一种环保气体绝缘智能配电柜的制作方法

1.本实用新型涉及一种环保气体绝缘智能配电柜，属于智能配电柜技术领域。


背景技术：

2.环保气体绝缘开关柜/配电柜是一组将高压开关设备装在充以额定压力环保气体金属封闭气室内，做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心元件采用负荷开关或断路器，采用环保气体绝缘替代sf6(六氟化硫)气体绝缘，具有供电安全、可靠性高、环保的优点。目前使用氮气或氮氧混合气体或干燥空气为主要绝缘介质来代替六氟化硫气体。
3.现有环保气体绝缘配电柜在长期使用后，由于需要定期维修或调试，会对密封结构造成影响，再加上老化、碰撞、机械撞击等因素，环保气体绝缘配电柜易发生轻微漏气。而一旦环保气体绝缘配电柜的气室内部的环保气体泄露到一定程度，会使得气室内部的绝缘环境显著下降，从而存在安全风险。
4.目前通常的做法是，通过安装用来测量气室内部气压的传感器，一旦其内部的气压下降至一定程度会发出警报或警示，之后工作人员会赶往现场利用气瓶对气室进行充气加压使其恢复正常绝缘环境，在这期间排查漏气位置以及评估是否需要更换、维修，排查期间尽量不对环保气体绝缘配电柜进行断电，保证正常的供电需求。如果发生严重漏气或者大面积漏气，即使使用气瓶对气室进行充气加压，也会在短时间内(例如1小时)完全流失，该种情况，为保证用电安全，需要及时断电维修。通常对于使用5年左右的环保气体绝缘配电柜，其发生大面积漏气的几率不超过28％。
5.但是，对于一些离维修点较远的环保气体绝缘配电柜，一旦发生漏气并导致气室内部气压达到警戒值，此时即使发出警报，但是维修人员赶往现场需要时间(例如1
‑
2小时)，在该时间段内，气室内部的绝缘环境显著下降，安全风险急剧提升，用电人员需要评估安全风险决定是否需要断电；而断电对于工业生产来说，易带来较大的经济损失。因此，急需一种能够短时间(例如1
‑
2小时)内能够弥补上述安全风险的环保气体绝缘配电柜。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种环保气体绝缘智能配电柜，具体技术方案如下：
7.一种环保气体绝缘智能配电柜，包括柜体，所述柜体设置有气室，所述气室的外侧安装有气箱，所述气箱与气室固定连接；所述气室与气箱的连接处设置有封管，所述封管包括圆管状管体，所述管体的尾端设置有将管体尾端封闭的膜片，所述管体的首端与气室的内腔连通，所述膜片设置在气箱的内部；所述气箱的内部还设置有用来破开膜片的破膜装置，所述破膜装置包括圆管状套管，所述套管包括电加热管、分别安装在电加热管两端的隔热管，所述电加热管与隔热管固定连接；所述套管的内部设置有弹簧、隔热活塞，所述套管的尾端设置有档杆，所述档杆的端部与套管的尾端固定连接，所述弹簧设置在隔热活塞和档杆之间，所述弹簧的一端与隔热活塞的尾端固定连接，所述弹簧的另一端与档杆固定连
接，所述档杆与气箱的内壁固定连接；所述破膜装置还包括设置在隔热活塞和膜片之间的插针，所述插针的尾端与隔热活塞的首端固定连接，所述插针的首端设置有圆锥状针头。
8.作为上述技术方案的改进，所述隔热活塞设置在电加热管的内部，所述隔热活塞与电加热管的交界处设置有锡块，所述隔热活塞位于锡块和弹簧之间。
9.作为上述技术方案的改进，所述气室的内部安装有用来控制电加热管启停的压力开关，所述压力开关与电加热管串联连接。
10.作为上述技术方案的改进，所述气室与气箱的连接处设置有与管体的首端相适配的通孔，所述管体的首端与管体的尾端之间设置有台阶结构。
11.作为上述技术方案的改进，所述气室的内部设置有用来遮挡通孔的绝缘挡板，所述绝缘挡板与气室的内壁固定连接，所述绝缘挡板与通孔之间设置有间距。
12.作为上述技术方案的改进，所述气箱的外侧设置有与气箱内腔相连通的单向阀。
13.作为上述技术方案的改进，所述气箱的外侧设置有与气箱内腔相连通的安全阀。
14.本实用新型所述环保气体绝缘智能配电柜通过加装压力开关、封管和破膜装置、气箱，能够有效降低因为气室漏气造成的维修成本以及安全风险，应用价值高。
附图说明
15.图1为本实用新型所述环保气体绝缘智能配电柜的结构示意图；
16.图2为本实用新型所述气室的内部示意图；
17.图3为本实用新型所述破膜装置工作时的示意图；
18.图4为本实用新型所述破膜装置不工作时的示意图；
19.图5为本实用新型所述封管的结构示意图；
20.图6为本实用新型所述电加热管、压力开关连接电路原理图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.实施例1
25.如图1
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5所示，所述环保气体绝缘智能配电柜，包括柜体10，所述柜体10设置有气室11，气室11的内部充入0.15mpa的氮气；所述气室11的外侧安装有气箱20，所述气箱20与气室11固定连接；所述气室11与气箱20的连接处设置有封管30，所述封管30包括圆管状管体31，所述管体31的尾端设置有将管体31尾端封闭的膜片32，所述管体31的首端与气室11的内腔连通，所述膜片32设置在气箱20的内部；所述气箱20的内部还设置有用来破开膜片32的破膜装置50，所述破膜装置50包括圆管状套管51，所述套管51包括电加热管511、分别安装在电加热管511两端的隔热管512，所述电加热管511与隔热管512固定连接；所述套管51的内部设置有弹簧53、隔热活塞56，所述套管51的尾端设置有档杆52，所述档杆52的端部与套管51的尾端固定连接，所述弹簧53设置在隔热活塞56和档杆52之间，所述弹簧53的一端与隔热活塞56的尾端固定连接，所述弹簧53的另一端与档杆52固定连接，所述档杆52与气箱20的内壁固定连接；所述破膜装置50还包括设置在隔热活塞56和膜片32之间的插针54，所述插针54的尾端与隔热活塞56的首端固定连接，所述插针54的首端设置有圆锥状针头55。
26.所述气箱20的内部充入0.2
‑
0.3mpa的氮气。所述隔热活塞56、隔热管512均采用绝缘隔热材料，如电木制成。所述膜片32可采用pvc膜或聚酯膜或铝膜制成，膜片32的安装以及密封可采用热熔胶或者环氧树脂胶。
27.所述破膜装置50在不工作时，所述隔热活塞56设置在电加热管511的内部，所述隔热活塞56与电加热管511的交界处设置有采用锡焊的方式制成锡块57，所述隔热活塞56位于锡块57和弹簧53之间，如图4所示。其中，锡块57可由锡铅合金来代替，锡铅合金具有熔点低，硬度高等优点。锡焊冷却后形成的锡块57与电加热管511固定连接。由于隔热活塞56被固定在电加热管511的内部，所述插针54和针头55均位于套管51的内部。
28.当气室11内部的氮气全部流失，所述破膜装置50开始工作，具体原理如下：
29.如图2、6所示，在所述气室11的内部安装有用来控制电加热管511启停的压力开关13，所述压力开关13与电加热管511串联连接。
30.所述压力开关13选用佛山市旭粤升阀门有限公司的智能型压力开关。当气室11内部的气压下降至设定值(如常压)时，所述压力开关13闭合，所述电加热管511通电加热，电加热管511选用江苏华海冶金机械设备有限公司的电力加热管，电加热管511能够在1
‑
3分钟升温至190
‑
250℃，这会使得锡块57熔化，从而使得锡块57与电加热管511的内壁不在固定连接，而此时的隔热活塞56在被压缩的弹簧53的推动下，能够推动隔热活塞56向靠近膜片32的方向移动，隔热活塞56会带着插针54使得针头55伸出到套管51外部，如图3所示，最终针头55将膜片32给捅破；之后，气箱20内部充入的氮气会通过被破开的封管30持续冲入到气室11的内部，使得气室11能够恢复良好的绝缘环境。在接下来的阶段，如果气室11的漏气处为孔状结构，被气箱20充入的氮气从气室11再次泄露，气室11内部的氮气完全流失需要18
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36h；如果气室11的漏气处为缝隙状结构，被气箱20充入的氮气从气室11再次泄露，气室11内部的氮气完全流失需要2
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5h；如果气室11的漏气处为洞状或更大破损面积，被气箱20充入的氮气从气室11再次泄露，气室11内部的氮气完全流失需要不到30min。因此，如果不发生严重漏气或者大面积漏气，所述环保气体绝缘智能配电柜依靠气箱20储备的氮气及时给气室11充气，能够保证气室11在短时间内(2小时以上)始终处于良好的绝缘环境，在该时间段内，无需对所述环保气体绝缘智能配电柜进行远程断电操作，维修人员有足够的时
间赶往故障处，降低维修成本以及安全风险。
31.如果气室11和气箱20之间通过安装电磁阀来实现通断，经过多次实现以及客户反馈发现：气室11内部存在高压感应电弧，高压感应电弧长期频繁的对电磁阀进行冲击，使得电磁阀容易被电压冲击损坏。根据统计以及反馈发现：即使安装在气室11的外侧壁，使用一年后，电磁阀发生故障率为5.3％；使用三年后，电磁阀发生故障率为21.7％；由于安装电磁阀的故障率较高，因此，采用封管30配合破膜装置50来控制气室11和气箱20之间的连通；采用封管30配合破膜装置50使用，在10万次35kv高压感应电弧的冲击下，故障率为0。而传统机械式的阀门，无法及时进行通断。本实施例中，通过设置压力开关13、封管30和破膜装置50的协同配合，一旦气室11内部的气压低于设定值，破膜装置50会将封管30给破开，从而使得气箱20及时向气室11内部补充氮气，从而使得气室11能够在短时间内恢复良好的绝缘环境。
32.进一步地，为方便安装，如图2、5所示，所述气室11与气箱20的连接处设置有与管体31的首端相适配的通孔12，所述管体31的首端与管体31的尾端之间设置有台阶结构，从而方便管体31的首端与通孔12附近的区域采用热熔胶密封连接。
33.由于要保证破膜效果，针头55需要采用金属材料制成，为保证安全性；进一步地，如图2所示，所述气室11的内部设置有用来遮挡通孔12的绝缘挡板14，所述绝缘挡板14与气室11的内壁固定连接，所述绝缘挡板14与通孔12之间设置有间距。
34.绝缘挡板14采用电木制成，绝缘挡板14的存在能够阻挡针头55进一步前进，绝缘挡板14的绝缘性能，也能够隔绝针头55内部的其他电气设备接触，从而防止产生电弧或短路。
35.如图1所示，为方便向气箱20的内部进行充气；进一步地，所述气箱20的外侧设置有与气箱20内腔相连通的单向阀60。通过将充气嘴与单向阀60连接，通过充气嘴向气箱20内腔冲入氮气，单向阀60能够阻止充气时发生逆流。其中，单向阀60选用佛山市旭粤升阀门有限公司的fa型单向充气阀。
36.如图1所示，为提高安全性；进一步地，所述气箱20的外侧设置有与气箱20内腔相连通的安全阀40。其中，安全阀40选用佛山市旭粤升阀门有限公司的x5型机械式安全阀。安全阀40设置的防爆极限值可为0.5mpa，当气箱20内部的气压超过防爆极限值，在安全阀40处进行泄压。
37.在上述实施例中，所述环保气体绝缘智能配电柜通过加装压力开关13、封管30和破膜装置50、气箱20，即使气室11发生轻微漏气，一旦气室11内部的气压低于设定值，破膜装置50会将封管30给破开，从而使得气箱20及时向气室11内部补充氮气，从而使得气室11能够在短时间内恢复良好的绝缘环境；在该时间段内，无需对所述环保气体绝缘智能配电柜进行远程断电操作，维修人员有足够的时间赶往故障处，降低维修成本以及安全风险。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。