專利名稱：斷路器柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電力設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種一次部件全部采用固體絕緣的斷路器柜。
背景技術(shù)：
目前3. 6kV-40. 5kV電壓等級的開關(guān)設(shè)備多數(shù)是以空氣或六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)，其斷路器柜中的第二開關(guān)、負荷或隔離開關(guān)觸頭為刀頭式的，相間只是利用空氣或六氟化硫氣體隔離絕緣。雖然六氟化硫氣體的絕緣能力高于空氣，但卻遠遠低于環(huán)氧樹脂， 所以不管是采用空氣絕緣還是六氟化硫氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備，其外形尺寸都比較大，而且由于相間沒有很好的隔離開，一旦出現(xiàn)內(nèi)部燃弧，整臺開關(guān)都會受到影響，直至開關(guān)整體報廢。另外用六氟化硫氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備，開關(guān)置于一個充有一定壓力的六氟化硫氣體密封氣箱內(nèi)，相對空氣絕緣開關(guān)設(shè)備，開關(guān)可以免受污穢、鹽霧、凝露等外部環(huán)境的影響，但因為氣體壓力受溫度和海拔的影響，六氟化硫氣體絕緣開關(guān)柜的環(huán)境適應(yīng)性并不好，還有就是六氟化硫氣體本身的特性使得以六氟化硫氣體絕緣的開關(guān)設(shè)備有如下弊端第一，六氟化硫氣體對大氣臭氧層的破壞性相當(dāng)于二氧化碳的24000倍，一旦泄漏將會加劇溫室效應(yīng)；第二，六氟化硫氣體在水份促成電弧分解的低氟化物轉(zhuǎn)為酸性特質(zhì)，對人體對產(chǎn)品和環(huán)境都有不良影響；第三，六氟化硫氣體的凝點隨著氣壓的升高而降低，用其作為絕緣介質(zhì)的電力設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性較差；第四，六氟化硫氣體的相對濕度允許值很低，相應(yīng)的電力設(shè)備的制造工藝和環(huán)境要求較嚴(yán)格；第五，相對空氣六氟化硫氣體有更好的滅弧能力但并不能杜絕電弧的產(chǎn)生，一旦發(fā)生內(nèi)部燃弧，不僅氣箱內(nèi)部的電氣設(shè)備受到損壞，甚至?xí)饸庀浔ǎ＜霸O(shè)備和操作人員的安全。綜上所述，開發(fā)更先進，更安全，更環(huán)保的開關(guān)設(shè)備就顯得很有必要，也是電力開關(guān)設(shè)備行業(yè)發(fā)展的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供一種斷路器柜，它可以解決現(xiàn)有中高壓斷路器柜體積大，安全性和可靠性低的問題。為了解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是這種斷路器柜包括有柜體，所述柜體內(nèi)的每一相高壓一次電路上的器件由相互連接的高壓母線、三工位高壓開關(guān)、斷路器，電流互感器和高壓連接件構(gòu)成，所述每一相高壓一次電路上的高壓母線、三工位高壓開關(guān)、 斷路器、電流互感器、高壓連接件和電壓互感器分別封閉在由環(huán)氧樹脂絕緣材料壓注成型的環(huán)氧樹脂絕緣層內(nèi)，它們之間的連接都是插頭與插座的連接，在接合處的環(huán)氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊，它們各自的所述環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設(shè)有一層半導(dǎo)電材料層，這些半導(dǎo)電材料層均與所述柜體導(dǎo)電連接，所述半導(dǎo)電材料層的外表面每厘米距離的電阻值R是500歐姆< R ( 10000歐姆。 上述技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案可以是所述插頭與插座的連接是插頭一方的導(dǎo)電體插入插座一方的導(dǎo)電體內(nèi)，插頭一方的環(huán)氧樹脂絕緣層的錐形體部插入插座一方環(huán)氧樹脂絕緣層的錐形孔內(nèi)的連接，插頭一方的環(huán)氧樹脂絕緣層與插座一方的環(huán)氧樹脂絕緣層之間通過螺桿緊固連接，插頭一方外表面的所述半導(dǎo)電材料層與插座一方外表面的所述半導(dǎo)電材料層相互壓接。 上述各種技術(shù)方案的組合方式中，更具體的還可以是所述三工位高壓開關(guān)包括有第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)其觸頭均是采用真空絕緣和滅弧，其觸頭裝在真空管內(nèi)的開關(guān)；所述第一開關(guān)靜觸頭連接端為高壓輸入端接口 ；所述第一開關(guān)動觸頭連接端與所述第二開關(guān)靜觸頭連接端相連接，該連接端設(shè)有高壓輸出端接口 ；所述第二開關(guān)的動觸頭連接端設(shè)有接地端接口 ；所述的第一開關(guān)和所述第二開關(guān)以及它們之間的連接件均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環(huán)氧樹脂絕緣層的內(nèi)部，該三工位高壓開關(guān)的所述半導(dǎo)電材料層設(shè)在除各接口之外的所述環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面；所述的斷路器有真空滅弧室，該真空滅弧室及與之連接的靜觸頭連接端，動觸頭連接端，和與所述動觸頭連接端連接的均壓件均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環(huán)氧樹脂絕緣層的內(nèi)部，與所述斷路器操動機構(gòu)連接的絕緣拉桿通過硅橡膠密封套封裝在所述環(huán)氧樹脂絕緣層的孔內(nèi)，在該孔的內(nèi)部，所述環(huán)氧樹脂絕緣層與動觸頭連接端的接合部位于所述均壓件內(nèi)；所述動觸頭連接端為高壓輸入端接口，所述靜觸頭連接端為高壓輸出端接口 ；所述的斷路器上的半導(dǎo)電材料層設(shè)在除各接口之外的所述環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面。本實用新型所稱的半導(dǎo)電材料層可以采用現(xiàn)有制造電阻的材料和工藝制成，一般可由導(dǎo)電碳粉、導(dǎo)電石墨中的任一種與稀釋粘結(jié)劑混合構(gòu)成。本實用新型所稱半導(dǎo)電材料層外表面每厘米距離的電阻值是指在該層表面任意距離1厘米的兩點之間的電阻值。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果1.絕緣性能好，散熱容易本斷路器柜的一次部件均為環(huán)氧樹脂壓注而成，高壓帶電部份與環(huán)氧樹脂直接粘接在一起，不僅絕緣性能好，而且有利于熱量的散發(fā)。2.安全環(huán)保本斷路器柜內(nèi)無需六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)，不存在泄漏的隱患， 不會發(fā)生氣箱爆炸的事故，不會對環(huán)境造成影響，不會加劇溫室效應(yīng)。3.可避免相間燃弧本斷路器柜內(nèi)的一次部件為單獨的模塊，采用環(huán)氧樹脂壓注而成，環(huán)氧樹脂絕緣層表面噴涂有半導(dǎo)電材料層并與柜體可靠連接，不存在相間燃弧。4.無感應(yīng)電壓，更安全本斷路器柜內(nèi)的一次部件為單獨的模塊，采用環(huán)氧樹脂壓注而成，環(huán)氧樹脂絕緣層表面噴涂有半導(dǎo)電材料層并與柜體可靠連接，環(huán)氧樹脂絕緣層的表面感應(yīng)電壓可以有效地控制在安全電壓以內(nèi)。5.環(huán)境適應(yīng)性強，運行更安全可靠本斷路器柜的一次部件采用全固體絕緣，不同部份采用拔插式連接和硅橡膠密封，高壓帶電部份不受環(huán)境的影響，提高開關(guān)設(shè)備運行的安全性、可靠性和環(huán)境適應(yīng)性。6.結(jié)構(gòu)簡單，體積小，維護方便本斷路器柜的一次部件采用模塊化設(shè)計，固體絕緣，結(jié)構(gòu)非常簡單，體積小，實現(xiàn)小型化設(shè)計理念的同時，方便使用現(xiàn)場對模塊的維修和更換，開關(guān)設(shè)備體積相當(dāng)于普通開關(guān)設(shè)備的三分之一。

[0017]圖1是本實用新型實施例的主視圖；圖2是本實用新型實施例的右視圖；圖3是本實用新型實施例中三工位高壓開關(guān)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型實施例中斷路器的結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明圖1所示的斷路器柜的結(jié)構(gòu)方案如下柜體16分割有高壓室1，電壓互感器室7，電纜室9，操動機構(gòu)室12和儀表室15， 這種柜體與現(xiàn)有技術(shù)的柜體結(jié)構(gòu)及工作原理相同。在高壓室1內(nèi)分別裝有三相電路結(jié)構(gòu)相同的高壓一次電路器件，每一相高壓一次電路器件由依次相互連接的高壓母線3，三工位高壓開關(guān)2，斷路器4，電流互感器5，高壓連接件6，這個部分的電連接結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同。高壓連接件6的輸出端分別與電壓互感器室7里的電壓互感器8和電纜室9里的避雷器11和電纜靴及電纜10連接，這個部分的電連接結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)相同。操動機構(gòu)室12里的斷路器操動機構(gòu)13連接斷路器4，操動機構(gòu)室12里的三工位高壓開關(guān)操動機構(gòu)14穿過柜體16連接三工位高壓開關(guān)2的連接件，這個部分的電連接結(jié)構(gòu)和工作原理與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，所不同的是三工位高壓開關(guān)操動機構(gòu)14與三工位高壓開關(guān)2的連接操作件有兩件，這個操作機件的動作原理在后面內(nèi)容說明。上述的每一相高壓一次電路中的高壓母線3、三工位高壓開關(guān)2、斷路器4、電流互感器5、高壓連接件6和電壓互感器8分別封閉在由環(huán)氧樹脂絕緣材料壓注成型的環(huán)氧樹脂絕緣層內(nèi)，這6個模塊部件各自的環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設(shè)有一層每厘米距離電阻值為500歐姆一10000歐姆的半導(dǎo)電材料層，這些模塊部件的半導(dǎo)電材料層均與所述柜體16導(dǎo)電連接。這6個模塊部件之間以及高壓連接件6與電纜室9里的避雷器11和電纜靴及電纜10的公共端之間的連接均采用如圖3所示高壓母線3與三工位高壓開關(guān)2之間的插頭與插座相連接的結(jié)構(gòu)高壓母線3的導(dǎo)電體3.1插入三工位高壓開關(guān)2的靜觸頭連接端2.1內(nèi)，高壓母線3的的環(huán)氧樹脂絕緣層3. 2的錐形體部插入三工位高壓開關(guān)2環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13的錐形孔內(nèi)的連接，高壓母線3的環(huán)氧樹脂絕緣層3. 2與三工位高壓開關(guān)2的環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13之間裝有絕緣硅橡膠密封墊17，環(huán)氧樹脂絕緣層3. 2與環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13之間通過螺桿從一方的通孔旋入另一方預(yù)埋在環(huán)氧樹脂絕緣層內(nèi)的螺紋孔嵌裝件實現(xiàn)高壓導(dǎo)電體與外界空氣的氣密封緊固連接。高壓母線3外表面的半導(dǎo)電材料層3. 3與三工位高壓開關(guān)2外表面的所述半導(dǎo)電材料層2. 14相互壓接。圖3所示的三工位高壓開關(guān)2包括有由真空滅弧室2. 2、靜觸頭連接端2. 1和動觸頭連接端2. 3等構(gòu)成的第一開關(guān)，和由真空滅弧室2. 10、靜觸頭連接端2. 9和動觸頭連接端 2. 11等構(gòu)成的第二開關(guān)；第一開關(guān)的動觸頭連接端2. 3通過螺釘和連接件2. 8與第二開關(guān)的靜觸頭連接端2. 9連接，動觸頭連接端2. 3還通過螺釘連接有一個有均壓件2. 4 ；真空滅弧室2. 2、2. 10，靜觸頭連接端2. 1、2. 9，動觸頭連接端2. 3、2. 11，連接件2. 8，均壓件2. 4以及連接螺釘，以及兩個真空滅弧室2. 2,2. 10的動觸點與動觸頭連接端的全部連接件在組裝完成后，均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13的內(nèi)部，固化成型了的環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13設(shè)有安裝第一開關(guān)絕緣拉桿2. 5和第二開關(guān)拉桿2. 11的孔， 第一開關(guān)中的絕緣拉桿2. 5以內(nèi)的零件通過硅橡膠密封套2. 6被密封隔離在其安裝孔內(nèi)， 使三工位高壓開關(guān)2的高壓導(dǎo)電體全部與外界實現(xiàn)固體絕緣密封，其中第一開關(guān)的靜觸頭連接端2. 1作為高壓輸入端接口，第一開關(guān)的動觸頭連接端2. 3作為高壓輸出端接口，環(huán)氧樹脂絕緣層2. 13除了這些高壓輸入輸出接口和上述安裝孔內(nèi)的外表面，涂裝有一層的半導(dǎo)電材料層2. 14，半導(dǎo)電材料層2. 14由導(dǎo)電碳粉與稀釋粘結(jié)劑混合制成，稀釋粘結(jié)劑由醚類溶劑、酚醛樹脂、熱固型樹脂混合組成(在其它實施例當(dāng)中，用導(dǎo)電石墨代替導(dǎo)電碳粉也具有與本實施例相同的技術(shù)效果)，通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)電材料層的成份構(gòu)成和涂層厚度，控制其外表面在任意每厘米距離的任意兩點間的電阻值R為500歐姆一10000歐姆即可。本實施例中的各個模塊的這個半導(dǎo)電材料層均按照這個標(biāo)準(zhǔn)實行，這個數(shù)值偏差些許影響不大， 這個電阻值過小容易導(dǎo)致受環(huán)境電磁場的作用而產(chǎn)生感應(yīng)渦流發(fā)熱；這個電阻值過大會使得模塊表面接地電阻過大而增加模塊表面的感應(yīng)電位，過高的電位會危及周圍的人員或設(shè)備。三 工位高壓開關(guān)操動機構(gòu)14通過推拉第二開關(guān)的拉桿2. 11實現(xiàn)高壓輸出端對接地端的導(dǎo)通接地或?qū)Φ亻_路，通過推拉第一開關(guān)的絕緣拉桿2. 5實現(xiàn)高壓輸出端對高壓輸入端的接通或隔離。三工位高壓開關(guān)操動機構(gòu)14內(nèi)的互鎖機構(gòu)對拉桿2. 11與絕緣拉桿 2. 5的聯(lián)鎖推拉作用，可以使高壓輸出端獲得接通高壓、不接地隔離高壓和接地隔離高壓的三種工位狀態(tài)。圖4所示的斷路器4是全固體絕緣的高壓固封式斷路器，它的結(jié)構(gòu)和原理與圖3 所示的三工位高壓開關(guān)中的第一開關(guān)相同，其高壓導(dǎo)電體與外界空間全部由固體的絕緣材料隔離，與真空滅弧室4. 2內(nèi)動觸頭導(dǎo)電連接的動觸頭連接端4. 3作為高壓輸入的電連接端，與真空滅弧室4. 2內(nèi)靜觸頭連接的靜觸頭連接端4. 1作為高壓輸出的電連接端，這兩個端口均為插座結(jié)構(gòu)，環(huán)氧樹脂絕緣層4. 5在這兩個端口及絕緣拉桿4. 4的安裝孔外的外表面也涂裝有如圖3說明所描述的半導(dǎo)電材料層4. 6。斷路器操動機構(gòu)13推拉絕緣拉桿 4. 4可以控制斷路器合閘或分閘。本實用新型的電流互感器5、電壓互感器8和高壓連接件6除了它們的高壓連接端的結(jié)構(gòu)具有與上述圖3所示的插頭或插座相同的結(jié)構(gòu)外，其余部分與現(xiàn)有技術(shù)中用環(huán)氧樹脂壓注絕緣密封其主體部分的結(jié)構(gòu)相同。
權(quán)利要求1.一種斷路器柜，包括有柜體(16)，所述柜體(16)內(nèi)的每一相高壓一次電路上的器件由相互連接的高壓母線(3)、三工位高壓開關(guān)(2)、斷路器(4)，電流互感器(5)和高壓連接件(6)構(gòu)成，其特征在于所述每一相高壓一次電路上的高壓母線(3)、三工位高壓開關(guān) (2)、斷路器(4)、電流互感器(5)、高壓連接件(6)和電壓互感器(8)分別封閉在由環(huán)氧樹脂絕緣材料壓注成型的環(huán)氧樹脂絕緣層內(nèi)，它們之間的連接都是插頭與插座的連接，在接合處的環(huán)氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊(17)，它們各自的所述環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設(shè)有一層半導(dǎo)電材料層，這些半導(dǎo)電材料層均與所述柜體(16)導(dǎo)電連接，所述半導(dǎo)電材料層的外表面每厘米距離的電阻值R是500歐姆 ^ R ^ 10000 歐姆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種斷路器柜，其特征在于所述插頭與插座的連接是插頭一方的導(dǎo)電體(3. 1)插入插座一方的導(dǎo)電體(2. 1)內(nèi)，插頭一方的環(huán)氧樹脂絕緣層(3.2) 的錐形體部插入插座一方環(huán)氧樹脂絕緣層(2.13)的錐形孔內(nèi)的連接，插頭一方的環(huán)氧樹脂絕緣層(3. 2)與插座一方的環(huán)氧樹脂絕緣層(2. 13)之間通過螺桿緊固連接，插頭一方外表面的所述半導(dǎo)電材料層(3. 3)與插座一方外表面的所述半導(dǎo)電材料層(2. 14)相互壓接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種斷路器柜，其特征在于所述三工位高壓開關(guān)(2) 包括有第一開關(guān)和第二開關(guān)，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均是采用真空絕緣和滅弧，具有真空管的開關(guān)；所述第一開關(guān)靜觸頭連接端(2. 1)為高壓輸入端接口 ；所述第一開關(guān)動觸頭連接端(2. 3)與所述第二開關(guān)靜觸頭連接端(2. 9)相連接，該連接端設(shè)有高壓輸出端接口 ； 所述第二開關(guān)的動觸頭連接端(2. 11)設(shè)有接地端接口 ；所述的第一開關(guān)和所述第二開關(guān)以及它們之間的連接件(2. 8)均封裝在用自動壓力凝膠工藝壓注形成的環(huán)氧樹脂絕緣層 (2. 13)的內(nèi)部，該三工位高壓開關(guān)(2)的所述半導(dǎo)電材料層(2. 14)設(shè)在除各接口之外的所述環(huán)氧樹脂絕緣層(2. 13)的外表面；所述的斷路器(4)有真空滅弧室(4. 1)，該真空滅弧室(4. 1)及與之連接的靜觸頭連接端(4. 14)，動觸頭連接端(4. 2)，和與所述動觸頭連接端 (4. 2)連接的均壓件(4. 10)均封裝在用自動壓力凝膠工藝形成的環(huán)氧樹脂絕緣層(4. 11) 的內(nèi)部，與所述斷路器操動機構(gòu)(13)連接的絕緣拉桿(4. 3)通過硅橡膠密封套(4. 5)封裝在所述環(huán)氧樹脂絕緣層(4. 11)的孔內(nèi)，在該孔的內(nèi)部，所述環(huán)氧樹脂絕緣層(4. 11)與動觸頭連接端(4. 2)的接合部位于所述均壓件(4. 10)內(nèi)；所述動觸頭連接端(4. 2)為高壓輸入端接口，所述靜觸頭連接端(4. 14)為高壓輸出端接口 ；所述的斷路器(4)上的半導(dǎo)電材料層(4. 13)設(shè)在除各接口之外的所述環(huán)氧樹脂絕緣層4. 11的外表面。
專利摘要本實用新型公開了一種斷路器柜，其中柜體中每一相高壓一次電路器件包括高壓母線、三工位高壓開關(guān)、斷路器、高壓連接件、電流互感器和電壓互感器六個模塊組成，它們分別封閉在由環(huán)氧樹脂絕緣材料壓注成型的環(huán)氧樹脂絕緣層內(nèi)，它們之間的連接均是插頭與插座的連接，在接合處的環(huán)氧樹脂絕緣層之間裝有絕緣彈性密封墊，它們各自的所述環(huán)氧樹脂絕緣層的外表面除相互插接的絕緣層接合面外的部分設(shè)有一層與所述柜體導(dǎo)電連接的半導(dǎo)電材料層。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有環(huán)保、無燃弧、體積小、環(huán)境適應(yīng)性強、全絕緣全密封、安裝維護方便、運行安全可靠的優(yōu)點。
文檔編號H02B13/00GK202068115SQ20102065418
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者劉桂華, 劉蜀江, 周振業(yè), 李水勝 申請人:廣西銀河迪康電氣有限公司