一种户外智能箱式预装式变电站的制作方法

本发明涉及变电站，具体为一种户外智能箱式预装式变电站。

背景技术：

1、预装式变电站也常被称作箱式变电站，是一种工厂预制集成的紧凑型户外成套配电装置，整体划分为高压室、变压器室、低压室三大独立功能隔室，内部集成高压开关、配电变压器、低压配电柜、计量、无功补偿及各类保护元器件，还可按需加装自动化监控、通信与测温散热辅助系统，全部装配、接线、调试及出厂检测工序均在生产厂区完成，整体封装于防护型金属箱体中，运输至施工现场后仅需吊装就位、接驳进出电缆即可投入运行，对比传统土建变电站具备集成度高、体积小巧、占地面积少、施工周期短、选址灵活、运维便捷、综合投资更低、环境适应性强等突出优势，可实现环网、终端、双电源等多种供电模式，主要用于城市住宅小区、商业广场、工业园区、市政道路、风电光伏电站、矿山工地及各类临时工程，承担高压电能接收、变压与低压电能分配输送的核心配电功能，箱体设有完善绝缘、通风、防雷、防误闭锁防护结构，运行安全可靠，适配长期户外全天候作业场景；

2、现有技术领域内，户外预装式变电站接线与回路通断控制领域普遍存在诸多技术短板，传统接线方式多依赖人工手动对接与紧固操作，对接精度难以统一、夹持一致性差，长期户外工况下易出现接线松动、接触偏移、贴合间隙不均的问题，极易引发接触电阻增大、局部发热、电弧放电甚至短路故障，同时传统设备接线部位缺乏一体化自动绝缘防护结构，接线裸露部位易受户外湿气、粉尘、凝露及温变环境侵蚀，绝缘防护可靠性差，设备耐候运行能力不足，此外，传统箱变高压回路通断多依赖纯电气开关实现通断控制，在系统过载、短路、器件失效等异常工况下存在电气粘连、误动作、无法彻底分断的安全隐患，缺少独立、可靠、无电气依赖的物理断保机制，常规电控开关无法实现故障状态下的快速硬性切断，设备运维安全性、故障处置及时性不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种户外智能箱式预装式变电站，以至少解决上述背景技术中所提到的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种户外智能箱式预装式变电站，包括：

3、变电站外壳；

4、接线机构，设置在所述变电站外壳的外表面后侧下方；

5、中控配电系统，安装在所述变电站外壳的内部前侧腔室，所述中控配电系统内部分为高压配电柜、低压配电柜和控制柜，外部高压线路与所述中控配电系统内部的高压配电柜进线端子电性连接；

6、变压器系统，安装在所述变电站外壳的内部中间腔室，所述变压器系统的出线端子与中控配电系统内部的低压配电柜进线端子电性连接。

7、优选的，所述接线机构包括：箱式外壳、自动接线部件和物理断开部件；箱式外壳固定安装在所述变电站外壳的外表面后侧下方；所述自动接线部件的数量为两个，两个所述自动接线部件分别嵌入式安装在箱式外壳的内部左右两侧；物理断开部件设置在所述箱式外壳的内腔中部。

8、优选的，所述自动接线部件包括：穿线筒、安装架、引导槽、径向槽和限位槽；穿线筒嵌入式安装在所述箱式外壳的外表面前侧开孔处，所述穿线筒的后端延伸进箱式外壳的内腔；安装架沿上下方向固定安装在所述箱式外壳的内嵌顶部；引导槽沿前后贯通的开设在所述穿线筒的中部，且正对于穿线筒的外部后方；所述径向槽的数量为六个，六个所述径向槽沿周向间隔六十度，且前后贯通的开设在引导槽的外侧；所述限位槽的数量为六个，六个所述限位槽沿周向间隔六十度设置在安装架的外表面后侧，所述限位槽位于相邻两个引导槽的内侧间隙处，所述限位槽的内端与引导槽的内腔相通。

9、优选的，所述自动接线部件还包括：第一滑块、第一插槽座、固定端头、第二滑块、第二插槽座、滑动销、连杆座和微型电动伸缩杆；所述第一滑块的数量为三个，三个所述第一滑块沿周向间隔一百二十度插接在其中三个限位槽的内腔；所述第一插槽座的数量为三个，三个所述第一插槽座分别固定安装在三个第一滑块的外表面后端；所述固定端头的数量为三个，三个所述固定端头分别固定安装在三个第一插槽座的内端，所述固定端头的内端为弧形面；所述第二滑块的数量为三个，三个所述第二滑块沿周向间隔一百二十度插接在另外三个限位槽的内腔，所述第二滑块位于相邻两个第一滑块的间隙处；所述第二插槽座的数量为三个，三个所述第二插槽座分别固定安装在三个第二滑块的外表面后端；所述滑动销的数量为六个，六个所述滑动销分别插接在六个径向槽的内腔后侧；所述连杆座的数量为六个，六个所述连杆座分别固定安装在六个滑动销的后端，所述连杆座的整体形状为v形，且两侧形状为对称翻转的l型结构，相邻两个所述连杆座分别插接在第一插槽座和第二插槽座的内腔前后两侧；微型电动伸缩杆沿上下方向固定安装在所述安装架的外表面后侧顶部，所述微型电动伸缩杆的伸缩端与顶部第一滑块的上方固定连接，所述微型电动伸缩杆和中控配电系统的控制柜电性连接。

10、优选的，所述自动接线部件还包括：限位导轨组件、底板、底座、接线端头、筒型罩体、绝缘筒、连接环和电动伸缩杆；限位导轨组件沿前后方向固定安装在所述安装架的内腔底端，且位于安装架的外部后侧下方；底板固定安装在所述限位导轨组件的移动端顶部；底座沿前后方向固定安装在所述底板的顶端中部；接线端头沿前后方向固定安装在所述底座的顶部前侧；筒型罩体沿前后方向固定安装在所述底座的顶端前侧，并包覆于接线端头外部，所述筒型罩体的前端左右两侧开设有凹槽；绝缘筒同轴套接于接线端头接线端外侧，并可前后滑动插接于筒型罩体的内部；连接环固定安装在所述绝缘筒前端外圆位置，所述连接环的左右两侧设置有与筒型罩体两侧凹槽内腔适配插接的耳销；所述电动伸缩杆的数量为两个，两个所述电动伸缩杆分别沿前后方向固定安装在底座的外表面左右两侧顶端后方，左右两个所述电动伸缩杆的伸缩端分别与连接环的左右两侧耳销固定连接，所述电动伸缩杆和中控配电系统的控制柜电性连接。

11、优选的，所述自动接线部件还包括：限位导轨架、滑动座、连接杆、连接销、第一筒形凸轮、微型电机和第一弹簧；限位导轨架固定安装在所述箱式外壳的内腔底部，且位于所述限位导轨组件的内侧后方；滑动座套接在所述限位导轨架的外部，所述滑动座的中部开设有前后贯通的槽孔；所述连接杆的数量为两个，两个所述连接杆分别沿前后方向固定安装在滑动座的外表面前侧左右两端，两个所述连接杆的前端分别与底板的后侧固定连接；连接销嵌入式安装在所述滑动座的顶部，所述连接销的底端延伸进滑动座的中部槽孔内腔；第一筒形凸轮沿前后方向通过轴承转动安装在所述限位导轨架的内侧中部，所述第一筒形凸轮的外部插接在滑动座的中部槽孔内腔，所述第一筒形凸轮的外壁沿周向开设有两条螺旋旋向相反、导程尺寸存在差值的封闭式螺旋导向槽，所述连接销的底端与第一筒形凸轮外壁开设的导向槽相插接；微型电机固定安装在所述限位导轨架的外表面后侧，所述微型电机的转动端延伸至限位导轨架的内侧并与第一筒形凸轮的轴心后端固定连接，所述微型电机和中控配电系统的控制柜电性连接；所述第一弹簧的数量为两个，两个所述第一弹簧分别套接在限位导轨架的导轨外部左右两侧，所述第一弹簧的前端与滑动座的外表面后侧固定连接，所述第一弹簧的后端与限位导轨架的内壁固定连接。

12、优选的，所述物理断开部件包括：安装架、插槽座、插槽筒、按键、第二筒形凸轮、压杆、第二弹簧、限位销和弹簧片；安装架沿上下方向固定安装在所述箱式外壳的内腔顶端中部，所述安装架的形状为u型；插槽座固定安装在所述安装架的内侧上方；插槽筒沿上下方向固定安装在所述插槽座的顶部，所述插槽筒的内腔底端与插槽座的内腔相通；按键沿上下方向插接在所述插槽筒的内腔顶部，所述按键的顶端延伸出箱式外壳的外部上方；第二筒形凸轮沿上下方向固定安装在所述按键的底端，且位于插槽筒的内腔，所述第二筒形凸轮的外壁沿周向开设有两条螺旋旋向相反、导程尺寸存在差值的封闭式螺旋导向槽；压杆沿左右方向固定安装在所述第二筒形凸轮的底端，所述压杆的底部承压面为弧形面；第二弹簧套接在所述按键的外部下方，所述第二弹簧的底端与第二筒形凸轮的顶部固定连接，所述第二弹簧的顶端与插槽筒的内壁固定连接；限位销插接在所述插槽座的前侧插槽内腔，所述限位销的后端与第二筒形凸轮外壁开设的导向槽相插接；弹簧片嵌入式安装在所述插槽座的前侧插槽内腔，所述弹簧片的后端与限位销后端固定连接。

13、优选的，所述物理断开部件还包括：挡杆、转动座、球头杆、限位杆、约束槽、接线端、凹槽筒、滑动接头、环形挡片和第三弹簧；所述挡杆的数量为两个，两个所述挡杆分别固定安装在安装架的内部中部左右两侧；转动座通过转轴转动安装在所述安装架的内侧，且位于左右两个挡杆的内侧；所述球头杆的数量为两个，两个所述球头杆分别固定安装在转动座的外表面左右两侧，左右两个所述球头杆能够分别与左右两个挡杆外部相接触，所述压杆的底部能够与其中一侧球头杆的顶部球形头相接触；限位杆沿前后方向固定安装在所述转动座的内侧；约束槽沿左右方向开设在所述安装架的内侧底部；接线端嵌入式安装在所述约束槽的内腔右侧，所述接线端的右端延伸出安装架的外部，并与右侧自动接线部件中的接线端头电性连接；凹槽筒套接在所述限位杆的外部；滑动接头固定安装在所述凹槽筒的底部，所述滑动接头的底部为弧形，且适配卡接在约束槽的内腔，所述滑动接头与左侧自动接线部件中的接线端头电性连接；环形挡片沿周向过盈配合在凹槽筒的侧壁上方，且位于限位杆的外侧上方；第三弹簧套接在所述凹槽筒的侧壁外部，且位于限位杆的下方。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、1、通过外部高压线路与中控配电系统高压配电柜的电性连接，分别将高压配电柜出线导线、变压器系统进线导线对应穿入左右两侧自动接线部件的穿线筒内；随后中控配电系统的控制柜通过预置程序启动微型电动伸缩杆、微型电机与电动伸缩杆，微型电动伸缩杆驱动第一滑块沿限位槽轴向滑移，依托第一插槽座、第二插槽座与连杆座构成的六边形运动副，配合滑动销的导向限位作用，消除机构偏移与扭转自由度，带动各组插槽座及固定端头同步径向收拢，实现导线的精准夹持固定；导线夹持完成后，微型电机驱动第一筒形凸轮旋转，借助其差异化导程螺旋槽推动连接销，带动滑动座、连接杆与底板整体前移，使接线端头与导线精准对接，最后由两侧电动伸缩杆推动连接环及绝缘筒前移，将接线端头与导线的对接位置完全包覆，完成自动化接线与绝缘防护作业。

16、2、通过按压按键驱动第二筒形凸轮下行，在限位销与弹簧片的定位约束下，实现单次按压一百八十度的分度旋转，带动底部压杆完成工位切换；压杆处于抵压工位时，顶推球头杆带动转动座偏转，驱使限位杆推动凹槽筒挤压第三弹簧，使滑动接头沿约束槽滑动并与接线端紧密贴合，接通高压配电柜与变压器系统之间的导电通路，保障设备正常变配电运行，同时中控配电系统实时监测变压器运行电压、电流数据；当监测到运行数据异常时，再次按压按键，第二筒形凸轮再次旋转一百八十度的使压杆切换至退让工位，解除对球头杆的顶推约束，凹槽筒在第三弹簧的回弹作用下带动滑动接头复位，与接线端分离断开导电通路，实现电路快速物理断开。

17、综上所述，本发明能够实现高压接线环节的自动化、同步化、高精度夹持对接，规避人工接线带来的装配偏差与接触不良问题，降低接线部位接触电阻与发热损耗，可实现接线位置的一体化自动绝缘包覆防护，有效隔绝户外恶劣环境对导电对接部位的侵蚀，提升设备整体绝缘等级、耐候性能与长期运行可靠性，同时构建了独立机械式自锁通断控制体系，可脱离电气控制系统实现回路稳定导通与物理硬性断开，杜绝电气开关粘连、误动作、失效无法分断的安全隐患，能够在设备运行异常时快速切断供电回路，显著提升设备故障防护能力与运维操作安全性。