專利名稱：一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬 于高壓電器技術領域，特別涉及采用真空斷路器的一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，126kV高電壓系統(tǒng)的氣體絕緣金屬封閉開關設備為圓筒形，采用鋁板經(jīng)氬弧焊接制成，體積龐大，直徑約1000毫米左右，內(nèi)部采用六氟化硫斷路器進行電氣主回路的開合，滅弧介質(zhì)為六氟化硫氣體，氣體壓力一般在0. 5^06MPa,這種大直徑鋁筒加工制造困難，軸向接縫處需進行人工氬弧焊接，氣密性較難保證，容易因焊接質(zhì)量問題造成六氟化硫氣體的泄漏和排放，引起設備內(nèi)部絕緣甚至開斷能力的降低，進而影響設備運行的安全性；此外，采用六氟化硫斷路器進行電氣主回路的開合時，六氟化硫在電弧熱效應的作用下會分解產(chǎn)生有毒有害的氣體，在水分子參與下還會生成劇毒粉塵，造成環(huán)境污染，各隔室之間采用700毫米左右較大直徑的盆式絕緣子進行絕緣過渡，機械強度較弱，耐受壓力能力也較弱，由于三相導體鑲嵌在一個絕緣體中，此盆式絕緣子將承受相間絕緣應力，加速了絕緣介質(zhì)的老化，還由于體積龐大，現(xiàn)有設備需要在用戶現(xiàn)場進行最終的裝配和檢驗，而用戶現(xiàn)場的環(huán)境較差，現(xiàn)場無法達到設備氣體密封連接所需要的環(huán)境(一般要求潔凈度為 1000000級)，安裝后充入六氟化硫氣體，對氣體密封性能的檢測也只能進行定性的檢測，即只能檢測是否漏氣，而不能檢測氣體的漏氣率，檢測結果很大程度上要受檢測設備靈敏度的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，克服現(xiàn)有技術存在的不足和缺陷，通過電場分析和結構優(yōu)化，提供在制造廠完成裝配和檢驗，采用真空斷路器的126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備。本發(fā)明所采用的技術解決方案包括柜體外殼、真空斷路器隔室、真空斷路器驅動機構、真空斷路器驅動機構轉換裝置、電流互感器隔室、電纜連接隔室、母線匯流隔室以及2 個母線及三工位隔離開關隔室，在電纜連接隔室和2個母線及三工位隔離開關隔室的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開關，在電纜連接隔室和2個母線及三工位隔離開關隔室的隔室外頂部安裝三工位隔離開關驅動機構，所述真空斷路器隔室、電流互感器隔室、電纜連接隔室、母線匯流隔室以及2個母線及三工位隔離開關隔室共6個隔室均為獨立的且標準的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用碟式母線絕緣套管組件實現(xiàn)絕緣過渡連接，在所述真空斷路器隔室內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱，在所述6個隔室內(nèi)均安裝有實現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線。所述真空滅弧室極柱包括上屏蔽環(huán)、下屏蔽電極、上絕緣筒、下絕緣筒以及上出線端和下出線端，在上屏蔽環(huán)與上絕緣筒相互連接的部位、上絕緣筒與上出線端相互連接的部位、上出線端與下絕緣筒相互連接的部位以及下絕緣筒與下屏蔽電極相互連接的部位各設有環(huán)氧樹脂灌注點，通過環(huán)氧樹脂灌注點注入預混好的環(huán)氧樹脂和固化劑的混合料，在常溫下固化后將下屏蔽電極、下絕緣筒、上出線端、上絕緣筒和上屏蔽環(huán)牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結構，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室。所述雙片拼接母線包括左拼接母線和與左拼接母線對稱的右拼接母線，所述左拼接母線和右拼接母線兩端部用連接螺釘連接，外表面為光滑圓弧形。所述碟式母線絕緣套管組件的外徑小于300毫米，3個碟式母線絕緣套管組件按品字形布置，通過碟式套管安裝法蘭安裝在各個隔室的封板上。所述6個隔室均采用4mm厚 無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結構。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是
(1)本發(fā)明采用模塊化設計，整個開關設備由六個充氣隔室組成，每個隔室均為獨立的且標準的單元，根據(jù)不同的要求可組合出多個接線方案，從而降低了制造成本和制作周期。(2)本發(fā)明各充氣單元均采用4mm厚無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結構，保證了焊接的氣密性，機械強度通過箱體上的加強筋得以保證，氣密性好，機械強度高，且氣箱間拼合精度高，適合于在氦檢設備中進行氦氣檢漏，極大的提高了對氣箱漏氣率的控制和檢測，提高了產(chǎn)品的可靠性和安全性，降低了用戶的使用和維護的難度。(3)本發(fā)明采用真空開斷代替六氟化硫開斷，避免了有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生，組合式真空滅弧室極柱使真空滅弧室裝配在極柱外罩內(nèi)，靈活方便，一旦真空滅弧室自身出現(xiàn)質(zhì)量問題，只需更換真空滅弧室即可，外部的極柱外罩仍可繼續(xù)使用，而且極柱外罩制作過程中不需要任何模具，簡化了極柱的制作工藝，降低了生產(chǎn)成本，通過電場分析和優(yōu)化上下出線端結構以及增加電場屏蔽環(huán)，解決了在低氣壓六氟化硫時的絕緣問題。(4)本發(fā)明采用直徑小于300毫米的碟式套管與硅橡膠墊的組合結構代替盆式絕緣子，3個碟式母線絕緣套管組件按品字形布置安裝在各個隔室的封板上，
減少了氣體絕緣金屬封閉開關設備的體積，消除了相間絕緣應力，避免了相間故障的可能性，提高了供電的可靠性和安全性，且通過使用碟式套管與硅橡膠墊的組合結構實現(xiàn)了模塊化設計，在用戶現(xiàn)場進行安裝調(diào)試時不涉及六氟化硫氣體的操作，提高了產(chǎn)品方案組合的靈活性和安全性，更好的滿足了用戶各種接線方案的要求。(5)本發(fā)明將一相母線分為左右對稱的兩個拼接母線，增大了母線的表面積，因而提高了母線的載流量，按照產(chǎn)品導電連接的需要，左右對稱的兩個拼接母線可以制成所需要的復雜形狀，滿足了 126KV高壓氣體絕緣開關設備體積小和母線形狀復雜的要求。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖，
圖2是本發(fā)明的真空滅弧室極柱結構示意圖， 圖3是本發(fā)明的雙片拼接母線結構示意圖。圖中
1.碟式套管安裝法蘭，
2.柜體外殼，
3.真空斷路器隔室，4.真空斷路器驅動機構，
5.真空斷路器驅 動機構轉換裝置，
6.真空滅弧室極柱，
61.下出線端，
62.下屏蔽電極，
63.上出線端，
64.上屏蔽環(huán)，
65.上絕緣筒，
66.下絕緣筒
67.真空滅弧室，
68.環(huán)氧樹脂灌注點，
7.支母線，
7-1.左拼接母線， 7-2.右拼接母線， 7-3.連接螺釘，
8.電流互感器隔室，
9.電流互感器，
10.三工位隔離開關驅動機構，
11.電纜連接隔室，
12.三工位隔離開關， 13.電纜內(nèi)錐套管，
14.碟式母線絕緣套管組件，
15.母線及三工位隔離開關隔室，
16.母線匯流隔室。
具體實施例方式下面結合附圖提供本發(fā)明的具體實施方式
。如圖1所示，本發(fā)明采用模塊化設計，包括柜體外殼2、真空斷路器隔室3、真空斷路器驅動機構轉換裝置5、電流互感器隔室8、安裝在電流互感器隔室8內(nèi)的電流互感器9、 電纜連接隔室11、母線匯流隔室16以及2個母線及三工位隔離開關隔室15，在電纜連接隔室11和2個母線及三工位隔離開關隔室15的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開關12，在電纜連接隔室11和2個母線及三工位開關隔室15的隔室外頂部安裝三工位隔離開關驅動機構10， 實現(xiàn)三工位隔離開關的分閘與合閘，在電纜連接隔室11內(nèi)安裝電纜內(nèi)錐套管13，實現(xiàn)與外部的電纜連接，所述真空斷路器隔室3、電流互感器隔室8、電纜連接隔室11、母線匯流隔室 16以及2個母線及三工位開關隔室15共6個隔室均為獨立的且標準的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，所述6個隔室均采用4mm厚無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結構，各隔室間采用本申請人在申請?zhí)枮?01020248405. 4專利中公開的碟式母線絕緣套管組件，實現(xiàn)絕緣過渡連接，單個碟式母線絕緣套管組件14的外徑小于300毫米，3個碟式母線絕緣套管組件14按品字形布置，通過碟式套管安裝法蘭1安裝在各個隔室的封板上，代替了原有的盆式絕緣子，完全消除了環(huán)氧樹脂內(nèi)的相間絕緣應力，避免了相間故障的可能性，提高了供電的安全性和可靠性，此外，每個隔室均為獨立的氣密隔室，在每個氣密隔室設有2個單向氣閥，可單獨對各個氣密隔室在工廠內(nèi)進行氦氣檢漏，提高了對設備漏氣率的控制，由于氦氣的分子直徑是六氟化硫氣體分子直徑的1/3 左右，且氦氣的動力學粘度低于六氟化硫氣體的動力學粘度，采用氦氣檢漏大大提高了對氣箱氣密性的控制，而且實現(xiàn)了定量檢測，氦檢漏氣率控制在5X10_5mbarXl/s，(毫巴X升 /秒)用戶現(xiàn)場無需進行氣體操作和氣體泄漏檢測，減少了用戶的工作難度的同時，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量控制，減少了六氟化硫氣體的排放，進而提高了設備運行的安全性和環(huán)保效益。在真空斷路器隔室3內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱6，如圖2所示，所述真空滅弧室極柱6包括上屏蔽環(huán)64、下屏蔽電極62、上絕緣筒65、下絕緣筒66以及上出線端63和下出線端61，在上屏蔽環(huán)64與上絕緣筒65相互連接的部位、上絕緣筒65與上出線端63相互連接的部位、上出線端63與下絕緣筒66相互連接的部位以及下絕緣筒66與下屏蔽電極62 相互連接的部位各設有環(huán)氧樹脂灌注點68，通過環(huán)氧樹脂灌注點68注入預混好的環(huán)氧樹脂和固化劑的混合料，經(jīng)加熱固化后將下屏蔽電極62、下出線端61、下絕緣筒66、上出線端 63、上絕緣筒65和上屏蔽環(huán)64牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結構，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室67，所述真空滅弧室極柱6上端固定在斷路器隔室3的上蓋板，即斷路器轉換裝置的安裝板上、下端通過導電套與碟式套管電氣連接，本發(fā)明以單斷口的高壓真空斷路器作為主回路的開斷元件，六氟化硫氣體不參與電路的開斷，通過電場分析和電 極外形的優(yōu)化，實現(xiàn)了采用低壓力(0. 1 0. 2MPa)的六氟化硫氣體作為相間和相對地的絕緣介質(zhì)，在斷路器隔室3的前面上部安裝真空斷路器驅動機構4，在斷路器隔室 3的頂部上蓋板，即斷路器轉換裝置的安裝板上安裝與真空斷路器驅動機構4連接的真空斷路器驅動機構轉換裝置5。在所述6個隔室內(nèi)均安裝有雙片拼接母線7，并通過這些雙片拼接母線7實現(xiàn)主回路的連通，如圖3所示，所述雙片拼接母線7包括左拼接母線71和與左拼接母線71對稱的右拼接母線72，所述左拼接母線71和右拼接母線72兩端部用連接螺釘73連接，外表面為光滑圓弧形。
權利要求
1.一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，包括柜體外殼(2)、真空斷路器隔室 (3)、真空斷路器驅動機構(4)、真空斷路器驅動機構轉換裝置(5)、電流互感器隔室(8)、電纜連接隔室(11)、母線匯流隔室(16)以及2個母線及三工位開關隔室(15)，在電纜連接隔室(11)和2個母線及三工位隔離開關隔室(15)的隔室內(nèi)安裝三工位隔離開關(12)，在電纜連接隔室(11)和2個母線及三工位開關隔室(15)的隔室外頂部安裝三工位隔離開關驅動機構(10)，其特征在于，所述真空斷路器隔室(3)、電流互感器隔室(8)、電纜連接隔室 (11 )、母線匯流隔室(16)以及2個母線及三工位開關隔室(15)共6個隔室均為獨立的且標準的充氣單元，在各隔室內(nèi)充入0. 1 0. 2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用碟式母線絕緣套管組件(14)實現(xiàn)絕緣過渡連接，在所述真空斷路器隔室(3)內(nèi)安裝有真空滅弧室極柱 (6)，在所述6個隔室內(nèi)均安裝有實現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，其特征在于，所述真空滅弧室極柱(6 )包括上屏蔽環(huán)(64 )、下屏蔽電極(62 )、上絕緣筒(65 )、下絕緣筒(66 ) 以及上出線端(63)和下出線端(61)，在上屏蔽環(huán)(64)與上絕緣筒(65)相互連接的部位、上絕緣筒(65)與上出線端(63)相互連接的部位、上出線端(63)與下絕緣筒(66)相互連接的部位以及下絕緣筒(66)與下屏蔽電極(62)相互連接的部位各設有環(huán)氧樹脂灌注點(68)， 通過環(huán)氧樹脂灌注點(68)注入預混好的環(huán)氧樹脂和固化劑的混合料，在常溫下固化后將下屏蔽電極(62)、下絕緣筒(66)、上出線端(63)、上絕緣筒(65)和上屏蔽環(huán)(64)牢固連接在一起制成極柱外罩，形成真空滅弧室極柱的絕緣結構，在極柱外罩內(nèi)裝配真空滅弧室(67)。
3.根據(jù)權利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，其特征在于，所述雙片拼接母線(7)包括左拼接母線(71)和與左拼接母線(71)對稱的右拼接母線(72)，所述左拼接母線(71)和右拼接母線(72)兩端部用連接螺釘(73)連接，外表面為光滑圓弧形。
4.根據(jù)權利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，其特征在于，所述碟式母線絕緣套管組件(14)的外徑小于300毫米，3個碟式母線絕緣套管組件(14)按品字形布置，通過碟式套管安裝法蘭(1)安裝在各個隔室的封板上。
5.根據(jù)權利要求1所述一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，其特征在于，所述 6個隔室均采用4mm厚無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結構。
全文摘要
一種126kV柜式氣體絕緣金屬封閉開關設備，克服了現(xiàn)有技術126kV氣體絕緣金屬封閉開關設備體積大，需要在用戶現(xiàn)場進行最終的裝配和檢驗，氣密性較難保證，以及采用六氟化硫斷路器進行電氣主回路的開合，容易造成環(huán)境污染，耐受壓力能力較弱的問題，特征是6個隔室均采用4mm厚無磁不銹鋼板經(jīng)激光切割和激光焊接制成方箱形結構，在各隔室內(nèi)充入0.1～0.2MPa的六氟化硫氣體，各隔室間采用直徑小于300毫米的碟式母線絕緣套管組件實現(xiàn)絕緣過渡連接，在真空斷路器隔室內(nèi)安裝真空滅弧室極柱，在6個隔室內(nèi)均安裝實現(xiàn)主回路連通的雙片拼接母線，有益效果是氣密性好、機械強度高、制造成本低且環(huán)境效益好，解決了在低氣壓條件下的絕緣問題，提高了設備運行的安全性。
文檔編號H02B1/20GK102255258SQ201110201880
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權日2011年7月19日
發(fā)明者劉廣斧, 國世崢, 廖漢, 弗萊伯格, 賈延超 申請人:沈陽華利能源設備制造有限公司