本發(fā)明涉及高壓電器設備技術領域，具體為一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊。

背景技術：

氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜相比傳統(tǒng)的SF₆氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜具有環(huán)保性，被認為是未來SF₆環(huán)網(wǎng)柜的替代品。由于氮氣或干燥空氣的絕緣性能不如SF₆，因此氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜的體積要比SF₆環(huán)網(wǎng)柜略大。為了將氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜的體積做的比較小，就需要設計一種緊湊型的開關，不僅需要合理布局各個元、器件，同時還要滿足絕緣、溫升等性能要求。

現(xiàn)有技術中，氮氣絕緣或干燥空氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜大多采用固封極柱結構，這需要較高的固封技術和成本，且一旦環(huán)氧交界面存在氣隙，則在氣隙處容易出現(xiàn)電暈。并且固封極柱的開裂隱患也不利于實現(xiàn)充氣柜的免維護。另外，綜合考慮絕緣和溫升性能，致使該類型環(huán)網(wǎng)柜的體積無法減小、成本難以降低、與SF₆環(huán)網(wǎng)柜的競爭優(yōu)勢不強。

另一方面，在目前充氣類環(huán)網(wǎng)柜技術中，真空滅弧室一般采用兩側絕緣夾板式結構固定，這種結構在觸頭壓力大的情況下，絕緣板強度較差，傳動主軸不便安裝和固定，且相間絕緣處理困難，真空開關整體安裝固定不便。還有的現(xiàn)有技術采用側裝式結構，將滅弧室上、下兩端在一側用絕緣子單邊固定，這種結構當觸頭壓力大時，容易向單側傾斜，影響開關的正常性能；除此之外還會占用上部空間，導致開關柜尺寸增大。綜上所述，目前現(xiàn)有的氮氣絕緣或其他充氣類環(huán)網(wǎng)柜技術存在上述缺點。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊，極大的優(yōu)化了氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜中真空開關模塊的布局和安裝，在滿足絕緣和溫升要求的前提下提供一種小型化、緊湊型的真空開關。

本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊，包括真空滅弧室、金屬安裝架、絕緣支撐板、支柱絕緣子、固定架和觸頭彈簧系統(tǒng)；所述絕緣支撐板水平固定在金屬安裝架上部；所述真空滅弧室的上端垂直固定在絕緣支撐板的下部，下端固定設置固定架；金屬安裝架與絕緣支撐板的固定平面低于真空滅弧室與絕緣支撐板固定的上平面；所述觸頭彈簧系統(tǒng)安裝于固定架內(nèi)部，用于連接真空滅弧室的動觸頭提供操動動力；所述支柱絕緣子的一端固定在金屬安裝架的一側，另一端與固定架固定。

優(yōu)選的，所述絕緣支撐板采用拱形結構，水平跨接在金屬安裝架上部的兩側。

優(yōu)選的，所述絕緣支撐板采用單邊拱形結構，頂部水平設置與真空滅弧室垂直固定，底部水平固定在金屬安裝架上部的一側；所述的單邊拱形結構為僅保留一側支撐的拱形結構。

優(yōu)選的，所述的真空滅弧室的兩端分別設置有復合屏蔽罩。

進一步，復合屏蔽罩由內(nèi)部一體澆注金屬屏蔽罩環(huán)氧樹脂制成；金屬屏蔽罩呈盤狀設置，外緣沿軸向向一端延伸設置；每個復合屏蔽罩中的金屬屏蔽罩外緣端部超出對應側真空滅弧室的金屬封接面設置。

優(yōu)選的，所述支柱絕緣子的兩端面澆注有內(nèi)嵌的呈環(huán)狀設置的金屬屏蔽網(wǎng)。

進一步，所述金屬屏蔽網(wǎng)的嵌入端設置有向外翻卷的卷邊。

優(yōu)選的，所述金屬安裝架包括前板和后板，以及固定在前板和后板之間的多個橫梁；橫梁為絕緣支撐板和支柱絕緣子提供安裝位置。

進一步，觸頭彈簧系統(tǒng)包括觸頭彈簧、彈簧座、傳動桿系統(tǒng)和傳動軸；觸頭彈簧一端連接動觸頭操作端，另一端通過彈簧座同軸連接在固定架的導向槽上；安裝在前板和后板上傳動軸通過傳動桿系統(tǒng)與動觸頭操作端連接；導向槽的中心線與觸頭彈簧和真空滅弧室的中心線重合。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：

本發(fā)明一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊，通過絕緣支撐板的設置，使得從真空滅弧室的頂部完成對其的掛式安裝，并且使得絕緣支撐板的固定位置低于其支撐點位置，使該真空開關模塊安裝到開關柜后加大了固定點與母線絕緣子之間的距離，增大了氣體間隙，從而縮短了母線絕緣子與支撐點也就是模塊中最高點之間的距離；在滿足絕緣距離的條件下，節(jié)省了附近的高度空間。配合從側面固定的支撐絕緣子，更大的節(jié)省了其縱向空間，整體結構緊湊、體積小，可以使安裝此真空開關的氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)小型化，降低制造成本。同時利用金屬安裝架實現(xiàn)的框架結構，使其安裝固定方便、絕緣和溫升性能好、各部件受力均衡。也使得真空開關模塊可以單獨作為產(chǎn)品銷售，創(chuàng)造更好的效益。

進一步的，通過設置拱形的或單邊拱形的絕緣支撐板，優(yōu)化布置結構，縮小真空開關模塊的體積，同時可以在開關進行分合閘操作時，整個模塊更加牢固不易變形。

進一步的，通過設置帶有金屬屏蔽網(wǎng)的支柱絕緣子，優(yōu)化了支柱絕緣子兩端高壓電極與地電極間的電場分布，同時縮小了真空滅弧室與金屬安裝架橫梁之間的安裝空間，縮小真空開關模塊的體積。

進一步的，通過在真空滅弧室兩端設置復合屏蔽罩，取代了真空滅弧室的環(huán)氧樹脂包覆層，避免了環(huán)氧界面的空氣隙帶來的電暈問題，環(huán)氧樹脂用料少，在滿足絕緣要求前提下，散熱更好，體積更小，成本更低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實例中所述開關模塊的主視圖。

圖2是本發(fā)明實例1中所述開關模塊的側視剖面圖。

圖3是本發(fā)明支柱絕緣子的剖面圖。

圖4是本發(fā)明復合屏蔽罩的剖面圖。

圖5是本發(fā)明實例2中所述開關模塊的側視剖面圖。

其中：1為真空滅弧室；2為金屬安裝架；21為前板；22為后板；23為橫梁；3為絕緣支撐板；4為支柱絕緣子；41為金屬屏蔽網(wǎng)；5為復合屏蔽罩；51為金屬屏蔽罩；6為固定架；7為觸頭彈簧系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。

本發(fā)明一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊，包括真空滅弧室1、金屬安裝架2、絕緣支撐板3、支柱絕緣子4、復合屏蔽罩5、固定架6、觸頭彈簧系統(tǒng)7；絕緣支撐板3水平固定在金屬安裝架2上部；所述真空滅弧室1垂直固定在絕緣支撐板3的下部；絕緣支撐板3與金屬安裝架2的固定平面低于真空滅弧室1的上平面；支柱絕緣子4固定在金屬安裝架2的一側；固定架6固定在支柱絕緣子4上。絕緣支撐板3為拱形結構或單邊拱形結構。復合屏蔽罩5設置在真空滅弧室1的兩端。支柱絕緣子4的兩端面澆注有內(nèi)嵌的呈環(huán)形設置金屬屏蔽網(wǎng)41。復合屏蔽罩5為內(nèi)部澆注有金屬屏蔽罩51的環(huán)氧樹脂材料制成。金屬安裝架2包括前板21和后板22，以及固定在前板21和后板22之間的多個橫梁23。使用時，從真空滅弧室1頂部進線，由固定架6下端出線。具體的如以下實例所述。

實例1

如圖1所示，本發(fā)明的一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊，采用框架式結構，三相垂直布置，框架結構的金屬安裝架2用于提供安裝位置，金屬安裝架2由金屬材料的前板21、后板22和橫梁23焊接組成。

如圖2，一種氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜用的真空開關模塊包括：真空滅弧室1、金屬安裝架2、絕緣支撐板3、支柱絕緣子4、復合屏蔽罩5、固定架6、觸頭彈簧系統(tǒng)7。真空滅弧室1可以根據(jù)需要選用斷路器滅弧室或負荷開關滅弧室，懸掛固定在絕緣支撐板3和固定架6之間，由絕緣支撐板3承擔吊裝真空滅弧室的重力和合閘時的沖擊力。

絕緣支撐板3水平跨接在金屬安裝架2的上部橫梁23上，絕緣支撐板3與金屬安裝架2的固定平面低于真空滅弧室1的上平面，這樣的結構可以使該真空開關模塊安裝到開關柜后加大了固定點與母線絕緣子之間的距離，從而縮短了母線絕緣子與連接點也就是最高點之間的距離，從而節(jié)省了附近的高度空間。

支柱絕緣子4固定在金屬安裝架2下部的一側橫梁23上，固定架6的一側固定在支柱絕緣子4上。金屬屏蔽網(wǎng)41嵌入端設置有向外翻卷的卷邊，能衰減在支柱絕緣子4和金屬安裝架2之間存在的小氣隙產(chǎn)生的高場強，并能均勻支柱絕緣子4表面電場，縮短支柱絕緣子4的軸向距離。

復合屏蔽罩5安裝在真空滅弧室1的靜觸頭端和動觸頭端，每個復合屏蔽罩5中的金屬屏蔽罩51外緣端部超出對應側真空滅弧室1的金屬封接面設置；從而取代了傳統(tǒng)常見的被環(huán)氧樹脂包覆的真空滅弧室，以均勻真空滅弧室1的瓷殼兩端部封接面及尖角處產(chǎn)生的高場強，同時避免了環(huán)氧界面的空氣隙帶來的電暈問題，從而減小真空滅弧室的尺寸。

本發(fā)明的真空開關模塊的寬度和高度尺寸較小，可以使安裝此模塊的氮氣絕緣環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)小型化、緊湊型。該真空開關模塊可在環(huán)網(wǎng)柜外進行獨立裝配和調(diào)試，待真空開關的參數(shù)和性能調(diào)試完畢后，整體安裝在開關柜的充氣箱體內(nèi)，因此真空開關模塊的安裝和固定更為方便。

本實例中，如圖2，絕緣支撐板3優(yōu)選的為拱形結構，可以在滿足絕緣要求的前提下減小金屬安裝架2的高度尺寸，縮小真空開關模塊的體積；同時，拱形結構可向下、向外分散應力，使得絕緣支撐板3在承受合閘撞擊力時更加堅固。

如圖3，支柱絕緣子4的兩端澆注有金屬屏蔽網(wǎng)41，支柱絕緣子4起支撐和絕緣作用，通過設置金屬屏蔽網(wǎng)41，優(yōu)化了支柱絕緣子4兩端高壓電極與地電極間的電場分布，同時縮小了真空滅弧室1與金屬安裝架2的橫梁23之間的安裝空間，進一步縮小真空開關模塊的體積。

如圖4，復合屏蔽罩5優(yōu)選的為內(nèi)部澆注有金屬屏蔽罩51的環(huán)氧樹脂材料；復合屏蔽罩5上的環(huán)氧樹脂厚度由底部向端部厚度逐漸增加，末端的環(huán)氧樹脂截面成圓弧狀平滑過渡。一方面，取代了真空滅弧室1的環(huán)氧樹脂包覆層，避免了環(huán)氧界面的空氣隙帶來的電暈問題，環(huán)氧樹脂用料少，在滿足絕緣要求前提下，散熱更好，體積更小，成本更低。另一方面，在傳統(tǒng)設計中，如果要使用裸露的真空滅弧室，必須要在真空滅弧室1兩端設置屏蔽結構，如果使用最常用的金屬屏蔽罩，則其電場最集中的部位需要足夠大的圓弧才能保證絕緣性能良好，因此金屬屏蔽罩體積就會很大，也會影響相間絕緣。而采用絕緣的復合屏蔽罩5可以有效縮小屏蔽罩的尺寸，從而減小真空開關的整體尺寸。

如圖2所示，觸頭彈簧系統(tǒng)7安裝于固定架6內(nèi)部，包括觸頭彈簧、彈簧座、傳動桿系統(tǒng)和傳動軸等零部件。固定架6具有導向槽，導向槽的中心線與觸頭彈簧和真空滅弧室的中心線位置重合，起導向作用，可保證真空滅弧室1的動觸頭在分、合閘時不發(fā)生偏離，同時也使觸頭彈簧系統(tǒng)7的傳動更加可靠。

實例2

本實例中，如圖5所述，絕緣支撐板3優(yōu)選的為僅保留一側支撐的拱形結構，也就是單邊拱形結構；可以在滿足絕緣要求的前提下減小金屬安裝架2的高度尺寸，縮小真空開關模塊的體積；同時，其單邊的拱形結構可向下、向外分散應力，使得絕緣支撐板3在承受合閘撞擊力時更加堅固。其余結構與實例1相同。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點。本領域技術人員應該了解到本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。