弹性形变连接、锁扣连接、插接方式。

所述的动触头支撑与环氧树脂壳体之间距离不小于2mm。

所述的动触头支撑表面可涂上一层绝缘或半导电层；可以改善动触头支撑表面电场，提高击穿电压特别是雷电冲击击穿电压。

所述的真空开关与导电触指座一起浇铸于环氧树脂壳体内，之间通过导电触指连接。

所述的真空开关下端浇铸有出线端子，用于连接出线，上端通过螺纹与绝缘拉杆连接。

所述的绝缘拉杆与波纹管上端密封连接，波纹管下端密封固定于端盖上，实现绝缘拉杆接口与环氧树脂壳体腔体的密封。

所述的环氧树脂壳体与端盖的接触面上有密封槽，用于装入密封圈，达到环氧树脂壳体与端盖之间的密封。

所述的环氧树脂壳体左侧开有观察窗，用于判断动触头的工作位置，环氧树脂壳体内侧浇铸有伞裙。

所述的动触头内部安装有位置指示牌和复位弹簧；动触头处于非接地位置时复位弹簧总保持位置指示牌突出在动触头外；当动触头处于隔离位置，操作者可以通过观察窗看到位置指示牌；当动触头运动到接地位置时，接地触头将推动位置指示牌压缩复位弹簧。该位置指示方法在不增加触头绝缘距离的前提下，即不增加产品尺寸的前提下，可以提供更加明确的位置辨识标识。

本发明有如下优点：

1、所有高压部件在工作位置时外表轮廓都经过优化，不需要在环氧树脂

壳体内浇铸额外的屏蔽网，产品电场均匀，相同耐受电压下所需的绝缘距离更短，易于实现产品小型化。另外由于无需浇铸屏蔽网，简化了制造工艺。

2、整个模块工作状态下带电的部件周围气隙可根据设计要求来设定，不存在局部电场集中，即使在满足人体可触及部位都接地的条件下产品局部放电量也很低。

3、本设计中导电触指座通过可拆卸的方式装配在动触头支撑上，相比于直接浇铸在环氧树脂壳体内的方式，避免了由于导电触指损坏或者浇铸前忘记装入导电触指而导致整个产品报废的风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明结构实施原理构图

具体实施方式

如图1所示，一种新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，包括三工位隔离接地开关操作端1，三工位隔离接地开关3，母线接口11，出线端子13，真空开关16，环氧树脂壳体18以及端盖20。三工位隔离接地开关2和真空开关16水平布置处于同一个气室，并通过动触头支撑6与导电触指座15连接，导电触指座15通过可拆固定连接方式安装在动触头支撑6上。导电触指座与动触头支撑之间的可拆固定连接，可以是螺纹连接、销连接、弹性形变连接、锁扣连接、插接方式。

在本实施方式中选择：导电触指座15通过螺纹连接方式安装在动触头支撑6上，导电触指座15内部加工有安装导电触指的槽。

三工位隔离接地开关操作端1一端与三工位操作机构相连，另一端穿过接地触头2与绝缘驱动杆4固定连接在一起。三工位隔离接地开关操作端1与绝缘驱动杆4也可以做成一体。三工位隔离接地开关操作端1与接地触头2通过密封圈密封。接地触头2两侧安装有轴承，用于支撑三工位隔离接地开关操作端1。

三工位隔离接地开关3的接地触头2通过后装配的方式安装于端盖20或环氧树脂壳体18上。隔离静触头12固封于环氧树脂壳体18。动触头支撑6通过后装配的方式与导电触指座15连接。动触头9上下运动实现三工位隔离接地开关的关合，隔离以及接地工作，其运动实现方式为：三工位操作机构通过三工位隔离接地开关操作端1带动绝缘驱动杆4转动，并带动与动触头9固定在一起的驱动螺母10。由于在动触头支撑6内壁固定的导向块7会限制动触头9转动，使得驱动螺母10和动触头9 只能上下运动。动触头9两端装有导电触指8，用于导通动触头9和其它部件之间的电路。

用于和动触头支撑6连接的真空开关触头座15与真空开关14一起浇铸于环氧树脂壳体内，他们之间通过导电触指连接。真空开关14下端浇铸有用于连接出线的出线端子13，上端通过螺纹与绝缘拉杆17连接。绝缘拉杆17与波纹管21上端密封连接，波纹管21下端密封固定于端盖20上，实现绝缘拉杆17接口与环氧树脂壳体18腔体的密封。环氧树脂壳体18与端盖20的接触面上有密封槽19，用于装入密封圈实现二者之间的密封。装配后所有高压带电部件都被环氧树脂密封可达IP68的防护等级，模块可以在水下正常运行。环氧材料的外表面涂有导电或半导电层用于接地，这样就保证了整个模块的可触及区域都处于低电势。

环氧树脂壳体18左侧开有观察窗5，用于判断动触头9的工作位置，提高了操作安全性。其可行的实现方式为：在动触头9内部安装有位置指示牌22和复位弹簧23，动触头9处于非接地位置时复位弹簧总保持位置指示牌22突出在动触头9外。当动触头9处于隔离位置，操作者可以通过观察窗5看到位置指示牌22。当动触头9运动到接地位置时，接地触头2将推动位置指示牌22压缩复位弹簧23。该位置指示方法在不增加触头绝缘距离的前提下，即不增加产品尺寸的前提下，可以提供更加明确的位置辨识标识。

在不同的使用情况下，由于导体周围的绝缘材料被电极化，导致绝缘材料呈现带电现象，此带电区的半径即为爬电距离。为了在有限空间内满足爬电距离要求，环氧树脂壳体18内侧浇铸有伞裙。

Claims (6)

1.一种新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，由三工位隔离接地开关操作端，三工位隔离接地开关，母线接口，出线端子，真空开关，隔离静触头，接地触头，环氧树脂壳体以及端盖组成；所述三工位隔离接地开关和真空开关平行浇铸于环氧树脂壳体内，并通过动触头支撑与导电触指座连接；隔离静触头固封于环氧树脂壳体内，其特征在于：所述的接地触头通过后装配的方式安装于端盖或环氧树脂壳体上；所述的接地触头后装配方式为可拆固定连接方式；所述的三工位隔离接地开关通过动触头支撑两端侧壁上固定有导向块，用于限制动触头转动。

2.根据权利要求1所述的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，其特征在于：所述的导电触指座通过可拆固定连接方式安装在动触头支撑上。

3.根据权利要求2所述的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，其特征在于：所述的导电触指座与动触头支撑之间的可拆固定连接是螺纹连接、销连接、弹性形变连接、锁扣连接或插接方式。

4.根据权利要求1所述的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，其特征在于：所述的动触头支撑与环氧树脂壳体之间距离不小于2mm。

5.根据权利要求1所述的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，其特征在于：动触头支撑表面可涂上一层绝缘或半导电层。

6.根据权利要求1所述的新型固体绝缘真空开关三工位隔离接地开关模块，其特征在于：所述的动触头内部安装有位置指示牌和复位弹簧；动触头处于非接地位置时复位弹簧总保持位置指示牌突出在动触头外；当动触头处于隔离位置，操作者可以通过观察窗看到位置指示牌；当动触头运动到接地位置时，接地触头将推动位置指示牌压缩复位弹簧。