本實(shí)用新型涉及一種10kV智能開關(guān)柜。

背景技術(shù)：

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的鋪開，配電網(wǎng)對(duì)智能化開關(guān)柜的需求日益強(qiáng)烈，不僅需要對(duì)開關(guān)柜的關(guān)鍵狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，還要求進(jìn)行電動(dòng)操作各類開關(guān)器件，以減少人員勞動(dòng)量、避免人工操作的安全隱患，并可遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)完整的停送電工作。在另一方面，為了節(jié)約變電站的用地，開關(guān)柜的小型化也越來越受到重視。

通常情況下，電纜室中涉及的電纜通常較多，所占空間較大，但是，現(xiàn)有的開關(guān)柜中通常將用于檢測主回路電流和電壓的檢測設(shè)備設(shè)置在電纜室中，進(jìn)一步增大了電纜室的體積，這樣的布置方式能夠造成開關(guān)柜的體積較大，無法實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜的小型化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種10kV智能開關(guān)柜，用以解決現(xiàn)有的開關(guān)柜無法實(shí)現(xiàn)小型化的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括一種10kV智能開關(guān)柜，包括開關(guān)柜體，所述開關(guān)柜體內(nèi)布置有控制室、斷路器室、母線室和電纜室，所述斷路器室中設(shè)置有用于檢測主回路電流信息的電流傳感器，所述電流傳感器為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，斷路器的觸臂從圓環(huán)形結(jié)構(gòu)中穿過。

所述電纜室中設(shè)置有用于檢測主回路電壓信息的電壓傳感器，所述電壓傳感器為絕緣子傳感器。

所述母線室中的三相母線接線端呈L型布置。

所述開關(guān)柜體分為前后兩個(gè)區(qū)間，所述電纜室由前電纜室和后電纜室構(gòu)成，所述控制室、斷路器室和前電纜室布置在開關(guān)柜體的前區(qū)間內(nèi)，所述母線室和后電纜室布置在開關(guān)柜體的后區(qū)間內(nèi)，所述控制室、斷路器室和前電纜室在開關(guān)柜體的前區(qū)間內(nèi)上下依次布置，所述母線室和后電纜室在開關(guān)柜體的后區(qū)間內(nèi)上下依次布置。

所述控制室與母線室間隔設(shè)置，且所述控制室沿著前區(qū)間的前側(cè)邊沿布置。

任意兩相母線之間加設(shè)有絕緣板。

所述控制室內(nèi)設(shè)置有控制模塊，所述開關(guān)柜內(nèi)設(shè)置有狀態(tài)信息檢測部分和數(shù)據(jù)信息檢測部分，所述控制模塊采樣連接所述狀態(tài)信息檢測部分和數(shù)據(jù)信息檢測部分，用于根據(jù)采集到的信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。

所述狀態(tài)信息檢測部分包括斷路器分合閘狀態(tài)檢測模塊，所述數(shù)據(jù)信息檢測部分包括所述電流傳感器、所述電壓傳感器、用于檢測開關(guān)柜體內(nèi)溫度的環(huán)境溫濕度傳感器、用于檢測開關(guān)柜主回路溫度的主回路溫度傳感器和用于檢測斷路器內(nèi)部溫度的斷路器溫度傳感器。

斷路器配置有電動(dòng)底盤車，所述數(shù)據(jù)信息檢測部分還包括用于設(shè)置在電動(dòng)底盤車上的行程位移傳感器，所述控制模塊采樣連接所述行程位移傳感器。

所述開關(guān)柜體內(nèi)還設(shè)置有電動(dòng)接地刀裝置，所述控制模塊控制連接所述電動(dòng)接地刀裝置。

本實(shí)用新型提供的10kV智能開關(guān)柜中，將用于檢測主回路電流信息的、原本設(shè)置在電纜室中的電流傳感器設(shè)置在斷路器室中，首先，由于斷斷路器室中的斷路器與電纜室中的電纜相連接，那么，將電流傳感器設(shè)置在斷路器室中同樣能夠檢測到主回路的電流信息，并且節(jié)省了電纜室的安裝空間，降低了電纜室的體積；然后，電流傳感器設(shè)計(jì)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，斷路器的觸臂從圓環(huán)形結(jié)構(gòu)中穿過，電流傳感器采用這種結(jié)構(gòu)形式能夠充分利用斷路器室的空間，只占用斷路器室中本來就存在的閑余空間，因此，即便斷路器室中增加了電流傳感器，也不會(huì)增大斷路器室的體積。因此，由于斷路器室的體積沒有增大，同時(shí)電纜室的體積有一定的減小，因此整個(gè)開關(guān)柜的體積有了一定程度的減小，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)柜的小型化。

附圖說明

圖1是開關(guān)柜體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置圖；

圖2是斷路器與電流傳感器之間的裝配示意圖；

圖3是斷路器室的外觀主視圖；

圖4是開關(guān)柜體的外觀主視圖；

圖5是控制室中的控制裝置的控制原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供的10kV中壓開關(guān)柜包括開關(guān)柜體，在開關(guān)柜體內(nèi)布置有幾個(gè)隔室，其中有控制室(也稱為儀表室)1、母線室2、電纜室和斷路器室6，其中，電纜室分為前電纜室和后電纜室兩部分，前電纜室對(duì)應(yīng)附圖1中的電纜室5，后電纜室對(duì)應(yīng)附圖1中的電纜室4。這幾個(gè)獨(dú)立隔室均由金屬封閉而成，并且，母線室2、電纜室4、電纜室5和斷路器室6均有獨(dú)立的泄壓通道。

斷路器室6中布置有電流傳感器，該電流傳感器可為電子式互感器，用于檢測主回路的電流。如圖2所示，電流傳感器12為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，即電流傳感器12設(shè)計(jì)為圓環(huán)形，安裝在斷路器11的觸臂上，本實(shí)施例中，安裝在斷路器11的下觸臂上。將斷路器11的觸臂從圓環(huán)形結(jié)構(gòu)中穿過，以對(duì)主回路電流進(jìn)行檢測。圓環(huán)形結(jié)構(gòu)在裝配時(shí)，只占用斷路器室6中本來就存在的閑余空間，比如：圓環(huán)形結(jié)構(gòu)可以布置在斷路器11的三相線路之間原本就存在的間隙中，能夠充分利用斷路器室6的空間，因此，即便斷路器室6中增加了電流傳感器12，也不會(huì)增大斷路器室6的體積。圖3是斷路器室的外觀主視圖。

圖1為開關(guān)柜的側(cè)視圖，可以看成剖視圖，能夠展示開關(guān)柜體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置，本實(shí)施例中，開關(guān)柜體分為前后兩個(gè)區(qū)間，劃分方式為：可以將開關(guān)柜體沿著垂直圖1所在紙面的方向從中間一分為二，前半部分為前區(qū)間，后半部分為后區(qū)間；或者，在特定的布置需求下，還可以將開關(guān)柜體分為所占空間不相等的兩部分，即前區(qū)間和后區(qū)間可以不相等。另外，還可在開關(guān)柜體中設(shè)置一個(gè)隔離板，利用隔離板實(shí)現(xiàn)將開關(guān)柜體分為前后兩個(gè)區(qū)間。就整體布置方式而言，控制室1、電纜室5和斷路器室6布置在開關(guān)柜體的前區(qū)間內(nèi)，母線室2和電纜室4布置在開關(guān)柜體的后區(qū)間內(nèi)。由于將傳統(tǒng)的一個(gè)電纜室分為兩部分，這兩部分分別位于開關(guān)柜的前后區(qū)間內(nèi)，這樣設(shè)置能夠降低開關(guān)柜的高度。

如圖1所示，控制室1、斷路器室6和電纜室5在開關(guān)柜體的前區(qū)間內(nèi)上下依次布置，母線室2和電纜室4在開關(guān)柜體的后區(qū)間內(nèi)上下依次布置。控制室1與母線室2和電纜室4設(shè)置在不同區(qū)間內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)弱電分離，避免電磁干擾，控制室1與母線室2之間還可以間隔一定距離，更能夠起到強(qiáng)弱電分離的作用，進(jìn)一步地，如圖1所示，控制室1沿著前區(qū)間的前側(cè)邊沿布置，這樣的話，與母線室2的距離就更大，最大程度起到強(qiáng)弱電分離的作用，避免出現(xiàn)電磁干擾。

進(jìn)一步地，電纜室4中布置有電壓傳感器3，用于檢測主回路的電壓，為了有效降低電纜室4的體積，電壓傳感器3為絕緣子傳感器，減小了電纜室4的體積，進(jìn)而降低了整個(gè)開關(guān)柜的體積，實(shí)現(xiàn)了開關(guān)柜的小型化。

因此，由于常規(guī)開關(guān)柜中的電流傳感器和電壓傳感器安裝在電纜室中，使電纜室的體積較大，不利于開關(guān)柜的小型化。本實(shí)用新型將電流傳感器設(shè)計(jì)成圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，安裝在斷路器觸臂上，充分利用斷路器室空間，并且，電壓傳感器外形同絕緣子傳感器，相較于常規(guī)的電壓互感器，傳感器體積大大減小，進(jìn)而節(jié)省出電纜室空間，因此，該開關(guān)柜的前后電纜室高度方向能夠降低大約300mm。

另外，本實(shí)施例中，控制室1中設(shè)置有控制裝置，能夠減少二次元器件和簡化二次接線，并且采用板后接線，取消眉頭，能夠節(jié)省安裝空間，實(shí)現(xiàn)合理布局，能夠使控制室1總體高度大約降低300mm。

母線室2中布置有三相母線，分別為A、B、C三相，并且，這三相母線的接線端采用品字形排列，即這三個(gè)接線端構(gòu)成L型結(jié)構(gòu)，比如：B相為“L”中的兩條線的連接點(diǎn)(也稱為頂點(diǎn))，AB兩相構(gòu)成為“L”中的其中一條線，BC兩相構(gòu)成為“L”中的另一條線。進(jìn)一步地，L型結(jié)構(gòu)與開關(guān)柜體的后上角對(duì)應(yīng)設(shè)置，即“L”的兩個(gè)邊分別與開關(guān)柜體的兩個(gè)邊平行設(shè)置，“L”的頂點(diǎn)靠近開關(guān)柜體的后上角的端點(diǎn)設(shè)置，如圖1所示。這種L型布置方式相較于一字型排列，能夠較大程度上降低開關(guān)柜的寬度或者高度，本實(shí)施例中，通過L型結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠使母線室2的高度方向大約降低300mm。而且，為了同時(shí)滿足絕緣要求，任意兩相母線之間均加設(shè)有絕緣板。

并且，在保證柜體整體絕緣性能的前提下，進(jìn)一步合理布局，減小母線室2、控制室1、電纜室4和5尺寸，可從柜體寬度、深度、高度三個(gè)方向減小柜體尺寸，相比于傳統(tǒng)KYN28-12開關(guān)柜，柜體總高度減小600mm，總寬度減小150mm，最終得到的柜體寬×深×高為：650×1450×1700。因此，相較于常規(guī)開關(guān)柜，柜體總高度約降低25％，寬度約減少18.75％，深度約減少10％，節(jié)省空間，節(jié)約成本，美化外觀，適用性高。當(dāng)然，上述給出的開關(guān)柜的具體尺寸只是一種具體的實(shí)施方式，開關(guān)柜并不局限于該組尺寸。

圖4是開關(guān)柜的外觀主視圖。

上述對(duì)開關(guān)柜的各隔室的布置方式以及斷路器室進(jìn)行了一定的說明，以下給出控制室1的一種具體實(shí)施方式。

控制室1中的主要構(gòu)成部分是控制模塊，開關(guān)柜中設(shè)置有信息采集部分，信息采集部分分別狀態(tài)信息檢測部分和數(shù)據(jù)信息檢測部分，控制模塊采樣連接狀態(tài)信息檢測部分和數(shù)據(jù)信息檢測部分。

如圖5所示，狀態(tài)信息檢測部分包括斷路器分合閘狀態(tài)檢測模塊，以及其他的狀態(tài)檢測設(shè)備。數(shù)據(jù)信息檢測部分包括上述斷路器室6中的電流傳感器12和電纜室4中的電壓傳感器3。電流傳感器12和電壓傳感器3為采集開關(guān)柜的電氣參數(shù)的相應(yīng)檢測裝置，除了這些之外，數(shù)據(jù)信息檢測部分還包括環(huán)境溫濕度傳感器，用于檢測開關(guān)柜體內(nèi)部空間的溫度信息和濕度信息；還包括主回路溫度傳感器，用于檢測主回路上的溫度信息，可緊貼主回路布置；還包括斷路器溫度傳感器，用于檢測斷路器11內(nèi)部空間的溫度信息，該斷路器溫度傳感器布置在斷路器11的操動(dòng)機(jī)構(gòu)或者一次開關(guān)本體中。

該控制模塊為智能控制終端(也稱為智能電子裝置IED)，是智能化控制設(shè)備，可采用運(yùn)行嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ADSP+FPGA架構(gòu)，以提升數(shù)據(jù)處理速度?？刂颇K根據(jù)接收到的信息進(jìn)行相應(yīng)地控制，集成了傳統(tǒng)保護(hù)、控制、在線監(jiān)測、電能計(jì)量、顯示、通信、儲(chǔ)存、自檢、警報(bào)等功能，替代原有的各種監(jiān)測裝置、測量裝置、驅(qū)動(dòng)控制模塊、保護(hù)裝置等分立電子裝置。而且，對(duì)傳統(tǒng)元件進(jìn)行集成化和模塊化的優(yōu)化改進(jìn)，簡化了控制系統(tǒng)的復(fù)雜度，將位移、溫濕度、速度、電壓電流等傳感器植入開關(guān)柜的相應(yīng)位置中，可準(zhǔn)確的反映斷路器和柜體的狀態(tài)而不影響其機(jī)械運(yùn)動(dòng)。而且該控制模塊集成了監(jiān)測、控制、通訊、保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)了一二次設(shè)備的有機(jī)融合。開關(guān)柜上還設(shè)置有觸摸屏，觸摸屏與控制模塊相連接，經(jīng)觸摸屏顯示相關(guān)數(shù)據(jù)信息，還可動(dòng)態(tài)監(jiān)測，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。因此，該控制模塊具備完善的控制、測量、保護(hù)、計(jì)量，尤其是狀態(tài)監(jiān)測和診斷功能。并且，該控制模塊通訊連接后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，能接收后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中的站控層或主IED指令，并能按照就地操作命令，基于聯(lián)鎖和順序控制程序要求的邏輯判斷，對(duì)開關(guān)元件、可移開(或旋轉(zhuǎn))部件(如果有)進(jìn)行分、合(出車、進(jìn)車或反轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn))操作控制，或在出現(xiàn)異常狀況時(shí)能控制停止操作、發(fā)出告警信息。

而且，該控制模塊可進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，能夠有效降低控制室1占用的空間，并且，充分利用柜體的有效空間將控制室1和柜體設(shè)計(jì)相結(jié)合，合理分布，良好銜接。

斷路器室6中的斷路器11為智能化斷路器，在傳統(tǒng)斷路器的基礎(chǔ)上，斷路器11中植入有斷路器溫度傳感器。并且，斷路器11配置有電動(dòng)底盤車，相應(yīng)地，開關(guān)柜中的數(shù)據(jù)信息檢測部分還包括行程位移傳感器，用于檢測斷路器11位置信息，設(shè)置在電動(dòng)底盤車上，控制模塊采樣連接該行程位移傳感器，可實(shí)現(xiàn)斷路器11的行程-時(shí)間監(jiān)測。而且，斷路器11中配置有用于檢測分合閘線圈電流和電壓的電流和電壓檢測裝置，以及用于檢測斷路器11儲(chǔ)能電機(jī)的電流和電壓的電流和電壓檢測裝置，實(shí)現(xiàn)分、合閘線圈、儲(chǔ)能電機(jī)的電流、電壓監(jiān)測功能；利用電動(dòng)底盤車能夠?qū)崿F(xiàn)手車電動(dòng)搖進(jìn)搖出?？傊?，通過斷路器11內(nèi)部設(shè)置的一系列檢測裝置能夠?qū)嗦菲?1的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外，通過相應(yīng)的設(shè)備，還能夠?qū)瘮嗦菲?1進(jìn)行機(jī)械、電壽命監(jiān)測和回路電流監(jiān)測。這種集成多種功能的智能化斷路器，能夠大大提升智能化水平。

另外，開關(guān)柜體內(nèi)還設(shè)置有電動(dòng)接地刀裝置，控制模塊控制連接該電動(dòng)接地刀裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)接地刀的控制。而且，電動(dòng)接地刀裝置上設(shè)置有地刀位置開關(guān)，用于檢測電動(dòng)接地刀的位置信息，控制模塊采樣連接該地刀位置開關(guān)。

因此，控制模塊的控制對(duì)象可為：電動(dòng)接地刀、分合閘線圈、電動(dòng)底盤車、風(fēng)機(jī)、加熱器、電氣閉鎖裝置、報(bào)警器等。

上述實(shí)施例中，給出了開關(guān)柜中各隔室的布置方式，當(dāng)然，本實(shí)用新型并不局限于這種布置方式，比如：開關(guān)柜中只有一個(gè)電纜室。本實(shí)用新型的基本思路在于將用于檢測主回路的電流檢測設(shè)備布置在斷路器室中。在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。