阅读说明：本技术 一种气体绝缘开关设备 (Gas insulation switch equipment ) 是由 钱远驰 周斌 张力文 黄楷涛 王翔 于 2019-11-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种气体绝缘开关设备,包括固定座及设置在所述固定座上方的开关室、机构室和二次接线室,所述开关室内设置有开关模块,所述开关模块包括一体式的框架,所述框架从上至下依次安装有断路器开关及隔离接地开关。通过将断路器开关及隔离接地开关集成在一体式框架上,在将开关模块装配到设备箱体内时,无需将各个零件逐个装配,减小体积,有利于厂内备货及简化装配流程。(The invention discloses a gas insulated switchgear which comprises a fixed seat, and a switch chamber, a mechanism chamber and a secondary wiring chamber which are arranged above the fixed seat, wherein a switch module is arranged in the switch chamber, the switch module comprises an integrated frame, and a breaker switch and an isolation grounding switch are sequentially arranged on the frame from top to bottom. Through with circuit breaker switch and isolation earthing switch integration on the integral type frame, when assembling switch module in the equipment box, need not to assemble each part one by one, reduce the volume, be favorable to the factory stock and simplify the assembly flow.)

一种气体绝缘开关设备

技术领域

本发明涉及环网柜技术领域，尤其涉及一种气体绝缘开关设备。

背景技术

随着国家经济的快速发展，各行各业对电能的依赖程度越来越高，故此，电力行业中的用户对于开关设备的可靠性要求越来越高。在国家提出免维护、小型化的倡议背景下，结构简单、小型化、操作可靠的环网柜，尤其是气体绝缘开关设备成为了行业内争先开展的新研究项目。现有技术中的气体绝缘开关设备体积大，结构笨重，需要将断路器开关及隔离接地开关的零件一个一个装配到柜体，装配困难，并且内部断路器的操作机构多采用弹簧操作机构或者永磁操作机构，弹簧操作机构零件多达200余款，每个零件间均需要保证相对准确位置，特别是为开关保证合位、分位的半轴，加工或装配误差稍大，则会造成机构不能动作的情况，故该类型机构存在较高不稳定性，故障发生率高。常规永磁机构一般使用永磁铁作为静铁芯，分闸过程中需向线圈施加反向电流，产生反向磁场，消磁后依靠超程簧及分闸簧推动机构分闸，在此过程中，反向磁场会对由永磁铁制成的静铁芯造成消磁，且永磁铁的居里温度较低，当环境温度升高时，也会对永磁铁产生消磁作用，因此使用永磁铁作为静铁芯对于永磁机构来说存在安全隐患。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种气体绝缘开关设备，体积小，装配简单。

本发明实施例的一种气体绝缘开关设备，包括固定座及设置在所述固定座上方的开关室、机构室和二次接线室，所述开关室内设置有开关模块，所述开关模块包括一体式的框架，所述框架从上至下依次安装有断路器开关及隔离接地开关。

根据本发明实施例的一种气体绝缘开关设备，至少具有如下有益效果：通过将断路器开关及隔离接地开关集成在一体式框架上，减小体积，在将开关模块装配到设备箱体内时，无需将各个零件逐个装配，只需在框架上装配好断路器开关及隔离接地开关，再将框架安装好即可，有利于厂内备货及简化装配流程。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述断路器开关包括底座及设置在所述底座上的绝缘筒，所述绝缘筒内设有空腔，空腔内从上至下依次设置有真空灭弧室、绝缘拉杆和永磁操作机构，所述永磁操作机构包括静铁芯和动铁芯，及设置在所述静铁芯、动铁芯之间的操作线圈和弹性组件，所述静铁芯和动铁芯均采用矩磁材料制成。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述框架的一侧设置固定板及设置在所述固定板上的绝缘支撑子，所述框架的另一侧设置触头安装板，所述断路器开关及隔离接地开关之间设置有三相连接排，所述三相连接排的上端连接断路器开关，下端连接隔离接地开关，中部和所述绝缘支撑子固定。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述隔离接地开关包括接地铜排、接地触头、第一隔离触头、第二隔离触头、隔离刀组件、绝缘罩、隔离接地操作轴和绝缘支座，所述接地铜排设置在所述触头安装板上，所述接地触头设置在所述接地铜排上，所述第一隔离触头安装在所述三相连接排的下端，所述隔离接地操作轴安装在所述框架上，所述绝缘罩安装在所述隔离接地操作轴上并可绕隔离接地操作轴旋转，所述隔离刀组件固定于绝缘罩内，绝缘支座固定于所述框架的底部，所述第二隔离触头固定于绝缘支座上。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述接地触头、第一隔离触头和第二隔离触头间隔设置在以隔离接地操作轴为圆心的圆弧上。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，绝缘支座包括2个侧板、支座底板及4个中隔板，所述侧板分设在支座底板两侧，所述侧板和支座底板榫接，所述中隔板设置在所述支座底板且位于两个侧板之间，所述中隔板和两个侧板榫接。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述机构室自上而下分别放置通过第一动密封和所述断路器开关连接的手动分闸机构及通过第二动密封和隔离接地开关连接的隔离操作机构。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述气体绝缘开关设备宽度≤325mm，长度≤800mm。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，所述框架包括前板、后板、固定板、触头安装板及断路器安装板，所述触头安装板及断路器安装板设置在前板和后板之间，所述断路器安装板有两个，分设在前板和后板上部。

根据本发明的实施例的一种气体绝缘开关设备，还包括气箱，沿所述气箱垂直方向依次设置有顶部扩展套管、连接铜排、断路器开关、隔离接地开关、进线导流模块、接地导流模块、进线套管及泄压阀，所述开关模块上端经连接铜排与顶部扩展套管相连，所述连接铜排外沿呈圆弧状，所述气箱为全封闭箱体，所述气箱内部充入额定压力六氟化硫气体，所述气箱设有与断路器开关相对的第一通孔、与隔离接地开关相对的第二通孔、气压表固定孔及观察孔，所述气箱底部设有接地法兰及泄压阀。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中气体绝缘开关设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中气体绝缘开关设备侧面的结构示意图；

图3为本发明实施例中开关模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中永磁操作机构的结构示意图；

图5为本发明实施例中绝缘支座的结构示意图；

图6为本发明实施例中隔离刀组件的工作状态图；

图7为本发明实施例中气箱的结构示意图；

图8为本发明实施例中框架的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2和图3，一种气体绝缘开关设备，包括固定座1及设置在所述固定座1上方的开关室2、机构室3和二次接线室4，所述固定座1分为电缆室11及泄压室12，所述固定座1后上部设置开关室2，所述开关室2内设置有开关模块24，所述开关模块24包括一体式的框架243，所述框架243从上至下依次安装有断路器开关241及隔离接地开关242。通过将断路器开关241及隔离接地开关242集成在一体式框架243上，在将开关模块24装配到设备箱体内时，无需将各个零件逐个装配，只需在框架243上装配好断路器开关241及隔离接地开关242，再将框架243安装好即可，有利于厂内备货及简化装配流程。

气体绝缘开关设备还包括气箱21，本发明的整体结构为：开关模块24设置在气箱21内，沿所述气箱21垂直方向依次设置有顶部扩展套管22、连接铜排23、断路器开关241、隔离接地开关242、进线导流模块25、接地导流模块26、进线套管27及泄压阀28，所述开关模块24上端经连接铜排23与顶部扩展套管22相连，所述连接铜排23外沿呈圆弧状，所述进线导流模块25包括A相接线排251、B相接线排252、C相接线排253及套管出线排254，所述开关模块24下端经进线导流模块25与进线套管27相连，所述接地导流模块26包括接地法兰261、气箱内接地排262及气箱外接地排263，所述气箱内接地排262与隔离接地开关242的接地铜排2421相连接，形成完整的接地系统。所述二次接线室4设置在气箱21前部及机构室3上部，其顶部与气箱21顶部平齐。

参见图7所述气箱21为全封闭箱体，在工作状态下，箱内充入额定压力六氟化硫气体，所述气箱21设有与断路器开关241相对的第一通孔211、与隔离接地开关242相对的第二通孔212、气压表固定孔213及观察孔214，所述气箱21底部设有接地法兰261及泄压阀28。气体绝缘开关设备内部设置有气体密度仪，可实时监控气箱21内六氟化硫气体浓度及压力，并可将数据实时传输至后台，所述气体绝缘开关设备外壳在观察孔214对应位置设置有接地合闸可视窗口。

参见图3和图8，所述框架243包括前板2434、后板2435、固定板2431、触头安装板2432及断路器安装板2433，所述触头安装板2432及断路器安装板2433设置在前板2434和后板2435之间，所述断路器安装板2433有两个，分设在前板2434和后板2435上部。断路器安装板2433为轴对称设计零件，其旋转210°两种安装方式分别安装于框架243的前板2434和后板2435，此种设计有效降低开关模块的零件种类，该零件主要给永磁断路器提供了支撑作用。

参见图2、图3和图4，所述断路器开关241包括底座2411及设置在所述底座上的绝缘筒2412，所述绝缘筒2412内设有空腔，空腔内从上至下依次设置有真空灭弧室24121、绝缘拉杆24122和永磁操作机构24123，永磁操作机构24123结构简单，零件少，可减小设备体积，所述永磁操作机构24123采用单稳态永磁操作机构24123，包括静铁芯241231和动铁芯241232，及设置在所述静铁芯241231、动铁芯241232之间的操作线圈241233和弹性组件，弹性组件包括超程簧241234及分闸簧241235，超程簧241234设置在分闸簧241235的内圈，所述静铁芯241231和动铁芯241232均采用矩磁材料制成，如(Mn-Mg)Fe2O4系、(Mn-Cu)Fe2O4系和(Mn-Ni)Fe2O4等，矩磁材料具有初始无磁、矫顽力低、剩磁高、居里温度高等特点，所述动铁芯241232、静铁芯241231初始状态下均为无磁状态，在合闸过程中，线圈通电产生磁场，同时给动、静铁芯241231充磁，动铁芯241232向静铁芯241231靠拢完成合闸动作同时压缩超程簧241234及分闸簧241235储藏能量，在分闸过程中，线圈通以反向电流，同时给动铁芯241232、静铁芯241231消磁直至无磁状态即由超程簧241234及分闸簧241235释放能量驱动机构分闸，由于所述动铁芯241232、静铁芯241231的制作磁性材料具有初始无磁、矫顽力低、剩磁高、居里温度高等特点，因此，所述断路器开关241结构紧凑、装配简单；功耗低、反应速度快，合闸时间≤25ms，分闸时间≤15ms；机构耐受环境温度≥170°，机构消磁、失效概率极低。

参见图1至图3，所述框架243的一侧设置固定板2431及设置在所述固定板2431上的绝缘支撑子24311，所述框架243的另一侧设置触头安装板2432。所述断路器开关241及隔离接地开关242之间设置有三相连接排244，所述三相连接排244外形呈圆弧状，上设折弯边，与永磁断路器出线端子相联接，下设折弯边，连接隔离接地开关242，中设带倒角固定孔，与绝缘支撑子24311联接，可有效承载额定电流，短路电流，在动热稳定试验中保证气体绝缘开关设备整体刚度。所述隔离接地开关242包括接地铜排2421、接地触头2422、第一隔离触头2423、第二隔离触头2424、隔离刀组件2425、绝缘罩2426、隔离接地操作轴2427和绝缘支座2428，所述接地铜排2421和接地触头2422均设置在所述触头安装板2432上，所述第一隔离触头2423安装在所述三相连接排244的下端，所述隔离接地操作轴2427安装在所述框架243上，所述绝缘罩2426安装在所述隔离接地操作轴2427上并可绕隔离接地操作轴2427旋转，所述隔离刀组件2425固定于绝缘罩2426内，绝缘支座2428固定于所述框架243的底部，所述第二隔离触头2424固定于绝缘支座2428上。所述隔离接地操作轴2427为正六方轴，其制作材料为绝缘材料，可有效将高电位隔离刀组件2425与地电位箱体隔离，建立有效地绝缘系统。所述绝缘罩2426，通过其上端设置的正六方孔放置于隔离接地操作轴2427上，其内部放置隔离刀组件2425，由于是由绝缘材料注塑成型，可将带电体隔离刀组件2425有效地与框架243隔离开来，保证绝缘强度。隔离接地操作轴2427还可以为正四或五方轴等或圆柱形，为本领域人员容易想到的便于旋转的形状，绝缘罩2426上设的正六方孔对应隔离接地操作轴2427的截面做出修改。

参见图5，绝缘支座2428包括2个侧板24281、支座底板24282及4个中隔板24283，所述侧板24281分设在支座底板24282两侧，所述侧板24281和支座底板24282榫接，所述中隔板24283设置在所述支座底板24282且位于两个侧板24281之间，所述中隔板24283和两个侧板24281榫接。应用卯榫工艺，拼装而成，无需标准件连接，此举在源头上降低了电击穿的可能性，对控制气体绝缘开关设备的整机局放也有十分重要的意义。

参见图6，所述接地触头2422、第一隔离触头2423和第二隔离触头2424间隔设置在以隔离接地操作轴2427为圆心的圆弧上。所述接地触头2422、第一隔离触头2423和第二隔离触头2424两两间的相对旋转角度为120°，所述隔离接地操作轴2427每操作60°则三工位机构更换一位置状态，当隔离刀组件2425的两端分别与第一隔离触头2423及第二隔离触头2424联接时，开关处于隔离合闸状态，当隔离刀组件2425的两端不与任何一触头联接时，开关处于隔离状态，当隔离刀组件2425的两端分别与接地触头2422及第二隔离触头2424联接时，开关处于接地合闸状态，所述隔离接地开关242采用双断口设计，有利于提高合分闸速度，并有效地降低了接地开关关合试验时的拉弧时间，提高了气体绝缘开关设备寿命。

在本发明的一些实施例中，所述机构室3自上而下分别放置通过第一动密封312和所述断路器开关241连接的手动分闸机构311及通过第二动密封322和隔离接地开关连接的隔离操作机构321。所述第一动密封312前端与断路器开关241的手动分闸机构311直接连接，后端与断路器开关241的输出轴直接连接，所述第二动密封322前端与隔离接地开关242的隔离操作机构321直接连接，后端与隔离接地操作轴2427直接连接，此两处采用直接连接方式降低了传动损失、减少了传动件、降低了成本，并且保证了气箱21的气密性。

本实施例的一种气体绝缘开关设备，采用了将断路器开关及隔离接地开关组装到框架形成整体模块的设计，以及断路器开关采用体积较小、零件少的永磁操作机构，永磁操作机构的动、静铁芯采用矩磁材料，机构消磁、失效概率极低。布局合理，使气体绝缘开关设备宽度≤325mm，长度≤800mm，缩小了产品尺寸，降低存储空间，降低运输成本。