CN217281849U - 一种高压交流金属封闭开关设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压交流金属封闭开关设备，包括：柜体，内部分割形成有断路器室和母线室；固体绝缘断路器，安装于断路器室，固体绝缘母线，安装于母线室内，并与断路器室的输出端相连；母线套管，安装于柜体上，母线管套的一端位于母线室内，另一端位于柜体外表面，固体绝缘母线穿设于母线套管以穿出柜体。上述高压交流金属封闭开关设备，由于固体绝缘断路器是采用数组开关和相关带电部件整体采用环氧树脂进行浇筑，这样一来使得开关内部相间及对地的安全绝缘距离从空气绝缘的1250mm缩短到6‑8mm，如此便大大减少了固体绝缘断路器的体积，从而减小高压交流金属封闭开关设备的体积。并且可以在环境恶劣的地方使用，尤其适用于海外海上风电机组。

Description

一种高压交流金属封闭开关设备

技术领域

本实用新型涉及海上风电技术领域，特别是涉及一种高压交流金属封闭开关设备。

背景技术

随着我国电力行业的飞速发展，海外海上风电机组进入10MW时代。而随着风电机组系统容量的增大，为降低输电损耗，要求系统电压大幅度提高。因此风机用变压器、开关设备、风机间及与海上变电平台连接电缆的电压也从40.5kV提升到了72.5kV。

由于风电塔筒内部空间的限制，对于高压开关设备的小型化和免维护提出了更高的要求。然而，目前应用较多的以空气为主绝缘的交流金属封闭高压开关设备体积较大、占用建筑面积较多，对环境空气质量比较敏感，很难适应海外海上风电机的运行条件。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有交流金属封闭高压开关设备，很难适应海外海上风电机的运行条件的问题，提供一种改善上述缺陷的高压交流金属封闭开关设备。

一种高压交流金属封闭开关设备，包括：

柜体，内部分割形成有断路器室和母线室；

固体绝缘断路器，安装于所述断路器室，

固体绝缘母线，安装于所述母线室内，并与所述固体绝缘断路器的输出端相连；及

母线套管，安装于柜体上，所述母线套管的一端位于所述母线室内，另一端位于所述柜体外表面，所述固体绝缘母线穿设于所述母线套管。

在其中一个实施例中，所述固体绝缘断路器的额定电压为.KV。

在其中一个实施例中，所述固体绝缘断路器具有固封极柱，所述固封极柱包括环氧树脂注塑成型的绝缘筒以及设置在所述绝缘筒内的真空灭弧室。

在其中一个实施例中，所述真空灭弧室包括真空管以及均位于所述真空管内的动触头、静触头和接地极，所述静触头和所述接地极沿第一方向间隔安装于所述真空管上，所述动触头沿第一方向可移动地设置在所述静触头与所述接地极之间；

所述动触头能够沿所述第一方向移动至与所述静触头电接触或与所述接地极电接触。

在其中一个实施例中，所述真空灭弧室还包括电杆和三工位隔离接地开关，所述真空管上开设有滑动孔，所述电杆可移动地穿设于所述滑动孔，且所述电杆位于所述真空管内的一端与所述动触头相连，所述电杆穿出至所述真空管外的一端与所述三工位隔离接地开关相连，所述三工位隔离接地开关用于带动所述电杆沿所述滑动孔移动。

在其中一个实施例中，所述三工位隔离接地开关具有合闸状态、分闸状态和接地状态，所述三工位隔离接地开关处于所述合闸状态时，带动所述动触头与所述静触头电接触；所述三工位隔离接地开关处于所述分闸状态时，带动所述动触头与所述静触头和所述接地极均不电接触；所述三工位隔离接地开关处于所述接地状态时，带动所述动触头与所述接地极电接触。

在其中一个实施例中，所述柜体还具有用于设置电缆的电缆室，所述固体绝缘断路器的输入端暴露于所述电缆室，并与所述电缆连接。

在其中一个实施例中，所述高压交流金属封闭开关设备还包括T型电缆头和避雷器，所述T型电缆头连接于所述电缆和所述避雷器之间。

在其中一个实施例中，所述柜体开设有连通所述电缆室的泄压口，所述泄压口安装有多个泄压盖板。

在其中一个实施例中，所述柜体还具有用于设置仪表设备的仪表室，所述仪表室位于所述断路器室在重力方向的上方。

上述高压交流金属封闭开关设备，将传统的以空气绝缘的断路器更换为固体绝缘断路器，可以大大减小高压交流金属封闭开关设备的体积。具体地，固体绝缘断路器是采用数组开关和相关带电部件整体采用环氧树脂进行浇筑，这样一来使得开关内部相间及对地的安全绝缘距离从空气绝缘的1250mm缩短到6-8mm，如此便大大减少了固体绝缘断路器的体积，从而减小高压交流金属封闭开关设备的体积。进一步地，由于固体绝缘断路器的所有连接部分均采用了环氧树脂浇筑，相对于传统的空气绝缘的断路器，固体绝缘断路器的连接部位的强度加强了很多，可以在环境恶劣的地方使用，尤其适用于海外海上风电机组，满足了海外海上风电机组对高压开关设备的小型化和免维护的要求。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中高压交流金属封闭开关设备的结构示意图；

图2为图1中高压交流金属封闭开关设备在另一视角下的结构示意图；

图3为图1中固体绝缘断路器的结构示意图；

图4为图3中固体绝缘断路器的剖视图；

图5为图1中T型电缆头的结构示意图。

柜体10；断路器室11；母线室12；仪表室13；电缆室14；泄压盖板15；

固体绝缘断路器20；固封极柱21；绝缘筒22；真空灭弧室23；动触头231；静触头232；接地极233；电杆234；波纹管235；真空管236；三工位机构箱24；

固体绝缘母线30；三工位隔离接地开关32；T型电缆头33；电缆34，避雷器35。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参阅图1和图2，本实用新型一实施例提供的一种高压交流金属封闭开关设备，包括：柜体10、固体绝缘断路器20、固体绝缘母线30和母线套管。

柜体10内部分割形成有断路器室11和母线室12，固体绝缘断路器20安装于断路器室11，固体绝缘母线30安装于母线室12内，并与固体绝缘断路器20的输出端相连。母线套管安装于柜体10上，母线套管的一端位于母线室12内，另一端位于柜体10外表面，固体绝缘母线30穿设于母线套管以穿出柜体10。

上述高压交流金属封闭开关设备，将传统的以空气绝缘的断路器更换为固体绝缘断路器20，可以大大减小高压交流金属封闭开关设备的体积。具体地，固体绝缘断路器20是采用数组开关和相关带电部件整体采用环氧树脂进行浇筑，这样一来使得开关内部相间及对地的安全绝缘距离从空气绝缘的1250mm缩短到6-8mm，如此便大大减少了固体绝缘断路器20的体积，从而减小高压交流金属封闭开关设备的体积。进一步地，由于固体绝缘断路器20的所有连接部分均采用了环氧树脂浇筑，相对于传统的空气绝缘的断路器，固体绝缘断路器20的连接部位的强度加强了很多，可以在环境恶劣的地方使用，尤其适用于海外海上风电机组，满足了海外海上风电机组对高压开关设备的小型化和免维护的要求。

本实用新型的实施例中，固体绝缘断路器20的额定电压为72.5KV。如此可以使得高压交流金属封闭开关设备输送的电压等级也达到72.5KV，从而使得高压交流金属封闭开关整体系统的电流变小，电缆34截面变小，降低了生产建设成本。

本实用新型的实施例中，参阅图3和图4，固体绝缘断路器20具有固封极柱21，固封极柱21包括环氧树脂注塑成型的绝缘筒22以及设置在绝缘筒22内的真空灭弧室23。通过将真空灭弧室23和相关的导电零件同时嵌入在环氧树脂这类容易固化的固体绝缘材料中形成固封极柱21，固封极柱21能够形成一个整体的部件，该整体的部件不受外部环境影响，能够确保运行可靠性和人身安全性，并且实现了免维护。

在一些实施例中，真空灭弧室23包括真空管236以及均位于真空管236内的动触头231、静触头232和接地极233，静触头232和接地极233沿第一方向间隔安装于真空管236上，动触头231可受控地沿第一方向移动，动触头231沿第一方向移动设置在静触头232与接地极233之间，动触头231能够与沿第一方向移动至与静触头232电接触或与接地极233电接触。具体地，当动触头231与静触头232相接触时，固体绝缘断路器20处于导通状态；当动触头231与接地极233相接触时，固体绝缘断路器20处于接地状态；当动触头231与静触头232和接地极233均不接触时，固体绝缘断路器20处于断路状态。

具体到图4的实施例中，第一方向为上下方向。

具体到实施例中，真空灭弧室23还包括电杆234和波纹管235，电杆234与动触头231相连，真空管236上开设有滑动孔，电杆234穿设于滑动孔内，

具体到实施例中，真空灭弧室23还包括电杆234和三工位隔离接地开关32，真空管236上开设有滑动孔，电杆234可移动地穿设于滑动孔，且电杆234位于真空管236内的一端与动触头231相连，电杆234穿出至真空管236外的一端与三工位隔离接地开关32相连，三工位隔离接地开关32用于带动电杆234沿滑动孔移动。

具体地，三工位隔离接地开关32具有合闸状态、分闸状态和接地状态，当三工位隔离接地开关32处于合闸状态时，动触头231与静触头232相接触，固体绝缘断路器20处于导通状态；当三工位隔离接地开关32处于分闸状态时，动触头231与静触头232和接地极233均不接触，固体绝缘断路器20处于断路状态；当三工位隔离接地开关32处于接地状态时，动触头231与接地极233相接触，固体绝缘断路器20处于接地状态。

进一步地，真空灭弧室23还包括波纹管235，波纹管235套设于电杆234上，波纹管235背离动触头231的一端安装在真空管236内并密封滑动孔。

进一步地，固体绝缘断路器20还包括三工位机构箱234，三工位机构箱234用于控制三工位隔离接地开关32处于合闸状态、分闸状态或接地状态，以达到通过三工位机构箱234来调整固体绝缘断路器20的效果。

本实用新型的实施例中，柜体10还具有用于设置电缆34的电缆室14，固体绝缘断路器20的输入端暴露于所述电缆室14，并与电缆34连接。如此，当需要将电缆34插入固体绝缘断路器20时，可以无需进入断路器室11，直接可在电缆室14内进行操作，保证了断路器室11的密闭性。

进一步地，柜体10开设有连通电缆室14的泄压口，泄压口安装有多个泄压盖板15。通过泄压盖板15可以在高压交流金属封闭开关设备发生故障时，释放柜体10内的高压气体，防止事故扩大。

本实用新型的实施例中，参阅图5，高压交流金属封闭开关设备还包括T型电缆头33，T型电缆头33连接于电缆34和避雷器35之间。具体地，该避雷器35为后插式避雷器35，避雷器35通过T型电缆头33将电缆34与大地相连，一旦出现不正常电压，避雷器35将发生动作，将高电压冲击电流导向大地，起到保护高压交流金属封闭开关设备的作用。

本实用新型的实施例中，电缆34具有耐腐蚀保护层，该耐腐蚀保护层可用于防护盐雾腐蚀，可提高电缆34对海外海上风电场环境的适应能力。

本实用新型的实施例中，柜体10还开设有具用于设置仪表设备的仪表室13，仪表室13位于断路器室11在重力方向的上方。将仪表室13放置在柜体10的高处，可以方便使用人员观察仪表设备的指数。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述高压交流金属封闭开关设备包括：

柜体(10)，内部分割形成有断路器室(11)和母线室(12)；

固体绝缘断路器(20)，安装于所述断路器室(11)，

固体绝缘母线(30)，安装于所述母线室(12)内，并与所述固体绝缘断路器(20)的输出端相连；及

母线套管，安装于柜体(10)上，所述母线套管的一端位于所述母线室(12)内，另一端位于所述柜体(10)外表面，所述固体绝缘母线(30)穿设于所述母线套管。

2.根据权利要求1所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述固体绝缘断路器(20)的额定电压为72.5KV。

3.根据权利要求1所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述固体绝缘断路器(20)具有固封极柱(21)，所述固封极柱(21)包括环氧树脂注塑成型的绝缘筒(22)以及设置在所述绝缘筒(22)内的真空灭弧室(23)。

4.根据权利要求3所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述真空灭弧室(23)包括真空管(236)以及均位于所述真空管(236)内的动触头(231)、静触头(232)和接地极(233)，所述静触头(232)和所述接地极(233)沿第一方向间隔安装于所述真空管(236)上，所述动触头(231)沿第一方向可移动地设置在所述静触头(232)与所述接地极(233)之间；

所述动触头(231)能够沿所述第一方向移动至与所述静触头(232)电接触或与所述接地极(233)电接触。

5.根据权利要求4所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述真空灭弧室(23)还包括电杆(234)和三工位隔离接地开关(32)，所述真空管(236)上开设有滑动孔，所述电杆(234)可移动地穿设于所述滑动孔，且所述电杆(234)位于所述真空管(236)内的一端与所述动触头(231)相连，所述电杆(234)穿出至所述真空管(236)外的一端与所述三工位隔离接地开关(32)相连，所述三工位隔离接地开关(32)用于带动所述电杆(234)沿所述滑动孔移动。

6.根据权利要求5所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，

所述三工位隔离接地开关(32)具有合闸状态、分闸状态和接地状态，所述三工位隔离接地开关(32)处于所述合闸状态时，带动所述动触头(231)与所述静触头(232)电接触；所述三工位隔离接地开关(32)处于所述分闸状态时，带动所述动触头(231)与所述静触头(232)和所述接地极(233)均不电接触；所述三工位隔离接地开关(32)处于所述接地状态时，带动所述动触头(231)与所述接地极(233)电接触。

7.根据权利要求1所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述柜体(10)还具有用于设置电缆(34)的电缆室(14)，所述固体绝缘断路器(20)的输入端暴露于所述电缆室(14)，并与所述电缆(34)连接。

8.根据权利要求7所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述高压交流金属封闭开关设备还包括T型电缆头(33)和避雷器(35)，所述T型电缆头(33)连接于所述电缆(34)和所述避雷器(35)之间。

9.根据权利要求8所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述柜体(10)开设有连通所述电缆室(14)的泄压口，所述泄压口安装有多个泄压盖板(15)。

10.根据权利要求1所述的高压交流金属封闭开关设备，其特征在于，所述柜体(10)还具有用于设置仪表设备的仪表室(13)，所述仪表室(13)位于所述断路器室在重力方向的上方。

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