箱式变电站、断路器、储能系统及数据中心的制作方法

本技术涉及开关，尤其涉及一种箱式变电站、断路器、储能系统及数据中心。

背景技术：

1、在安装有断路器的电气设备（如箱式变电站、储能装置等）中，电气设备内安装的断路器采用三相横向（即断路器的宽度方向）分布的结构，这种结构导致单个断路器的宽度较大，进而使得整个电气设备的宽度尺寸难以有效压缩，断路器尺寸限制了电气设备在有限空间内实现更高密度、更多回路布局的能力，成为提升电气设备容量的瓶颈。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种箱式变电站、断路器、储能系统及数据中心，可以在低压柜的单面上沿断路器的宽度方向并排布局更多断路器，提升低压柜的功率密度。

2、第一方面，本技术提供一种箱式变电站，其包括低压柜和变压器，低压柜安装有断路器，断路器用于连接光伏逆变器和变压器。断路器包括操作机构、传动件和多个分断单元，操作机构和多个分断单元沿断路器的长度方向排布，操作机构包括输出轴，输出轴的轴向沿断路器的宽度方向延伸。传动件沿断路器的高度方向延伸并连接多个分断单元，传动件与输出轴传动连接。多个分断单元沿断路器的高度方向排布并收容于低压柜内，每个分断单元包括动触头和静触头，动触头与传动件连接，静触头设于传动件在断路器的长度方向上背离输出轴的一侧，传动件能够在输出轴的带动下运动并带动多个分断单元的动触头运动，以使动触头与对应的静触头接触或分离。

3、本技术的箱式变电站中，多个分断单元沿断路器的高度方向排布，可以有效缩小断路器沿其长度方向的尺寸，实现断路器的小型化设计，在此基础上，操作机构和多个分断单元整体沿断路器的长度方向排布，尽量避免操作机构和多个分断单元占用断路器在其宽度方向的空间，缩小断路器沿其宽度方向的尺寸，如此，可以在低压柜的单面上沿断路器的宽度方向并排安装更多断路器，实现大容量接入，提升低压柜的功率密度。

4、另外，操作机构内的输出轴的轴向沿断路器的宽度方向延伸，为了保证输出轴可以稳定地将动力传递至与输出轴垂直的传动件上，可以将输出轴沿断路器的宽度方向的尺寸做短，可以减小输出轴在断路器的宽度方向的占用空间，有效缩小断路器沿其宽度方向的尺寸，并可以将输出轴的直径做大，提升输出轴的抗扭刚度和抗弯刚度。

5、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，操作机构还包括上连杆、下连杆和机架，上连杆的一端安装于机架，上连杆的另一端与下连杆连接，输出轴的一端安装于机架，输出轴的另一端与下连杆连接。断路器还包括手柄，手柄与上连杆连接，手柄用于驱动上连杆运动并通过下连杆带动输出轴运动。

6、操作人员可以对手柄施加作用力，使得手柄带动上连杆和下连杆相对机架运动，并带动输出轴运动，以通过传动件驱动各分断单元闭合或断开。仅上连杆和输出轴两点安装在机架上，下连杆连接安装在机架上的上连杆和输出轴，无需设置额外零件单独固定下连杆，减少零件的使用，实现操作机构的紧凑布局，有利于实现断路器的小型化设计。

7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，断路器还包括主动齿轮、从动齿轮、第一传动齿轮和第二传动齿轮，主动齿轮与输出轴连接固定。从动齿轮与传动件连接固定，第一传动齿轮和第二传动齿轮连接固定，第一传动齿轮和第二传动齿轮的轴心重合，第一传动齿轮的轴线、主动齿轮的轴线和从动齿轮的轴线相垂直，第一传动齿轮与主动齿轮啮合，第二传动齿轮与从动齿轮啮合，输出轴通过主动齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮和从动齿轮带动传动件运动。

8、可以理解，主动齿轮与输出轴连接固定，主动齿轮的轴心与输出轴的轴心重合，主动齿轮的轴线方向与输出轴的轴向平行，即，两者的轴向均沿断路器的宽度方向延伸。从动齿轮与传动件连接固定，从动齿轮的轴线方向与传动件的延伸方向平行，即，从动齿轮的轴线方向和传动件的延伸方向均为断路器的高度方向。第一传动齿轮和第二传动齿轮的轴心重合，两者的轴线方向平行，且第一传动齿轮的轴线垂直于主动齿轮的轴线以及从动齿轮的轴线，即，第一传动齿轮的轴线方向和第二传动齿轮的轴线方向均沿断路器的长度方向延伸。如此设置，输出轴绕其轴向转动并带动主动齿轮转动的同时，主动齿轮带动第一传动齿轮和第二传动齿轮同时转动，第二传动齿轮带动与之啮合的从动齿轮转动，从而带动沿断路器的高度方向延伸的传动件转动，以使连接在传动件上的多个动触头同时转动，实现与对应的静触头的接触和分离。

9、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，每个分断单元还包括输入端子和输出端子，输入端子的一端与动触头连接，输入端子的另一端用于与光伏逆变器连接。输出端子的一端与静触头连接，输出端子的另一端与变压器连接。多个输入端子的另一端设于断路器沿断路器的高度方向的一侧，多个输出端子的另一端设于断路器沿断路器的高度方向的另一侧。

10、输入端子的另一端和输出端子的另一端分别位于分断单元沿断路器的高度方向的相对两侧，可以节省低压柜内分支铜排的用量，以降低箱式变电站的制作成本。

11、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，断路器还包括壳体和电弧收集装置，壳体收容操作机构、传动件和多个分断单元。电弧收集装置安装于壳体沿断路器的长度方向远离操作机构一侧的侧壁外，电弧收集装置具有灭弧通道，灭弧通道连通壳体的内部和低压柜的内部。

12、通常，在断路器的长度方向上，操作机构相对多个分断单元更靠近低压柜的操作面，其中，操作面供操作人员对断路器等器件进行维护或操作等，将电弧收集装置设置在壳体背离操作机构一侧的侧壁外，此时，灭弧通道位于壳体背离操作机构的一侧，当壳体内多个分断单元分断过程中产生电弧时，在灭弧过程中产生的高温气体可以集中进入到灭弧通道内，在灭弧通道内进一步冷却，并通过灭弧通道定向排出到低压柜内，降低对低压柜内其他器件的影响。且经灭弧通道冷却后的高温气体可以直接从壳体背离操作机构一侧喷出到低压柜内，可以有效提升低压柜的安全性能。

13、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，灭弧通道具有喷弧口，喷弧口连通灭弧通道和低压柜的内部，喷弧口在断路器的长度方向上位于灭弧通道背离壳体的一侧。

14、喷弧口直接设置在灭弧通道沿断路器的长度方向背离壳体的一侧，使得从喷弧口排出的高温气体远离操作机构一侧，从远离操作面和操作人员一侧喷出到低压柜内，使得高温气体从远离操作人员一侧喷出，可以有效提升低压柜的安全性能。

15、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电弧收集装置还包括密封胶，密封胶覆盖喷弧口，密封胶能够被灭弧通道内的气体冲破，以使灭弧通道通过喷弧口连通低压柜的内部。

16、密封胶对喷弧口进行密封遮盖，在断路器处于合闸状态下，可以有效防止低压柜内的潮湿气体、灰尘等通过喷弧口、灭弧通道进入壳体的内部，保证各分断单元内部的绝缘性能。另外，当各分断单元分断过程中产生的高温气体进入灭弧通道后，高温气体的冲击力能够将喷弧口处的密封胶冲开，使得灭弧通道内的高温气体可以正常喷出到低压柜内，实现对断路器的泄压。其中，可以通过调节密封胶的厚度，既能够实现密封遮挡，也使得密封胶容易被冲开。

17、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电弧收集装置还包括多个过滤网，多个过滤网间隔设于灭弧通道内。

18、在灭弧通道内设置多个过滤网，当高温气体经过过滤网的网孔时，高温气体受到一定阻力，可以有效降低高温气体在灭弧通道内的流速，实现对高温气体的冷却降温。并且，多个过滤网可以层层过滤高温气体中夹杂的颗粒物，减少从喷弧口喷出的颗粒物含量，保证低压柜内的绝缘性能。

19、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，壳体设有多个灭弧室，多个灭弧室的数量等于多个分断单元的数量，多个灭弧室气体互不连通，每个灭弧室内收容对应分断单元的动触头和静触头，每个灭弧室设有排气孔，排气孔沿断路器的长度方向上位于灭弧室和灭弧通道之间，排气孔连通灭弧室和灭弧通道。

20、也即是说，即，一个灭弧室内灭弧过程产生的高温气体不会进入到其他的灭弧室内。壳体内设置独立的多个灭弧室，每个灭弧室对应放置一个分断单元的动触头和静触头，如此，分断单元分断过程中产生的电弧，能够在各自的灭弧室内实现灭弧，减少飞弧或电弧扩散的情况，有利于实现零飞弧、零扩散，降低飞弧导致的不同分断单元间的短路风险，同时有效防止不同灭弧室内分断单元间的串弧。另外，每个灭弧室内产生的高温气体能够通过各自的排气孔进入到灭弧通道内，在灭弧通道内进一步冷却。

21、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，位于相邻两个排气孔之间的灭弧通道内设有至少一个过滤网。

22、如此设置，在过滤网和上游气体的阻挡下，从位于下游处的排气孔进入灭弧通道内的高温气体不容易倒流到上游处的排气孔处，降低不同分断单元间发生串弧的风险。

23、第二方面，本技术提供一种断路器，其包括操作机构、传动件和多个分断单元，操作机构和多个分断单元沿断路器的长度方向排布，操作机构包括输出轴，输出轴的轴向沿断路器的宽度方向延伸。传动件沿断路器的高度方向延伸并连接多个分断单元，传动件与输出轴传动连接。多个分断单元沿断路器的高度方向排布，每个分断单元包括动触头和静触头，动触头与传动件连接，静触头设于传动件在断路器的长度方向上背离输出轴的一侧，传动件能够在输出轴的带动下运动并带动多个分断单元的动触头运动，以使动触头与对应的静触头接触或分离。

24、第三方面，本技术提供一种储能系统，储能系统包括储能装置，储能装置安装有电池模块和如第二方面提供的断路器，断路器用于连接储能装置的输入端和电池模块，和/或，断路器用于连接储能装置的输出端和电池模块。

25、本技术的储能系统中，采用本技术第二方面提供的断路器，可以在储能装置的单面上沿断路器的宽度方向并排安装更多断路器，实现大容量接入，提升储能装置的功率密度。

26、第四方面，本技术提供一种数据中心，其包括不间断电源、交流馈线柜和列头柜，交流馈线柜安装有如第二方面提供的断路器，断路器电连接在不间断电源和列头柜之间。

27、本技术的数据中心中，采用本技术第二方面提供的断路器，可以在交流馈线柜的单面上沿断路器的宽度方向并排安装更多断路器，实现大容量接入，提升交流馈线柜的功率密度。