一种环保断路器开关设备的制作方法

1.本实用新型是关于一种环保断路器开关设备，属于海洋油气田开发领域。


背景技术：

2.随着城市智能化、工业化进程的发展，原先使用12kv环网柜的场合，由于用电负荷的增加，需要配用大容量产品，在此背景下，为大容量环保断路器开关设备的使用增加了广阔空间。
3.随着占地面积越来越紧张，空间狭小的高层建筑、集中的工商业区等因素，均要求开关设备体积小、智能化、环保型且可靠性高，且由于使用环境条件差的建设工程越来越多，需要一种大容量的环保断路器开关设备。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种体积小、容量大且可靠性高的环保断路器开关设备。
5.为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种环保断路器开关设备，包括固定板、断路器开关和隔离开关，其中，所述断路器开关包括定位机构和真空灭弧室；
6.用于连接气箱的所述固定板上间隔设置有至少一个所述定位机构，每一所述定位机构的一端均用于连接对应断路器机构，每一所述定位机构的另一端均连接对应所述真空灭弧室的动作端，所述定位机构用于根据对应所述断路器机构的操动，带动对应所述真空灭弧室的动作端进行分合闸动作；每一所述真空灭弧室的非动作端均通过对应第一导电件连接对应出线套管；
7.每一所述定位机构的顶部均通过对应接触座连接对应所述隔离开关；对应于各所述隔离开关的位置，所述固定板上设置有至少一个接地触座，每一所述第一导电件的顶部均通过对应绝缘支撑件连接对应隔离触座；每一所述隔离开关的一端均穿过对应所述接地触座连接对应隔离传动箱，所述隔离开关用于根据对应所述隔离传动箱的操动进行接地动作、隔离分闸动作或隔离合闸动作。
8.优选地，该开关设备还包括压力传感器、第一位移传感器、第二位移传感器、第一温度传感器和第二温度传感器；
9.所述压力传感器和第一位移传感器固定设置在对应所述定位机构内，所述压力传感器用于实时检测对应所述真空灭弧室动作端的压力，所述第一位移传感器用于实时检测对应所述真空灭弧室的位移；
10.所述第二位移传感器固定设置在对应所述隔离触座内，所述第二位移传感器用于在合闸位置检测对应所述隔离开关的位移；
11.所述第一温度传感器固定设置在对应所述第一导电件内，所述第一温度传感器用于实时检测对应所述第一导电件与所述出线套管连接处的温度；
12.所述第二温度传感器固定设置在对应所述隔离开关内，所述第二温度传感器用于
实时检测对应所述隔离开关隔离合闸状态时一次回路的温度。
13.优选地，每一所述定位机构均包括波纹管、绝缘拉杆和第二导电块；
14.所述波纹管的一端用于连接所述断路器机构，所述波纹管的另一端连接所述绝缘拉杆的一端，所述绝缘拉杆内设置有所述触头弹簧，所述触头弹簧的端部设置所述压力传感器，所述绝缘拉杆的另一端通过所述第二导电块连接所述真空灭弧室的动作端；所述第二导电块的顶部通过软连接机构连接所述接触座，所述第二导电块上设置所述第一位移传感器。
15.优选地，所述波纹管上的法兰面内设置有用于与所述固定板密封的密封槽和密封圈；所述固定板上设置有用于与气箱密封的密封槽和密封圈。
16.优选地，所述真空灭弧室内包硅胶；在模具中注塑环氧树脂形成固封极柱，所述绝缘拉杆、第二导电块和真空灭弧室均设置在所述固封极柱内。
17.优选地，每一所述隔离开关均包括引出轴、丝杠、导电杆、导向件和限位销；
18.所述引出轴的一端用于连接所述隔离传动箱，所述固定板上设置有法兰，所述接地触座上开设有用于设置第一表带触指的表带触指槽，所述引出轴的另一端穿过所述法兰和第一表带触指经所述丝杠连接所述导电杆的一端；所述接触座的顶部固定连接所述导向件，所述导向件上开设有用于所述导电杆滑动的通道，所述通道的两端均设置有第二表带触指，所述通道靠近所述丝杠的一端还设置有限位销，所述限位销用于限制所述导电杆转动，使得所述导电杆进行直线运动；所述导向件靠近所述隔离触座的一侧设置所述第二温度传感器。
19.优选地，所述导向件的两端均设置有均压环；所述隔离触座和第一导电件的两侧均设置有均压罩。
20.优选地，所述引出轴内设置有用于与所述法兰密封的密封槽和密封圈，所述法兰内设置有用于与所述固定板密封的密封槽和密封圈。
21.优选地，所述固定板上设置有用于与气箱连接后对气箱抽真空和充入干燥空气的充气阀。
22.优选地，所述固定板上设置有用于检测气箱内充气压力和气箱漏气率的气压表。
23.本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
24.1、本实用新型中隔离开关和断路器开关均采用圆柱形结构，整个设备在干燥空气绝缘的情况下，能够满足绝缘水平，且有利于保证直动式隔离开关的同轴度，提高产品尺寸稳定，降低运动过程中对力值的损耗。
25.2、本实用新型由于在第一导电块与出线套管的连接处设置第一温度传感器，在定位机构内设置第一位置传感器，在隔离开关的端部设置第二位置传感器，在定位机构的绝缘拉杆处设置压力传感器，能够提高设备的安全可靠性和数字化感知功能，降低设备运行风险。
26.3、本实用新型采用环保气体绝缘，保留气体绝缘开关设备尺寸上的优势，柜体尺寸小，节约占地体积小。
27.4、本实用新型由于高压绝缘不受外界环境的影响，不易老化，用户在现场无需处理气体等，可降低设备的全寿命周期成本，维护量小。
28.5、本实用新型中所有的高压元件均密封在气箱内，气箱可靠接地，能够保证运行
维护人员的安全，且本实用新型的环保断路器开关设备拼接方便。
29.6、本实用新型中导向件的两端均设置有均压环，隔离触座和第一导电块的两侧均设置有均压罩，能够提高设备整体绝缘水平，可以广泛应用于海洋油气田开发领域中。
附图说明
30.图1是本实用新型一实施例提供的环保断路器开关设备的内部结构示意图；
31.图2是本实用新型一实施例提供的环保断路器开关设备的三维结构示意图；
32.图3是本实用新型一实施例提供的环保断路器开关设备中固定板的结构示意图；
33.图4是本实用新型一实施例提供的环保断路器开关设备的侧视图。
具体实施方式
34.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
35.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
36.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
37.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
38.本实用新型实施例提供的环保断路器开关设备主要应用于12kv电压等级的发电机进线柜或发电厂馈线柜等大容量供配电场所，包括断路器开关2和隔离开关3，断路器开关2采用真空灭弧室方式，隔离开关3采用直动式隔离方式，能够在正常供配电时进行回路电流的闭合、承载和开断；在供配电系统出现短路或故障电流时，能够进行短时间内的承载、闭合和开断，确保供电线路安全运行，具有绝缘性、高压大容量、自能化、小型化、智能化和高可靠性的特点。
39.如图1至图3所示，本实用新型提供的环保断路器开关设备包括固定板1、断路器开
关2、隔离开关3、压力传感器4、第一位移传感器5、第二位移传感器6、第一温度传感器7和第二温度传感器8，其中，断路器开关2包括定位机构2
‑
1和真空灭弧室2
‑
2，隔离开关3采用直动式隔离方式，断路器开关2和隔离开关3的数量均为至少一个，本实施例以三个为例，断路器开关2和隔离开关3均采用圆柱形结构。
40.固定板1上平行间隔设置有三个定位机构2
‑
1，固定板1用于连接不锈钢气箱，每一定位机构2
‑
1的一端均连接对应断路器机构，每一定位机构2
‑
1的另一端均连接对应真空灭弧室2
‑
2的动作端，定位机构2
‑
1用于根据断路器机构的操动，带动真空灭弧室2
‑
2的动作端进行分合闸动作。每一定位机构2
‑
1内设置有对应压力传感器4 和第一位移传感器5，压力传感器4用于实时检测对应真空灭弧室2
‑
2动作端的压力，第一位移传感器5用于实时检测对应真空灭弧室2
‑
2的位移。每一真空灭弧室2
‑
2的非动作端均通过对应第一导电块9连接对应出线套管，每一第一导电块9内均设置有第一温度传感器7，第一温度传感器7用于实时检测对应第一导电块9与出线套管连接处的温度。
41.每一定位机构2
‑
1的顶部均通过对应软连接机构连接对应接触座10，每一接触座 10上均设置有对应隔离开关3。对应于各隔离开关3的位置，固定板1上设置有三个接地触座11，每一第一导电块9的顶部均通过对应绝缘支撑块12连接对应隔离触座 13，每一隔离触座13内均设置有对应第二位移传感器6，第二位移传感器6用于在合闸位置检测对应隔离开关3的位移。每一隔离开关3的一端均穿过对应接地触座11 连接对应隔离传动箱，隔离开关3用于根据对应隔离传动箱的操动进行接地动作、隔离分闸动作或隔离合闸动作。每一隔离开关3内均设置有对应第二温度传感器8，第二温度传感器8用于实时检测对应隔离开关3隔离合闸状态时一次回路的温度。
42.在一个优选的实施例中，本实用新型的环保断路器开关设备的额定电压为12kv，额定电流为3150a，额定短路开断电流为40ka，短时耐受电流为40ka/4s。
43.在一个优选的实施例中，固定板1上设置有密封槽和密封圈，用于与不锈钢气箱密封。
44.在一个优选的实施例中，如图4所示，固定板1上设置有充气阀1
‑
1和气压表1
‑
2，充气阀1
‑
1用于与不锈钢气箱焊接后对不锈钢气箱抽真空和充入干燥空气，气压表1
‑
2 用于检测不锈钢气箱内的充气压力和气箱漏气率。
45.在一个优选的实施例中，每一定位机构2
‑
1均包括波纹管2
‑1‑
1、双头螺栓2
‑1‑
2、绝缘拉杆2
‑1‑
3和第二导电块2
‑1‑
4。波纹管2
‑1‑
1的一端连接断路器机构，波纹管 2
‑1‑
1的另一端通过双头螺栓2
‑1‑
2连接绝缘拉杆2
‑1‑
3的一端，波纹管2
‑1‑
1上的法兰面内设置有密封槽和密封圈，用于与固定板1密封。绝缘拉杆2
‑1‑
3内设置有触头弹簧，触头弹簧的端部设置压力传感器4，绝缘拉杆2
‑1‑
3的另一端通过第二导电块2
‑1‑
4连接真空灭弧室2
‑
2的动作端。第二导电块2
‑1‑
4的顶部通过软连接机构连接接触座10，第二导电块2
‑1‑
4上设置第一位移传感器5。
46.在一个优选的实施例中，第二导电块2
‑1‑
4的一侧开设有斜槽，用于增大与真空灭弧室2
‑
2动作端的接触面积，降低接触电阻。
47.在一个优选的实施例中，真空灭弧室2
‑
2内包硅胶。在模具中注塑环氧树脂，形成固封极柱2
‑
3，双头螺栓2
‑1‑
2、绝缘拉杆2
‑1‑
3、第二导电块2
‑1‑
4和真空灭弧室 2
‑
2均设置在固封极柱2
‑
3内。固封极柱2
‑
3固定连接固定板1实现整个断路器。
48.在一个优选的实施例中，每一隔离开关3均包括法兰3
‑
1、引出轴3
‑
2、第一表带触指3
‑
3、第二表带触指3
‑
4、丝杠3
‑
5、导电杆3
‑
6、导向件3
‑
7和限位销3
‑
8。
49.固定板1的上部设置有法兰3
‑
1，引出轴3
‑
2的一端连接隔离传动箱，引出轴3
‑
2 内设置有密封槽和密封圈，用于与法兰3
‑
1密封，法兰3
‑
1内设置有密封槽和密封圈，用于与固定板1密封。接地触座11上开设有表带触指槽，表带触指槽内设置有第一表带触指3
‑
3。引出轴3
‑
2的另一端穿过法兰3
‑
1和第一表带触指3
‑
3连接丝杠3
‑
5的一端，丝杠3
‑
5的另一端连接导电杆3
‑
6的一端。接触座10的顶部固定连接导向件 3
‑
7，导向件3
‑
7上开设有用于导电杆3
‑
6滑动的通道，通道的两端均设置有第二表带触指3
‑
4，通道靠近丝杠3
‑
5的一端还设置有限位销3
‑
8，限位销3
‑
8用于限制导电杆 3
‑
6转动，使得导电杆3
‑
6进行直线运动。导向件3
‑
7靠近隔离触座13的一侧设置第二温度传感器8。
50.在一个优选的实施例中，如图4所示，导向件3
‑
7的两端均设置有均压环14，能够提高隔离断口，隔离对地的绝缘水平。隔离触座13和第一导电块9的两侧均设置有均压罩15，能够提高相间、相对地的绝缘水平。
51.下面通过具体实施例详细说明本实用新型的环保断路器开关设备的使用过程：
52.1)将本实用新型的环保断路器开关设备安装在充有干燥空气绝缘的不锈钢气箱内。
53.2)断路器机构动作，带动波纹管2
‑1‑
1动作，波纹管2
‑1‑
1的动作带动绝缘拉杆 2
‑1‑
3，进而通过第二导电块2
‑1‑
4带动真空灭弧室2
‑
2的动作端动作，实现分合闸。
54.3)隔离传动箱动作，带动引出轴3
‑
2旋转，引出轴3
‑
2的旋转带动丝杠3
‑
5的旋转，丝杠3
‑
5转动并通过限位销3
‑
8限制导电杆3
‑
6转动，使得导电杆3
‑
6在导向件 3
‑
7内进行直线运动，当导电杆3
‑
6运动至通过第一表带触指3
‑
3连接接地触座11时，实现接地动作；当导电杆3
‑
6完全运动至导向件3
‑
7内时，实现隔离分闸动作；当导电杆3
‑
6运动至导向件3
‑
7通过导电杆3
‑
6连接隔离触座13时，实现隔离合闸动作，导电杆3
‑
6运动一次即能够实现隔离开关3的接地、隔离分闸和隔离合闸三个状态。
55.4)在整个过程中，压力传感器4实时检测真空灭弧室2
‑
2动作端的压力，第一位移传感器5实时检测真空灭弧室2
‑
2合闸和分闸的位移，第二位移传感器6在合闸位置检测隔离开关3的位移，第一温度传感器7实时检测与出线套管连接处的温度，第二温度传感器8实时检测隔离开关3隔离合闸状态时一次回路的温度。
56.上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。