环网柜的制作方法

1.本公开涉及电力设备领域，特别涉及一种环网柜。


背景技术：

2.随着国家风力发电装机规模的扩大，风机单机容量逐步向大型化、大功率发展，2mw及以上机组将逐步成为主流机型。2mw及以上机组升压变压器大多布置在风机机舱内或塔筒内，风机塔筒侧出口电压为35kv，按照变压器容量保护配置要求，在风机塔筒内需设置开关设备，即40.5kv环网柜。受限于风机塔筒门的大小及风机塔筒内部的狭小空间，对环网柜的小型化的要求也越来越高。然而，传统环网柜为了满足绝缘性能的要求，一般都不会减小环网柜的体积，导致无法满足在风力电场领域对环网柜小型化的要求。


技术实现要素：

3.为了解决相关技术中存在的为满足绝缘性能的要求环网柜体积减小受限的问题，本公开提供了一种可减小体积的环网柜。
4.本公开提供一种环网柜，包括：
5.气箱，其内填充有绝缘气体；
6.固定框架，固定在所述气箱的内侧壁上；
7.断路器开关，其包括：
8.断路器本体，其包括绝缘外壳和位于所述绝缘外壳两端的第一端、第二端，所述第一端上设置有第一固定座，所述第二端设置有第二固定座，所述第一固定座和所述第二固定座均为金属件且均围成一屏蔽空间，以包覆设置在所述第一端上和所述第二端上的导电件，所述第一固定座通过一绝缘子固定在所述固定框架上，所述第二固定座通过另一个绝缘子固定在所述固定框架上。
9.可选的，所述断路器开关还包括：
10.传动拐臂，其与设置在所述第一端上的动端连接，部分所述传动拐臂和所述动端位于所述第一固定座围成的屏蔽空间内，另一部分的所述传动拐臂的两侧设置有用于均匀电场的屏蔽板；
11.绝缘拉杆，与所述传动拐臂连接；
12.输出拐臂，其一端与所述绝缘拉杆连接；及
13.输出轴，其与所述输出拐臂的另一端连接；
14.所述环网柜还包括操作机构，所述操作机构与所述输出轴连接，以带动所述动端动作。
15.可选的，所述第一固定座包括底壁和由所述底壁向上延伸的三个侧壁，所述底壁和三个所述侧壁围成所述屏蔽空间，所述屏蔽空间的顶部和侧部形成有开口，所述传动拐臂通过侧部的开口伸入所述屏蔽空间。
16.可选的，所述气箱上设置有进线套管，所述断路器本体通过软连接与所述进线套
管连接，所述软连接从所述屏蔽空间的顶部的开口伸向所述进线套管，所述进线套管和所述软连接的连接处设置有均匀电场的屏蔽罩。
17.可选的，所述第二固定座包括与所述另一绝缘子连接的连接板、位于所述连接板两侧的侧翼、位于所述连接板顶部的顶板和位于所述连接板底部的底板，所述连接板、两所述侧翼、所述顶板和所述底板围成所述屏蔽空间，所述另一绝缘子与所述连接板的连接件位于所述第二固定座的屏蔽空间内。
18.可选的，所述屏蔽空间被所述底板分成两个空间隔室，分别为上空间隔室和下空间隔室；
19.所述底板的下表面上设置有隔离静触头，所述隔离静触头位于所述下空间隔室内。
20.可选的，所述环网柜还包括位于所述断路器开关下方的三工位开关和位于机构室的三工位操作机构，所述三工位开关通过绝缘子固定座固定在所述固定框架上，所述三工位开关包括：
21.机构输入轴，与所述三工位操作机构连接，以在所述三工位操作机构的带动下发生转动；
22.拐臂板，与所述机构输入轴固定连接且能够随所述机构输入轴转动，所述拐臂板具有第一端和第二端；
23.接地触头，固定在所述拐臂板的第一端；
24.绝缘连接板，其一端连接所述拐臂板的第二端；
25.动触头，其与所述绝缘连接板的另一端活动连接，所述动触头的第一端与所述绝缘子固定座活动连接，所述动触头的第二端为能够与所述接地触头、所述隔离静触头电连接的自由端，所述动触头和所述绝缘连接板的连接点位于所述动触头的第一端和第二端之间；
26.当所述三工位开关进行接地分闸时，所述机构输入轴往第一方向转动时，所述拐臂板的第一端带动所述接地触头向第一方向转动，所述拐臂板的第二端通过所述绝缘连接板带动所述动触头向与所述第一方向相反的第二方向转动，以使所述接地触头和所述动触头同时往分闸方向运动；
27.当所述三工位开关进行接地合闸时，所述拐臂板的第一端带动所述接地触头向第二方向转动，所述拐臂板的第二端通过所述绝缘连接板带动所述动触头向第一方向转动，所述动触头和所述接地触头相对运动，以使所述动触头与所述接地触头同时往合闸方向运动。
28.可选的，所述动触头的第二端的两侧设置有动触头屏蔽板，用于均匀电场；
29.所述动触头的第一端与所述绝缘子固定座的连接处的两侧设置有屏蔽板，用于均匀电场。
30.可选的，所述拐臂板与所述接地触头连接的第一端的两侧以及所述拐臂板与所述绝缘连接板连接的第二端的两侧均设置有用于均匀电场的屏蔽板。
31.可选的，所述环网柜还包括设置在所述三工位开关下方的出线套管，所述出线套管通过连接铜棒与所述绝缘子固定座连接，所述出线套管与所述连接铜棒的连接处设置有屏蔽罩。
32.可选的，所述环网柜的柜宽为430mm，柜深为850mm。
33.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
34.本公开提供一种环网柜，该环网柜包括气箱、固定在该气箱的内侧壁上的固定框架、位于该气箱内的断路器开关，该断路器开关包括断路器本体。断路器本体包括绝缘外壳和位于绝缘外壳两端的第一端、第二端，第一端上设置有第一固定座，第二端设置有第二固定座，第一固定座和第二固定座均为金属件且均围成一屏蔽空间，以包覆设置在第一端上和第二端上的导电件，第一固定座通过一绝缘子固定在所述固定框架上，第二固定座通过另一个绝缘子固定在固定框架上。断路器本体的第一端和第二端分别设置有均匀电场的第一固定座和第二固定座，如此，相对于传统技术中通过增加绝缘间隙或增加绝缘隔板来满足环网柜绝缘性能要求的方式而言，本公开的方案在不增加绝缘间隙和绝缘隔板的情况下，能够满足环网柜的绝缘性能的要求，在一定程度上也减小了环网柜体积，利于环网柜小型化的发展。同时断路器本体将设置在第一端和第二端上的导电件裸露在其绝缘外壳之外，再通过第一固定座和第二固定座均匀电场，而不必将设置在第一端和第二端上的导电件的包覆在绝缘外壳之内，如此，相对于整体包覆而言，断路器本体整体的体积也减小了，进一步利于环网柜的小型化发展，同时还减小绝缘材料(例如环氧树脂)的使用量，还可以达到绝缘环保的目的。
35.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
36.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
37.图1是根据一示例性实施例示出的一种环网柜的正视图。
38.图2是根据一示例性实施例示出的环网柜的立体图。
39.图3是根据一示例性实施例示出的环网柜的主视图。
40.图4是根据一示例性实施例示出的环网柜的侧视图。
41.图5是根据一示例性实施例示出的环网柜的后视图。
具体实施方式
42.为了进一步说明本公开的原理和结构，现结合附图对本公开的优选实施例进行详细说明。
43.本公开提供一种环网柜，该环网柜包括气箱、固定在该气箱的内侧壁上的固定框架、位于该气箱内的断路器开关，该断路器开关包括断路器本体。断路器本体包括绝缘外壳和位于绝缘外壳两端的第一端、第二端，第一端上设置有第一固定座，第二端设置有第二固定座，第一固定座和第二固定座均为金属件且均围成一屏蔽空间，以包覆设置在第一端上和第二端上的导电件，第一固定座通过一绝缘子固定在所述固定框架上，第二固定座通过另一个绝缘子固定在固定框架上。断路器本体的第一端和第二端分别设置有均匀电场的第一固定座和第二固定座，如此，在不增加绝缘间隙和绝缘隔板的情况下，能够满足环网柜的绝缘性能的要求，在一定程度上也减小了环网柜体积，利于环网柜小型化的发展。同时断路
器本体将设置在第一端和第二端上的导电件裸露在其绝缘外壳之外，再通过第一固定座和第二固定座均匀电场，而不必将设置在第一端和第二端上的导电件的包覆在绝缘外壳之内，如此，相对于整体包覆而言，断路器本体整体的体积也减小了，进一步利于环网柜的小型化发展，同时还减小绝缘材料(例如环氧树脂)的使用量，还可以达到绝缘环保的目的。
44.如图1所示，本公开提供一种环网柜100，该环网柜100可以应用于40.5kv的开关设备中。该环网柜100包括壳体101，壳体101内具有多个功能室。如图2至图4所示，功能室包括气箱111、低压室112、机构室113和电缆室114。其中，气箱111填充有绝缘气体，该绝缘气体可以是例如六氟化硫等。该气箱111内设置有断路器开关13和三工位开关16等。机构室113中设置有断路器开关13的操作机构14和三工位开关16的三工位操作机构17。
45.气箱111整体为长方体，其采用焊接机器人通过编程配合旋转工装焊接而成，该焊接定位准确，焊缝均匀，提高了气箱111的精度、强度，同时也降低了气箱111的漏气率，最大程度保证气箱111的气密性。
46.结合图5所示，气箱111的内侧壁上设置有固定框架12，该固定框架12包括设置在气箱111左侧壁上的三条间隔设置的支座121和设置在气箱111前侧壁上的固定支架122，各支座121与该固定支架122连接。断路器开关13的两端分别固定在其中两支座121上，三工位开关16固定在另一支座上。如图2所示，每一支座121包括与该气箱111左侧壁焊接连接的折弯钣金1211和与该折弯钣金1211连接且由两个槽钢焊接而成的组合钢板1212。
47.如图3所示，断路器开关13包括断路器本体131、传动拐臂132、绝缘拉杆133、输出拐臂134和输出轴135。
48.该断路器本体131可以为真空断路器，其包括绝缘外壳和位于绝缘外壳两端的第一端、第二端。该绝缘外壳包括陶瓷外壳和包裹该陶瓷外壳的环氧树脂。该第一端上设置有第一固定座151，第二端设置有第二固定座152，该第一固定座151和该第二固定座152均为金属件且均围成一屏蔽空间，以包覆设置在第一端上和第二端上的导电件。第一固定座151通过一绝缘子181固定在固定框架12的其中一支座121上，第二固定座152通过另一个绝缘子182固定在固定框架12的另一个支座121上。
49.其中，设置在第一端上的导电件包括但不限于动端131a、软连接131c、传动拐臂132、连接绝缘子181与第一固定座151的紧固件、连接动端131a和传动拐臂132的紧固件等。
50.设置在第二端上的导电件包括但不限于隔离静触头131b、连接绝缘子182与第二固定座152的紧固件、连接隔离静触头131b和第二固定座152的紧固件等。
51.断路器本体131将设置在第一端和第二端上的导电件裸露在其绝缘外壳之外，再通过第一固定座和第二固定座均匀电场，而不必将设置在第一端和第二端上的导电件的包覆在绝缘外壳之内，如此，相对于整体包覆而言(即将动端131a、传动拐臂132、隔离静触头131b等也包覆在绝缘外壳内)，断路器本体整体的体积也减小了，进一步利于环网柜的小型化发展，同时还减小绝缘材料(例如环氧树脂)的使用量，还可以达到绝缘环保的目的。
52.第一端上的动端131a突出于断路器本体131的绝缘外壳，以与传动拐臂132连接。动端131a位于该第一固定座151的屏蔽空间内。
53.第一固定座151包括底壁和由底壁向上延伸的三个侧壁，底壁和三个侧壁围成u性状的屏蔽空间，以包覆第一端上的导电件，均匀电场，改善电场分布。该屏蔽空间的顶部和侧部形成有开口。
54.如图2所示，软连接131c通过屏蔽空间顶部的开口向上延伸至进线套管191处，且与该进线套管191连接，并在该连接处设置有用于均匀电场的屏蔽罩154，以改善连接处的电场分布。该屏蔽罩154呈帽罩状，直接罩住连接处的连接导电件，该连接导电件可以是例如连接螺栓。该进线套管191安装在与支座121相同侧的气箱111的侧壁上，且该进线套管191位于该支座121的上方。
55.如图3所示，传动拐臂132的一端通过第一固定座151的侧部的开口伸入至该屏蔽空间内与第一端上的动端131a连接，另一端与绝缘拉杆133连接。该传动拐臂132的中间位置开设有一贯穿孔，一销轴1321贯穿该贯穿孔且其两端固定在该第一固定座151相对的两侧壁上。传动拐臂132能够相对于该销轴1321上下摆动。部分传动拐臂132位于第一固定座151围成的屏蔽空间内，未被该屏蔽空间包覆的另一部分则设置有屏蔽板，即在另一部分传动拐臂的两侧设置有用于均匀电场的屏蔽板153，以使传动拐臂位于第一固定座151围成的屏幕空间内或位于两屏蔽板153之间，以充分均匀传动拐臂132上的电场。由于传动拐臂132本身设计得较薄，因此，通过第一固定座151和屏蔽板153的均匀电场的作用，可以增加传动拐臂132的绝缘水平。
56.绝缘拉杆133的一端与传动拐臂132连接，且该连接处的电场能够被两屏蔽板153均匀，另一端与输出拐臂134的一端活动连接。输出拐臂134的另一端通过焊接固定在输出轴135上。输出拐臂134与绝缘拉杆133之间形成一夹角，在该输出拐臂134跟随该输出轴135转动时，能够带动该绝缘拉杆133上下移动。输出轴135的一端与操作机构14连接。该操作机构14能够驱动输出轴135转动。当操作机构14带动输出轴135向第一方向转动时(例如逆时针)，输出轴135带动输出拐臂134向上转动，输出拐臂134带动绝缘拉杆133向上移动，进而该绝缘拉杆133带动传动拐臂132拉动动端131a向上移动。当操作机构14带动输出轴135向第二方向转动时(例如顺时针)，输出轴135带动输出拐臂134向下转动，输出拐臂134带动绝缘拉杆133向下移动，进而该绝缘拉杆133带动传动拐臂132拉动动端131a向下移动。如此，实现断路器本体131的分、合闸。
57.结合图2和图3所示，第二固定座152包括与另一绝缘子182连接的连接板1521、位于连接板1521两侧的侧翼1522、位于连接板1521顶部的顶板1523和位于连接板1521底部的底板1524，连接板1521、两侧翼1522、顶板1523和底板1524围成第二固定座152的屏蔽空间。另一绝缘子182与连接板1521之间的连接件(例如连接螺栓)位于该屏蔽空间内。该屏蔽空间被该底板1524分成两个空间隔室，分别为上空间隔室和下空间隔室。底板1524的下表面上设置有隔离静触头131b，该隔离静触头131b位于该下空间隔室内。断路器本体131下端的导电部件的电场由于第二固定座152的设置，可以使电场分布在该第二固定座152的各个面上，使得该电场能够均匀分布，改善电场分布，增加绝缘水平。
58.环网柜100还包括位于断路器开关13下方的三工位开关16和三工位操作机构17。该三工位开关16通过绝缘子固定座161固定在固定框架12的最下方的一个支座121上。
59.三工位开关16包括机构输入轴162、拐臂板163、接地触头164、绝缘连接板165和动触头166。
60.机构输入轴162与位于操作室113内的三工位操作机构17连接，三工位操作机构17能够驱动机构输入轴162发生转动，实现三工位操作机构17的合、分闸。
61.拐臂板163与机构输入轴162焊接固定连接且能够随机构输入轴162的转动而转
动。拐臂板163具有第一端和第二端，该拐臂板163与绝缘连接板165的连接处的销轴与机构输入轴162大致处于同一直线，拐臂板163的第一端与接地触头164的连接点偏离该直线，并且通过绝缘连接板165的作用，使得在机构输入轴162转动时，该拐臂板163的第一端和第二端往相反的方向转动。该拐臂板163的第一端的面积大于第二端的面积，且该拐臂板163的面积由第一端向第二端的逐渐减小。
62.该拐臂板163的第一端套设在该机构输入轴162上，该拐臂板163的第一端的突出于该机构输入轴162的部分通过螺钉等连接件与接地触头164连接。并且在拐臂板163与接地触头164连接的第一端的两侧设置有用于均匀电场的屏蔽板155。该两屏蔽板155将拐臂板163与接地触头164的连接处夹持在中间。该屏蔽板155可通过l型连接板与接地触头164、拐臂板163连接在一起。该屏蔽板155的外周边为圆弧结构，整体大致呈椭圆形，如此，通过屏蔽板155的结构形状的特殊设计，可以尽量避免电场集中在尖端处，使得连接处的电场尽可能地分布在屏蔽板的平面上，达到均匀电场的目的。
63.该接地触头164包括横向部和竖向部，该横向部和竖向部形成大致呈l型的结构。该横向部固定在接地汇流排167上。如图5所示，接地汇流排167的一端通过软连接168与环网柜100的壳体连接，从而形成可靠接地。该接地汇流排167大致呈长条状，如此，可供三相的接地触头164连接，即该环网柜包括多个接地触头164时，各个接地触头164间隔固定在该接地汇流排167上。
64.再如图2至图4所示，绝缘连接板165其一端与拐臂板163的第二端连接，并且该绝缘连接板165与拐臂板163的连接处的两侧面还设置有屏蔽板156。两屏蔽板156将绝缘连接板165与拐臂板163的连接处夹持在中间，以均匀该连接处的电场，避免电场集中造成部件击穿。
65.绝缘连接板165另一端通过销钉连接动触头164，如此可通过机构输入轴162的转动带动动触头转动。该动触头166大致呈长条形，连接绝缘连接板165和动触头166的销钉位于该动触头166的中间位置或靠近中间的位置，更确切而言是位于该动触头166的第一端和第二端之间。该动触头166的第一端与绝缘子固定座161活动连接，第二端为自由端，该自由端能够与接地触头164、隔离静触头131b电连接。该动触头166在绝缘连接板165的拉动下，能够相对于该绝缘子固定座161转动。该绝缘连接板165和拐臂板163呈一夹角，且该拐臂板163与绝缘连接板165的连接点位于该绝缘连接板165的下端。绝缘连接板165与动触头166形成一夹角，且该夹角会随机构输入轴162的转动而发生变化。
66.当该三工位开关处于隔离分闸状态和接地分闸状态，接地开关部分需进行合闸时，该机构输入轴162在三工位操作机构17的带动下发生转动，机构输入轴162往第二方向转动时(例如逆时针方向)，拐臂板163的第一端带动接地触头随机构输入轴162向第二方向(例如逆时针方向)转动，拐臂板163的第二端带动绝缘连接板165使动触头166的第二端绕动触头166的第一端向第一方向转动，即动触头166的第二端在该绝缘连接板165的拉动下向靠近该接地触头164的方向靠近，并转动一定角度后，该动触头166的第二端与接地触头164电接触，实现接地合闸。由于接地触头164和动触头166相对运动，同时往接地合闸方向运动，增加了接地触头164与动触头166的合闸速度，能够有效减少电弧燃弧时间，减少触头烧蚀，增加产品的使用寿命。相对于传统技术通过增加弹簧能量等增加机构操作功的方式来提高合闸速度相比，提高了三工位开关的操作机构及三工位开关的使用寿命，提高了产
品的稳定性。
67.当接地开关部分需进行分闸时，机构输入轴162往第一方向转动(即顺时针方向)，带动拐臂板163转动，同时带动接地触头164和动触头166往分闸方向运动，即接地触头164和动触头166相背运动，接地触头164随机构输入轴162顺时针转动，动触头166绕其第一端逆时针运动。
68.当三工位开关处于隔离分闸状态和接地分闸状态，隔离开关部分需进行合闸时，机构输入轴162向第一方向运动(例如顺时针方向)时，该机构输入轴162带动拐臂板163转动，拐臂板163的第一端带动接地触头164向第一方向转动，拐臂板163的第二端通过绝缘连接板165带动动触头66绕其第一端向与第一方向相反的第二方向(例如逆时针方向)转动，即动触头166的第二端在该绝缘连接板165的推动下向靠近该隔离静触头131b的方向靠近，并转动一定角度后，该动触头166的第二端与隔离静触头131b电接触，实现隔离合闸。
69.当隔离开关部分需进行分闸时，机构输入轴162向第二方向转动(即逆时针方向)，带动拐臂板163转动，绝缘连接板165带动动触头166往隔离分闸方向运动，隔离开关部分回到分闸状态。
70.动触头166的第二端的两侧设置有动触头屏蔽板157，用于均匀电场，两动触头屏蔽板157将动触头166的第二端夹持在中间，如此，能够均匀该第二端尖端处的电场。
71.动触头166的第一端与绝缘子固定座161的连接处的两侧也设置有屏蔽板158，该屏蔽板158大致呈圆形，如此，电场能够更为均匀分布在屏蔽板158上，尽量避免电场集中。
72.如图2所示，环网柜100还包括设置在三工位开关16下方的出线套管21，出线套管21通过连接铜棒22与绝缘子固定座161连接。出线套管21与连接铜棒22的连接处设置有屏蔽罩159，该屏蔽罩159用于均匀该连接处的电场。
73.上述环网柜可应用三相电流的电网中，对应的，该环网柜可设置有与各相对应的断路器开关、三工位开关。如图2至5所示，该环网柜100应用三相电流的电网，其对应设置有三个断路器开关和三个三工位开关。其中，各相断路器开关的输出轴为同一个，各三工位开关的机构输入轴为同一个。
74.在本公开中，在断路器开关和三工位开关有可能产生电场聚集的地方增加屏蔽板或屏蔽罩，以满足绝缘性能的要求，而不需要增加隔离间隙，从而达到减小了环网柜尺寸的目的，并且断路器开关的两端上的导电件没有包覆在其绝缘外壳内，该断路器开关整体的尺寸也相应减小了，使得本公开的环网柜的柜深可减小至850mm，柜宽可减少至430mm。相对于柜深为900mm以上、柜宽为550mm以上的传统环网柜，本公开的环网柜的尺寸明显减小了。
75.以上仅为本公开的较佳可行实施例，并非限制本公开的保护范围，凡运用本公开说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本公开的保护范围内。