高壓交流開關柜的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高壓交流開關柜，包括真空開關和集成開關，集成開關置于主母線、真空開關以及預接地母線之間；真空開關與分支主母線電連接，分支主母線與預接地母線電連接；集成開關可將真空開關與主母線接通，或將預接地母線接地；集成開關將真空開關與主母線接通時，集成開關、真空開關以及分支主母線構成主回路；集成開關將預接地母線接地時，真空開關與主母線隔離，且集成開關與預接地母線構成接地回路。本發明僅包括真空開關和集成開關兩個開關元件，減少了開關元件數量，簡化了電路結構，縮小了高壓交流開關柜的整體體積，提高了高壓交流開關柜的可靠性，同時不需要使用聯鎖裝置，因而不存在發生聯鎖裝置拒動和誤動的故障等問題。
【專利說明】
高壓交流開關柜
技術領域
[0001]本發明涉及高壓交流開關柜技術領域，尤其是電壓范圍在3-40.5KV的用于接受和分配電能的高壓交流開關柜。
【背景技術】
[0002]高壓交流開關柜作為一種將各種高壓電器元件以及控制、測量、保護等裝置組裝在金屬封閉柜體內的成套設備，其功能是通過高壓開關的分合來實現高壓電路的控制、保護、隔離、接地，以及完成對電能的輸送。
[0003]電能輸送的可靠性、安全性要求很高，高壓交流開關柜中的斷路器、負荷開關、隔離開關、接地開關是完成電能輸送的最基本高壓元件，在以使用真空滅弧室作為滅弧元件的斷路器或負荷開關(以下簡單統稱“真空開關”)構成的高壓交流開關柜中，要在真空開關與主母線之間安裝隔離開關，在真空開關與分支主母線連接的一側安裝接地開關，如圖1所不O
[0004]圖1的設計目的:一是使用隔離開關分閘來形成絕緣隔離斷口以保證分支主母線回路開斷時對仍帶電的主母線有足夠的斷口絕緣水平，二是因為真空開關是高壓交流開關柜最主要的需要維護元件，在維護時，既要保持主母線帶電，以避免影響其他設備正常運行，又要保證維護操作的安全，所以通過隔離開關將主母線與真空開關斷開，形成安全斷口的同時通過接地開關將真空開關及分支主母線接地，以保證處理真空開關時的作業安全。這種設計一直是高壓交流開關柜的標準設計，以目前的技術標準要求，比如絕緣距離必須滿足標準規定的尺寸，要再縮小高壓交流開關柜的體積已相當困難。
[0005]在上述標準設計中，要使用聯鎖裝置將隔離開關、真空開關、接地開關的分合閘以一種標準的安全操作規范程序進行操作，以防止因開關分合閘程序錯誤導致電網和高壓交流開關柜出現事故;在標準的安全操作規范程序中，操控隔離開關、接地開關分合閘程序的聯鎖裝置是要控制在隔離開關分閘后接地開關才能合閘以及接地開關分閘后隔離開關才能合閘，以防止誤操作造成電網接地事故，但在以往的使用中會發生聯鎖裝置拒動和誤動的故障。
[0006]此外，圖1中的真空開關與隔離開關之間的電連接需要通過四個連接頭實現，即真空開關的動導電桿與真空開關的固定端子柔性連接，真空開關的固定端子再通過導體與隔離開關連接，連接頭較多導致產生的電阻較高，因此發熱也較多，對高壓交流開關柜的可靠性造成不利影響。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提出一種開關元件減少的高壓交流開關柜，既能提高可靠性，又能縮小整體體積，解決減小體積與提高可靠性之間的矛盾，并且無需使用現有的隔離開關與接地開關之間的聯鎖裝置，進一步提高了高壓交流開關柜可靠性。
[0008]為了實現以上目的，本發明提出的一種高壓交流開關柜，包括真空開關和集成開關，集成開關置于主母線、真空開關以及預接地母線之間；真空開關與分支主母線電連接，分支主母線與預接地母線電連接;集成開關可將真空開關與主母線接通，或將預接地母線接地;集成開關將真空開關與主母線接通時，集成開關、真空開關以及分支主母線構成主回路;集成開關將預接地母線接地時，真空開關與主母線隔離，且集成開關與預接地母線構成接地回路。
[0009]本發明的一方案中，所述集成開關包括觸頭支架、固定在觸頭支架上的帶有三相動觸頭的絕緣轉軸，以及固定在觸頭支架上且位于絕緣轉軸外圍的上部主靜觸頭、下部主靜觸頭、預接地靜觸頭、接地靜觸頭;所述上部主靜觸頭與主母線電連接，下部主靜觸頭與真空開關電連接，預接地靜觸頭與預接地母線電連接，接地靜觸頭接地;所述絕緣轉軸通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭連通上部主靜觸頭和下部主靜觸頭，使主回路接通;在隔離位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭與上部主靜觸頭、下部主靜觸頭保持一定距離，使主回路斷開;在接地位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭連通預接地靜觸頭和接地靜觸頭，使接地回路接通。
[0010]進一步，所述下部主靜觸頭與真空開關的電連接具體是，下部主靜觸頭通過柔性母線與真空開關的動導電桿電連接。
[0011]本發明的另一方案中，所述集成開關包括觸頭支架，以及固定在觸頭支架上的上部主靜觸頭、預接地靜觸頭、接地靜觸頭、觸頭座、固定在觸頭座上且可基于固定點轉動的三相動觸頭;所述上部主靜觸頭與主母線電連接，預接地靜觸頭與預接地母線電連接，接地靜觸頭接地，觸頭座與真空開關電連接，三相動觸頭與觸頭座電連接;所述三相動觸頭通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，三相動觸頭連通上部主靜觸頭和觸頭座，使主回路接通;在隔離位置狀態，三相動觸頭與上部主靜觸頭保持一定距離，使主回路斷開;在接地位置狀態，三相動觸頭一端與預接地靜觸頭電連接，另一端與接地靜觸頭電連接，使接地回路接通。
[0012]進一步，所述觸頭座與真空開關的電連接具體是，觸頭座通過柔性母線與真空開關的動導電桿電連接。
[0013]本發明至少具備以下有益效果:
[0014]1、現有技術(圖1)中的高壓交流開關柜包括真空開關、隔離開關以及接地開關三個開關元件，本發明僅包括真空開關和集成開關兩個開關元件便可實現現有技術中前述三個開關元件才能實現的功能，因此減少了開關元件數量，簡化了電路結構，縮小了高壓交流開關柜的整體體積，提高了高壓交流開關柜的可靠性，即解決減小體積與提高可靠性之間的矛盾。
[0015]2、集成開關可將真空開關與主母線接通，使集成開關、真空開關以及分支主母線構成主回路;或者集成開關將預接地母線接地，使真空開關與主母線隔離，且集成開關與預接地母線構成接地回路;也即在主回路接通時預接地母線不會接地，同樣，預接地母線接地時主回路不會接通，因此可防止誤操作造成電網接地事故，而且不需要使用聯鎖裝置，因而不存在發生聯鎖裝置拒動和誤動的故障等問題，進一步提高了高壓交流開關柜可靠性。
[0016]3、本發明進一步方案中，柔性母線的連接方式減少了集成開關與真空開關之間的連接頭(僅兩個連接頭)，從而減小了回路電阻，降低了開關柜溫升，提高了開關柜可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1是現有技術中高壓交流開關柜的基本電路原理示意圖。
[0018]圖2是實施例一提出的尚壓交流開關柜的基本電路原理不意圖。
[0019]圖3是與圖2對應的高壓交流開關柜具體結構示意圖。
[0020]圖4是實施例一■提出的尚壓交流開關柜的基本電路原理不意圖。
[0021]圖1中:1一主母線，2—隔離開關，3—真空開關，4一接地開關，5—分支主母線。
[0022]圖2及圖3中:10—集成開關，11一觸頭支架，12 —三相動觸頭，13—絕緣轉軸，14一上部主靜觸頭，15—下部主靜觸頭，16—預接地靜觸頭，17 —接地靜觸頭，20—真空開關，21—動導電桿，30—主母線，40 —預接地母線，50 —分支主母線，60—柔性母線，100—封閉金屬柜體。
[0023]圖4中:10’一集成開關，18—觸頭座，20—真空開關，30—主母線，40—預接地母線，50 —分支主母線。
【具體實施方式】
[0024]為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本發明進行進一步描述。
[0025]實施例一
[0026]請參閱圖2，實施例一提出的一種高壓交流開關柜，電路部分主要包括真空開關20和集成開關10，集成開關10置于主母線30、真空開關20以及預接地母線40之間；真空開關20與分支主母線50電連接，分支主母線50與預接地母線40電連接;集成開關10可將真空開關20與主母線30接通，或將預接地母線40接地;集成開關10將真空開關20與主母線30接通時，集成開關10、真空開關20以及分支主母線50構成主回路;集成開關10將預接地母線40接地時，真空開關20與主母線30隔離，且集成開關10與預接地母線40構成接地回路。因此，本實施例中，在主回路接通時預接地母線40不會接地，同樣，預接地母線40接地時主回路不會接通，可防止誤操作造成電網接地事故，而且不需要使用聯鎖裝置。
[0027]請繼續參閱圖3，圖3示出了實施例一在具體應用中的一種結構:高壓交流開關柜的外殼為一封閉金屬柜體100，集成開關10、真空開關20、主母線30、預接地母線40以及分支主母線50布置在封閉金屬柜體100的內部。
[0028]圖3中的集成開關10具有雙斷口，其包括觸頭支架11、固定在觸頭支架11上的帶有三相動觸頭12的絕緣轉軸13，以及固定在觸頭支架11上且位于絕緣轉軸13外圍的上部主靜觸頭14、下部主靜觸頭15、預接地靜觸頭16、接地靜觸頭17;上部主靜觸頭14與主母線30電連接，下部主靜觸頭15與真空開關20電連接，預接地靜觸頭16與預接地母線40電連接，接地靜觸頭17接地;絕緣轉軸13通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，絕緣轉軸13的三相動觸頭12連通上部主靜觸頭14和下部主靜觸頭15，使主回路(集成開關10、真空開關20以及分支主母線50)接通;在隔離位置狀態，絕緣轉軸13的三相動觸頭12與上部主靜觸頭14、下部主靜觸頭15保持一定距離，使主回路斷開，真空開關20與主母線30之間形成雙斷口隔離狀態;在接地位置狀態，絕緣轉軸13的三相動觸頭12連通預接地靜觸頭16和接地靜觸頭17，使接地回路(集成開關10與預接地母線40)接通。其中，接地位置狀態中真空開關20與主母線30之間同樣處于隔離狀態，也即接地位置狀態為一種特殊的隔離位置狀態。
[0029]實施例一的進一步優選方案中，下部主靜觸頭15與真空開關20的電連接具體是，下部主靜觸頭15通過柔性母線60與真空開關20的動導電桿21電連接。由于動導電桿21在工作時會往復運動，柔性母線60的柔性特征可與其相適用。
[0030]當然，圖3僅是實施例一的一種具體應用方案的結構示意，在實施例一的構思上還可以有其他變形設計，同時在該具體應用中還可采用一些現有的高壓交流開關柜較通用的電路設計及結構特征，譬如將封閉金屬柜體100分隔成三層，以及真空開關20的具體結構設計等等，這里不作贅述。
[0031]實施例二
[0032]請參閱圖4，實施二的基本構思與實例一一致，區別點僅在于集成開關的具體結構設計上，即實施例一的集成開關10為雙斷口設計，而實施例二的集成開關10’為單斷口設計，具體是:實施例一的集成開關10具有上部主靜觸頭14、下部主靜觸頭15、絕緣轉軸13以及三相動觸頭12，絕緣轉軸13轉動至非工作位置狀態(即隔離位置狀態或接地位置狀態)時，絕緣轉軸13兩端上的兩處三相動觸頭12分別與主靜觸頭14、下部主靜觸頭15隔開一定距離，也即形成雙斷口；而實施例二中不具有下部主靜觸頭，而是采用一觸頭座18以及一三相動觸頭12’(參考圖4)，該觸頭座18為支撐三相動觸頭12’的導電體，該三相動觸頭12’固定在該觸頭座18上且可轉動(可以沒有絕緣轉軸，由三相動觸頭12’進行轉動；或者將三相動觸頭12’安裝在絕緣轉軸上，由絕緣轉軸驅動其轉動)，而觸頭座18與真空開關電連接(也即三相動觸頭12’與真空開關始終連接)，因此三相動觸頭12’轉動時只會與上部主靜觸頭形成一斷口，也即單斷口。
[0033]實施例二同樣可一并參考圖3，其除了上述區別點之外，其他均可與實施例一類似。實施例二區別于實施例一的內容的具體描述如下:
[0034]集成開關包括觸頭支架，以及固定在觸頭支架上的上部主靜觸頭、預接地靜觸頭、接地靜觸頭、觸頭座、固定在觸頭座上且可基于固定點轉動的三相動觸頭;所述上部主靜觸頭與主母線電連接，預接地靜觸頭與預接地母線電連接，接地靜觸頭接地，觸頭座與真空開關電連接，三相動觸頭與觸頭座電連接;三相動觸頭通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，三相動觸頭連通上部主靜觸頭和觸頭座，使主回路(集成開關、真空開關以及分支主母線)接通；在隔離位置狀態，三相動觸頭與上部主靜觸頭保持一定距離，使主回路斷開;在接地位置狀態，三相動觸頭一端與預接地靜觸頭電連接，另一端與接地靜觸頭電連接，使接地回路(集成開關與預接地母線)接通。其中，接地位置狀態中真空開關與主母線之間同樣處于隔離狀態，也即接地位置狀態為一種特殊的隔離位置狀態。
[0035]實施例二的進一步優選方案中，觸頭座與真空開關的電連接具體是，觸頭座通過柔性母線與真空開關的動導電桿電連接，以適應動導電桿在工作時的往復運動。
[0036]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種高壓交流開關柜，其特征在于，包括真空開關和集成開關，集成開關置于主母線、真空開關以及預接地母線之間；真空開關與分支主母線電連接，分支主母線與預接地母線電連接;集成開關可將真空開關與主母線接通，或將預接地母線接地;集成開關將真空開關與主母線接通時，集成開關、真空開關以及分支主母線構成主回路;集成開關將預接地母線接地時，真空開關與主母線隔離，且集成開關與預接地母線構成接地回路。2.如權利要求1所述的高壓交流開關柜，其特征在于，所述集成開關包括觸頭支架、固定在觸頭支架上的帶有三相動觸頭的絕緣轉軸，以及固定在觸頭支架上且位于絕緣轉軸外圍的上部主靜觸頭、下部主靜觸頭、預接地靜觸頭、接地靜觸頭;所述上部主靜觸頭與主母線電連接，下部主靜觸頭與真空開關電連接，預接地靜觸頭與預接地母線電連接，接地靜觸頭接地;所述絕緣轉軸通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭連通上部主靜觸頭和下部主靜觸頭，使主回路接通;在隔離位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭與上部主靜觸頭、下部主靜觸頭保持一定距離，使主回路斷開;在接地位置狀態，絕緣轉軸的三相動觸頭連通預接地靜觸頭和接地靜觸頭，使接地回路接通。3.如權利要求2所述的高壓交流開關柜，其特征在于，所述下部主靜觸頭與真空開關的電連接具體是，下部主靜觸頭通過柔性母線與真空開關的動導電桿電連接。4.如權利要求1所述的高壓交流開關柜，其特征在于，所述集成開關包括觸頭支架，以及固定在觸頭支架上的上部主靜觸頭、預接地靜觸頭、接地靜觸頭、觸頭座、固定在觸頭座上且可基于固定點轉動的三相動觸頭;所述上部主靜觸頭與主母線電連接，預接地靜觸頭與預接地母線電連接，接地靜觸頭接地，觸頭座與真空開關電連接，三相動觸頭與觸頭座電連接;所述三相動觸頭通過轉動形成工作、隔離、接地三個位置狀態;在工作位置狀態，三相動觸頭連通上部主靜觸頭和觸頭座，使主回路接通;在隔離位置狀態，三相動觸頭與上部主靜觸頭保持一定距離，使主回路斷開;在接地位置狀態，三相動觸頭一端與預接地靜觸頭電連接，另一端與接地靜觸頭電連接，使接地回路接通。5.如權利要求4所述的高壓交流開關柜，其特征在于，所述觸頭座與真空開關的電連接具體是，觸頭座通過柔性母線與真空開關的動導電桿電連接。
【文檔編號】H02B1/20GK106099656SQ201610403382
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】林韶光
【申請人】廣州泰鼎電氣有限公司