[发明专利]一种开关柜

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电柜，具体说，是涉及一种开关柜，更具体的说是涉及一种密封式高压开关柜，属于 电气设备技术领域。

背景技术

高压开关柜是用于实现电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用的电 器产品。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。

目前国内外6～40.5KV的高压开关柜(断路器开关柜)主要有固定式开关柜(固定柜)、中置式或移开式 开关柜(手车柜)、充气式柜(充气柜)和固体绝缘开关柜，上述各种高压开关柜各有优缺点。

固定柜为第一代高压开关柜产品，其柜体即内部部件均采用固定连接，结构简单，元件少，散热好，导 电母线连接可靠，稳定性比较高，柜体尺寸较小且占地面积小；但发生故障需要检测维修，因其固定连接的 方式导致需整个线路需断电，且拆卸麻烦，使固定柜的检修时间长而从导致停电时间长，给输电用电带来了 极大的不便。

为了改进固定柜存在的问题，手车式开关柜调整了断路器在柜体内的位置，将断路器与一车体整合成一 可移动的手车断路器，检修时可将断路器部分抽出柜体，更换方便；但由于导电体间净距的要求，使得手车 柜的尺寸较固定柜大且辅助绝缘体多。根据断路器在柜体内的位置可分为中置柜和移开柜；这些开关柜中断 路器手车的定位和锁紧装置均设在手车的底部，受其自身结构的限制，这类定位和锁紧装置一般适 用于小电流开关柜，不能抵御较大的电动力力矩。因为当开关柜短路电流达到50kA及以上时，产 生的电动力非常大，且该电动力产生在手车动触头与开关柜静触头的连接处。由于电动力作用点距 手车底部距离较大，因此相对底部手车定位装置容易产生较大的力矩，进而易发生手车松动移位， 导致动、静触头脱开。中置式手车柜，由于一次插头滑动连接不可靠，导致接触发热，而且其结构散热性 差，常因过热引起绝缘老化、爆炸等事故。所以现有手车定位、锁紧方式很难满足开关柜大电流、高开 断的要求。为了提升手车开关柜在合闸通路工作中的稳定性，现有技术有大量关于手车固定方式及 装置的改进，如中国专利申请CN102983524公开了一种开关柜断路器手车，包括车体，车体头部 设有动触头，车体两侧分别设有定位板；定位板上设有与手车定位装置的轨道凹槽相适配的导向轮， 以及与手车定位装置的试验位锁孔和工作位锁孔相适配的弹性锁杆。该申请公开的定位装置及其应 用而得的开关柜断路器手车能够实现手车的准确导向和左右限位，并能满足不同位置状态下手车的 稳固定位，可有效减小电动力产生的作用力矩，进而能够克服较大电动力；但仍无法实现与固定柜 相同或相近的稳定性能；此外中置柜的柜内断路器一般采用VS1或VD4真空断路器，动静触头对位准确 与否无法监测，触头盒的结构使得不利于触头散热，绝缘组件易老化，发生绝缘击穿放电事故。

上述两种开关柜均有两个缺点：占地空间大和一次回路带电主元件未完全封闭在开关柜内。此 两类的开关柜的发展也主要是根据这两个特点为方向。此外，无论是固定柜还是手车柜均为开放式， 即柜内开关设备和连接部件均直接暴露于大气中，外壳防护等级低，适用性差，对环境空气质量比较敏 感，很难适用我国南方、沿海地区以及地下场所凝露污秽严酷场所的运行条件。同时因为设有散热孔或散热 风扇，空气在配电柜内流通，容易受灰尘、潮湿空气影响性能，更容易造成设备氧化及表面绝缘性能降低， 从而缩短设备的使用寿命。

由于环境对开关柜影响大这一问题，后续研发出了一种密封式充气柜，如C-GIS；该开关柜整 个柜体为密封式，且可通过对柜内充入SF6提高柜内压力以保证绝缘性能，且可以通过缩小绝缘净 距而减小柜体尺寸，且防护等级IP高，解决了环境影响对设备的问题；但仍有漏气现象发生，当漏气时 便出现因绝缘距离不够使得设备将无法正常运行使用且安全隐患极大，极易发生事故；此外，因其结构元件 与柜体成一体式，当设备需要检修或者更换时，无法实现针对零件或个别组件的检测和维修更换，使其仅能 作为一次性配电柜使用，维修成本极高；整体更换也大大增加停电范围和时间，降低了供电的连续性；此外， 充气柜的另一缺陷是柜内充入的SF6已被列为温室气体，属于应当减排之列，与我国现大力推进节 能减排相悖。