專利名稱：一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓電器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及以潔凈干燥壓縮空氣為絕緣介質(zhì)的電壓為40. 5kV、電流為2000A以上的一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備。
技術(shù)背景現(xiàn)有技術(shù)中，電壓為40. 5kV、電流為2000A以上的高壓大電流氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備普遍采用SF6 (六氟化硫)氣體作為絕緣介質(zhì)，而SF6氣體是《京都議定書》規(guī)定的限制排放的溫室效應(yīng)氣體之一，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的29000倍，同時(shí)SF6氣體在電弧的作用下會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，對金屬與人都有嚴(yán)重的危害作用，因此，采用潔凈干燥壓縮空氣作為絕緣介質(zhì)替代SF6氣體是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要措施，但是，由于潔凈干燥壓縮空氣的絕緣性能遠(yuǎn)差于SF6氣體，現(xiàn)有的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)由于其散熱性能差，如果在現(xiàn)有的散熱性能差的氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)中采用潔凈干燥壓縮空氣作為絕緣介質(zhì)，將會(huì)在高壓部分產(chǎn)生相間和相對地放電和擊穿現(xiàn)象，溫升問題也是一個(gè)難以跨越的鴻溝，因此，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)不能應(yīng)用于以潔凈干燥壓縮空氣為絕緣介質(zhì)的電壓為40. 5kV、電流為2000A以上的高壓大電流氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足和缺陷，對發(fā)熱量較大的部件采用散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足采用潔凈干燥壓縮空氣作為絕緣介質(zhì)的電壓為40. 5kV、電流為2000A以上的高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的需要，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案包括柜體殼體、氣箱、左主母線內(nèi)錐套管、右主母線內(nèi)錐套管，主母線、三工位開關(guān)、固封極柱、三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)、真空斷路器操作機(jī)構(gòu)、3號內(nèi)錐連接插座、2號內(nèi)錐連接插座、第一支母線、第二支母線和壓力釋放裝置，所述氣箱的上封板、左封板、右封板與后封板上均設(shè)置有散熱片，三工位開關(guān)與固封極柱通過銅連接件連接，在銅連接件外安裝有銅連接件散熱片，在固封極柱末端安裝有U形散熱母線。所述銅連接件與所述銅連接件散熱片之間安裝有銅墊塊。所述U形散熱母線有一個(gè)U形散熱圈,在U形散熱圈內(nèi)圈安裝齒形散熱塊。所述固封極柱的動(dòng)觸頭出線端加工有散熱通孔，固封極柱的環(huán)氧樹脂絕緣殼體前部上下分別設(shè)置有對流槽口，在固封極柱的環(huán)氧樹脂殼體與靜觸頭端出線座之間留有防裂縫隙。所述三工位開關(guān)的中間導(dǎo)體外部用螺釘固定連接有環(huán)形開口散熱圈，三工位開關(guān)的動(dòng)導(dǎo)電體中間加工有動(dòng)導(dǎo)電體散熱槽，在三工位開關(guān)的隔離導(dǎo)體與支撐絕緣子之間安裝散熱座。所述柜體殼體包括低壓室、機(jī)構(gòu)室和電纜室，低壓室、機(jī)構(gòu)室和電纜室各自構(gòu)成獨(dú)立功能單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是在三工位開關(guān)與固封極柱連接部分和固封極柱末端增加了散熱片結(jié)構(gòu)，不僅解決了散熱問題，同時(shí)改善了周圍的電場分布，氣箱封板上設(shè)置有散熱片并在氣箱封板內(nèi)部主要發(fā)熱元件外部采用涂黑工藝，解決了溫升問題，不用對銅、鋁制件進(jìn)行表面處理，從而降低了生產(chǎn)成本，采用帶有散熱結(jié)構(gòu)的三工位開關(guān)和固封極柱，很好地解決了溫升問題和電場分布，整個(gè)設(shè)計(jì)便于裝配，滿足了采用潔凈干燥壓縮空氣作為絕緣介質(zhì)的電壓為40. 5kV、電流為2000A以上高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的需要，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。

圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖I的左視圖，圖3是本發(fā)明氣箱的主視圖，圖4是圖3的左視圖，圖5是圖3的俯視圖，圖6是圖3的后視圖，圖7是本發(fā)明固封極柱的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是本發(fā)明三工位開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是本發(fā)明主母線與主母線內(nèi)錐套管裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖10是本發(fā)明U型散熱母線與固封極柱的裝配結(jié)構(gòu)示意圖，圖11是本發(fā)明銅連接件與銅連接件散熱片裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I.柜體殼體，1-1.低壓室，1-2.機(jī)構(gòu)室，1-3.電纜室，2.氣箱，2-1.上散熱片，2-2.左散熱片，2-3.右散熱片，2-4.后散熱片，2-5.主母線內(nèi)錐套管安裝孔，3-1.左主母線內(nèi)錐套管，3-2.右主母線內(nèi)錐套管，4.主母線，4-1.長母排，4-2.短母排，5.第一支母線，6.屏蔽環(huán)，7.三工位開關(guān)，7-1.操作機(jī)構(gòu)安裝板，7-2.接地導(dǎo)體，7-3.絕緣螺桿，7-4.中間屏蔽環(huán)，7-5.中間導(dǎo)體，7_6.環(huán)形開口散熱圈，7-7.導(dǎo)向鍵，7-8.隔離屏蔽環(huán)，7-9.隔離導(dǎo)體，7-10.散熱座，7-11.支撐絕緣子，7-12.加強(qiáng)筋，7-13. MC觸指彈簧，7-14.動(dòng)導(dǎo)電體，7-15.螺紋套，7-16 動(dòng)導(dǎo)電體散熱槽，7-17.連接頭；8.固封極柱，8-1.靜觸頭端出線座，8-2.真空滅弧室，8-3.動(dòng)觸頭出線端，8-4.連接彈簧，8-5.動(dòng)觸頭端出線座，8-6.環(huán)氧樹脂絕緣殼體，[0042]8-7.操作絕緣子，8-8.氣體對流槽口，8_9.散熱通孔，8_10.防裂縫隙，9.三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)，10.真空斷路器操作機(jī)構(gòu)，11-1. 3號內(nèi)錐連接插座，11-2. 2號內(nèi)錐連接插座，12.第二支母線，13. U形散熱母線，13-1. U形散熱圈，13-2.齒形散熱塊，14.壓力釋放裝置，15.電纜， 16.銅連接件散熱片17.銅墊塊，18.銅連接件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖提供本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。如圖I和圖2所示，本發(fā)明包括柜體殼體I,所述柜體殼體I含有低壓室1-1、機(jī)構(gòu)室1-2和電纜室1-3，所述氣箱2以及低壓室1-1、機(jī)構(gòu)室1-2、電纜室1-3各自構(gòu)成獨(dú)立功能單元，均可以作為一個(gè)單獨(dú)模塊制造，只需用螺栓將其連接就可組合成開關(guān)設(shè)備的柜體殼體1，其中，低壓室1-1位于柜體殼體I前側(cè)上方，是整個(gè)開關(guān)設(shè)備的控制儀表的安裝空間，機(jī)構(gòu)室1-2位于低壓室1-1下方，用于安裝三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)和真空斷路器操作機(jī)構(gòu)，電纜室1-3位于柜體殼體I后側(cè)下方，用于安裝電纜以及連接電壓互感器或避雷器的空間，在柜體殼體I內(nèi)安裝氣箱2，所述氣箱2是一個(gè)由無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和焊接而成的長方箱體，如圖3、圖4、圖5和圖6所示，在氣箱2的上封板的前端和后端設(shè)置有2塊散熱片2-1，在氣箱2的左封板上設(shè)置有左散熱片2-2，在氣箱2的右封板上設(shè)置有右散熱片2-3,在氣箱2的后封板的上端和下端設(shè)置有2塊后散熱片2-4,在氣箱2的左封板與右封板上對應(yīng)加工有主母線內(nèi)錐套管安裝孔2-5，在氣箱2的左封板與右封板上對應(yīng)的主母線內(nèi)錐套管安裝孔2-5中用螺栓固定連接有3個(gè)左主母線內(nèi)錐套管3-1和3個(gè)右主母線內(nèi)錐套管3-2，并使左主母線內(nèi)錐套管3-1和右主母線內(nèi)錐套管3-2處在氣箱2內(nèi)，所述左主母線內(nèi)錐套管3-1和右主母線內(nèi)錐套管3-2采用本申請人在專利號為ZL 2010 2 0248424. 7中公開的結(jié)構(gòu)；左主母線內(nèi)錐套管3-1與右主母線內(nèi)錐套管3-2之間用主母線4連接，如圖9所示，所述主母線4由4根母排并聯(lián)連接，其中2根長母排4-1用螺釘連接固定在左主母線內(nèi)錐套管3-1與右主母線內(nèi)錐套管3-2上，2根短母排4-2用螺栓連接固定在左主母線內(nèi)錐套管3-1與右主母線內(nèi)錐套管3-2上，在主母線4下端通過第一支母線5連接有三工位開關(guān)7，在三工位開關(guān)7和第一支母線5連接處用螺栓連接有屏蔽環(huán)6，在氣箱2的前封板上用螺栓連接3個(gè)固封極柱8，在氣箱2前側(cè)的機(jī)構(gòu)室1-2內(nèi)通過螺栓連接安裝有三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9和真空斷路器操作機(jī)構(gòu)10，在氣箱2安裝三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9處的連接面采用0型橡膠圈密封，在氣箱2安裝真空斷路器操作機(jī)構(gòu)10處的連接面采用氣密焊接波紋管密封，在氣箱2下側(cè)板上用螺栓連接有9個(gè)3號內(nèi)錐連接插座11-1和3個(gè)2號內(nèi)錐連接插座11-2，固封極柱8與3號內(nèi)錐連接插座11-1之間以及3號內(nèi)錐連接插座11-1與2號內(nèi)錐連接插座11-2之間通過第二支母線12連接，三工位開關(guān)7與固封極柱8通過銅連接件18連接，如圖11所示，在銅連接件18外安裝有銅連接件散熱片16，銅連接件18與銅連接件散熱片16之間安裝有銅墊塊17，以保障銅連接件18與銅連接件散熱片16之間形成散熱空間，在固封極柱8末端安裝有U形散熱母線13，如圖10所示，所述U形散熱母線13有一個(gè)U形散熱圈13-1，在U形散熱圈13-1內(nèi)圈安裝齒形散熱塊13-2 ;當(dāng)上述各部安裝并在試驗(yàn)電氣連通后，在密閉的氣箱2內(nèi)充入壓力為0. I 0. 3MPa的潔凈干燥壓縮空氣，在氣箱2上部設(shè)有裝有防爆膜的壓力釋放裝置14，當(dāng)氣箱2內(nèi)部氣壓升高超過一定值時(shí)，壓力釋放裝置14將被自動(dòng)打開，釋放氣箱2內(nèi)部壓力和排泄氣箱2內(nèi)部氣體，以確保操作人員和產(chǎn)品的安全，使用時(shí)，3號內(nèi)錐連接插座11-1可并聯(lián)插接電纜室1-3內(nèi)多根電纜15，將出線電流引至下一級配電設(shè)備或用戶；2號內(nèi)錐連接插座可用于連接電壓互感器或避雷器，電流互感器可套裝在電纜上，并與開關(guān)設(shè)備框架固定。如圖7所示,所述固封極柱8包括靜觸頭端出線座8-1、真空滅弧室8-2、動(dòng)觸頭出線端8-3、連接彈簧8-4、動(dòng)觸頭端出線座8-5和環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6，其中靜觸頭端出線座8-1與真空滅弧室8-2連接，真空滅弧室8-2與動(dòng)觸頭出線端8-3連接，動(dòng)觸頭端出線座8-5通過連接彈簧8-4與動(dòng)觸頭出線端8-3連接，所述動(dòng)觸頭出線端8-3上加工有散熱通孔8-9，所述靜觸頭端出線座8-1、真空滅弧室8-2和動(dòng)觸頭端出線座8-5澆注于環(huán)氧樹脂絕緣體8-6內(nèi)，為了解決環(huán)氧樹脂殼體內(nèi)動(dòng)觸頭出線端8-3與動(dòng)觸頭端出線座8-5摩擦所產(chǎn)生的熱量的散熱問題，在所述動(dòng)觸頭出線端8-3上加工有3 10個(gè)散熱通孔8-9，在所述環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6前部上下分別設(shè)置有氣體對流槽口 8-8，為了消除環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6與靜觸頭端出線座8-1之間易產(chǎn)生裂縫的問題，將所述環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6后端部的開口加大，使環(huán)氧樹脂殼體8-6與靜觸頭端出線座8-1之間留有防裂縫隙8-10，安裝時(shí)，動(dòng)觸·頭出線端8-3與操作絕緣子8-7螺紋連接，通過環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6前端部加工的螺孔用螺栓將固封極柱8與氣箱2的前封板連接；動(dòng)觸頭出線端8-3與動(dòng)觸頭端出線座8-5摩擦所產(chǎn)生的熱量即可通過動(dòng)觸頭出線端8-3上加工的散熱通孔8-9以及環(huán)氧樹脂絕緣殼體8-6前部上下分別設(shè)置的氣體對流槽口 8-8散發(fā)出去，從而較好地解決了固封極柱的散熱問題。如圖8所示,所述三工位開關(guān)7包括操作機(jī)構(gòu)安裝板7-1、接地導(dǎo)體7-2、絕緣螺桿7-3、中間屏蔽環(huán)7-4、中間導(dǎo)體7-5、導(dǎo)向鍵7-7、MC觸指彈簧7_13、動(dòng)導(dǎo)電體7_14、隔離屏蔽環(huán)7-8、隔離導(dǎo)體7-9、支撐絕緣子7-11、加強(qiáng)筋7-12，其中，絕緣螺桿7-3通過螺紋套7-15與動(dòng)導(dǎo)電體7-14機(jī)械連接，當(dāng)絕緣螺桿7-3旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)導(dǎo)電體7-14可以在絕緣螺桿7-3上往復(fù)移動(dòng)，當(dāng)動(dòng)導(dǎo)電體7-14運(yùn)動(dòng)到不同位置時(shí)，分別使主電路達(dá)到有效接地、隔離或?qū)ㄈN狀態(tài)；絕緣螺桿7-3通過連接頭7-17與接地導(dǎo)體7-2機(jī)械連接，MC觸指彈簧7-13和導(dǎo)向鍵7-7安裝在動(dòng)導(dǎo)電體7-14上，在圖示導(dǎo)通狀態(tài)下，動(dòng)導(dǎo)電體14 一端通過MC觸指彈簧7-13與中間導(dǎo)體7-5實(shí)現(xiàn)電氣連接，動(dòng)導(dǎo)電體7-14另一端通過MC觸指彈簧7-13與隔離導(dǎo)體7-9實(shí)現(xiàn)電氣連接，中間導(dǎo)體7-5兩端分別安裝有中間屏蔽環(huán)7-4，中間屏蔽環(huán)7-4采用鋁制材質(zhì)，便于裝配固定在中間導(dǎo)體7-5的兩端，在節(jié)約成本的基礎(chǔ)上，很好的解決了電場均勻分布問題，可防止放電擊穿現(xiàn)象的產(chǎn)生，在中間導(dǎo)體7-5外部用螺釘固定連接有環(huán)形開口散熱圈7-6，所述動(dòng)導(dǎo)電體7-14中間加工有動(dòng)導(dǎo)電體散熱槽7-16，有助于散熱，隔離屏蔽環(huán)7-8固定在隔離導(dǎo)體7-9上，支撐絕緣子7-11安裝在加強(qiáng)筋7-12上，隔離導(dǎo)體7-9通過螺釘固定在支撐絕緣子7-11上，在隔離導(dǎo)體7-9與支撐絕緣子7-11之間安裝散熱座7-10，安裝時(shí)，通過接地導(dǎo)體7-2安裝在氣箱2的前封板上，并與三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9連接，通過三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9帶動(dòng)絕緣螺桿7-3旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)導(dǎo)電體7-14移動(dòng)到接地導(dǎo)體
7-2與中間導(dǎo)體7-5之間時(shí)，使動(dòng)導(dǎo)電體7-14上的MC觸指彈簧7_13分別與接地導(dǎo)體7_2、中間導(dǎo)體7-5接觸，接地導(dǎo)體7-2與中間導(dǎo)體7-5實(shí)現(xiàn)連通，三工位開關(guān)實(shí)現(xiàn)接地功能；當(dāng)三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9將動(dòng)導(dǎo)電體7-14移動(dòng)到中間導(dǎo)體7-5中間時(shí)，中間導(dǎo)體7-5與接地導(dǎo)體7-2、隔離導(dǎo)體7-9互不連接，三工位開關(guān)實(shí)現(xiàn)隔離功能；當(dāng)三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)9將動(dòng)導(dǎo)電體7-14移動(dòng)到中間導(dǎo)體7-5與隔離導(dǎo)體7-9之間時(shí)，中間導(dǎo)體7-5與隔離導(dǎo)體7-9 實(shí)現(xiàn)連通，三工位開關(guān)處于導(dǎo)通位置。
權(quán)利要求1.一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，包括柜體殼體(I)、氣箱(2)、左主母線內(nèi)錐套管(3-1)、右主母線內(nèi)錐套管(3-2)，主母線(4)、三工位開關(guān)(7)、固封極柱(8)、三工位開關(guān)操作機(jī)構(gòu)(9)、真空斷路器操作機(jī)構(gòu)(10)、3號內(nèi)錐連接插座(I 1-1)、2號內(nèi)錐連接插座(11-2)、第一支母線(5)、第二支母線(12)和壓力釋放裝置(14)，其特征在于，所述氣箱(2)的上封板、左封板、右封板與后封板上均設(shè)置有散熱片，三工位開關(guān)(7)與固封極柱(8)通過銅連接件(18)連接，在銅連接件(18)外安裝有銅連接件散熱片(16)，在固封極柱(8)末端安裝有U形散熱母線(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述銅連接件(18)與所述銅連接件散熱片(16)之間安裝有銅墊塊(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述U形散熱母線(13)有一個(gè)U形散熱圈(13-1 )，在U形散熱圈(13-1)內(nèi)圈安裝齒形散熱塊(13-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述固封極柱(8)的動(dòng)觸頭出線端(8-3)加工有散熱通孔(8-9)，固封極柱(8)的環(huán)氧樹脂絕緣殼體(8-6)前部上下分別設(shè)置有對流槽口(8-8)，在固封極柱(8)的環(huán)氧樹脂殼體(8-6)與靜觸頭端出線座(8-1)之間留有防裂縫隙(8-10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述三工位開關(guān)(7)的中間導(dǎo)體(7-5)外部用螺釘固定連接有環(huán)形開口散熱圈(7-6)，三工位開關(guān)(7)的動(dòng)導(dǎo)電體(7-14)中間加工有動(dòng)導(dǎo)電體散熱槽(7-16)，在三工位開關(guān)(7)的隔離導(dǎo)體(7-9)與支撐絕緣子(7-11)之間安裝散熱座(7-10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述柜體殼體(I)含有低壓室(1-1)、機(jī)構(gòu)室(1-2)和電纜室(1-3)，低壓室(1-1)、機(jī)構(gòu)室(1-2)和電纜室(1-3)各自構(gòu)成獨(dú)立功能單元。
專利摘要一種高壓大電流干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備,克服了采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)存在環(huán)境污染和散熱性能差的問題，特征是氣箱的上封板、左封板、右封板和后封板上均設(shè)置有散熱片，三工位開關(guān)與固封極柱通過銅連接件連接，銅連接件外安裝銅連接件散熱片，固封極柱的動(dòng)觸頭出線端加工有散熱通孔，固封極柱的環(huán)氧樹脂絕緣殼體前部設(shè)置有對流槽口，在固封極柱的環(huán)氧樹脂殼體與靜觸頭端出線座之間留有防裂縫隙，在固封極柱末端安裝有U形散熱母線，有益效果是，在解決了散熱問題同時(shí)改善了電場分布，滿足了采用潔凈干燥壓縮空氣作為絕緣介質(zhì)的電壓為40.5kV、電流為2000A以上干燥壓縮空氣絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備的需要，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。
文檔編號H02B1/20GK202434941SQ201120549190
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者于琦, 劉佳, 劉廣斧, 國世崢, 大島儼, 張交鎖, 王利 申請人:沈陽華德海泰電器有限公司