專利名稱：一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中的配電裝置領(lǐng)域，特別涉及一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置。
背景技術(shù)：
在高壓開關(guān)柜的發(fā)展過程中絕緣技術(shù)起到了舉足輕重的作用，目前高壓開關(guān)柜中使用的主要絕緣技術(shù)有空氣絕緣、氣體絕緣兩種。基于空氣絕緣技術(shù)的高壓開關(guān)柜高壓帶電體間完全依靠外界空氣作為絕緣介質(zhì)， 開關(guān)柜中部分帶電體與空氣直接接觸，這是在高壓開關(guān)柜中使用最廣泛的技術(shù)，其特點是技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單便于維護，缺點是電氣性能會因周圍環(huán)境、海拔高度變化而改變。基于氣體絕緣技術(shù)的高壓開關(guān)柜(C-GIS)是將高壓一次元件及母線在密閉箱體中，箱內(nèi)充填電氣性能穩(wěn)定的氣體作為開關(guān)設(shè)備的絕緣介質(zhì)。其優(yōu)點是電氣性能不受外界環(huán)境的影響，電氣性能穩(wěn)定設(shè)備可靠性高。目前，煤礦井下在有爆炸性危險的場所使用的礦用隔爆型高壓配電裝置采用空氣絕緣技術(shù)，如圖1所示，圖1為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置正面整體示意圖。如圖2所示，圖2為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置元件布置剖面圖。如圖3所示，圖3為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置一次主線元件連接圖。高壓開關(guān)柜一次回路主接線有固定式和手車式兩種結(jié)構(gòu)。目前，煤礦井下在有爆炸性危險的場所使用的礦用隔爆型高壓配電裝置采用固定式結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)煤礦已經(jīng)基本實現(xiàn)綜合機械化采煤，供電網(wǎng)路經(jīng)深入到了井下的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，高可靠性的供電系統(tǒng)是煤礦實現(xiàn)高產(chǎn)高效的保證，在煤礦井下供電網(wǎng)絡(luò)中采用性能穩(wěn)定、適應(yīng)性強、維護量少、智能化高的供電設(shè)備是保證煤礦安全用電的關(guān)鍵。但是，目前在煤礦井下使用的礦用隔爆型高壓配電裝置在可靠性和安全性等方面易受多種因素影響。目前礦用隔爆型高壓配電裝置采用的是空氣絕緣技術(shù)，其技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單便于維護，但是其電氣性能會因周圍環(huán)境、海拔高度變化而改變。當(dāng)煤礦井下爆炸性氣體的滲入該設(shè)備內(nèi)部時，可能會發(fā)生腔內(nèi)爆炸破壞設(shè)備內(nèi)的元器件，從而影響煤礦井下的供電安全和正常生產(chǎn)。煤礦井下空間狹窄、通風(fēng)不暢，污穢空氣必然會加劇礦用隔爆電氣設(shè)備中絕緣子、 套管及母線的污染，嚴重時將引起電力設(shè)備發(fā)生絕緣閃絡(luò)，引發(fā)事故。空氣濕度的影晌，在密閉的腔體內(nèi)由于溫差效應(yīng)在裸露的導(dǎo)電發(fā)熱部位形成凝露；同時由于氣體放電參數(shù)隨絕對濕度的增加而增大，使絕緣外殼表面的最短距高(爬電距離)減小，引起表面放電現(xiàn)象。隨著海拔的升高，氣體密度減小，又增大了空氣間隙被電擊穿的可能性，致使設(shè)備的絕緣水平下降。礦用隔爆型高壓配電裝置一次主回路采用插接式接線，在日常運行過程中，容易出現(xiàn)開關(guān)動、靜觸頭松動、操作彈簧電氣性能下降等現(xiàn)象，導(dǎo)致觸頭或聯(lián)接部位溫升超過環(huán)境溫度，造成開關(guān)觸頭出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，嚴重時還可能造成開關(guān)設(shè)備燒毀等事故。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，來解決傳統(tǒng)地礦用隔爆裝置的安全隱患。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，該裝置有隔爆殼體，隔爆殼體內(nèi)分為隔爆直流操作電源腔/隔爆出線腔、第一隔爆兼正壓充氣腔、第二隔爆兼正壓充氣腔和二次儀表隔爆腔；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均設(shè)有一次回路帶電元件；所述一次回路主接線采用固定式接線， 一次回路帶電元件及母線置于所述第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均充有惰性氣體，所述第一隔爆兼正壓充氣腔或第二隔爆兼正壓充氣腔外部設(shè)有氣體絕緣監(jiān)視繼電器。所述一次回路主接線的固定式接線方式分為進線+PT方式和出線/聯(lián)絡(luò)方式。所述進線+PT方式下一次回路帶電元件包括主母線、三工位隔離開關(guān)、熔斷器和電壓互感器；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下一次回路帶電元件包括主母線、三工位隔離開關(guān)和真空斷路器。所述進線+PT方式下的第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有電壓互感器；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有斷路器。所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有主母線和三工位隔離開關(guān)。所述三工位隔離開關(guān)均設(shè)置在一次回路主接線的進線端。所述進線+PT方式下的隔爆直流操作電源腔內(nèi)設(shè)有直流操作電源，所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的隔爆出線腔內(nèi)設(shè)有電纜出線。所述進線+PT方式下的二次儀表隔爆腔內(nèi)設(shè)有微機綜合保護設(shè)備；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的二次儀表隔爆腔內(nèi)設(shè)有微機綜合保護設(shè)備和斷路器操作機構(gòu)。本發(fā)明具有如下特點一次主回路采用固定式接線解決礦用隔爆型高壓配電裝置一次主回路使用插接式接線易引發(fā)觸頭故障的問題，從而提高了設(shè)備運行的可靠性。由于礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的一次元件均密封于封閉的正壓充氣腔內(nèi)，使腔內(nèi)元件始終處于正壓純凈氣體中，電氣性能不受空氣濕度和海拔高度的影響，因而電氣性能穩(wěn)定。 在正壓充氣腔內(nèi)充填純凈隊，避免了因污穢、凝露引起的絕緣故障和金屬件的氧化銹蝕，因此，可靠性高。正壓充氣腔配有氣體絕緣監(jiān)視繼電器，當(dāng)氣腔內(nèi)的壓力或密度發(fā)生變化影響到開關(guān)柜電氣性能時，能夠及時發(fā)出報警和分間信號，避免電氣事故的發(fā)生和擴大。模塊化雙氣腔結(jié)構(gòu)通用性強、便于氣腔的維護和設(shè)備運行，在更換前部氣腔時不影響其他裝置的工作。礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的進線端配有三工位隔離開關(guān)，將隔離功能和接地功能合一，減少了電氣元件，方便了設(shè)備的檢修。二次操作電源采用直流供電，可以保證任何情況下斷路器的可靠工作。


圖1為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置正面整體示意圖2為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置元件布置剖面圖；圖3為傳統(tǒng)地礦用隔爆型高壓配電裝置一次主線連線圖；圖4為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置腔體正面示意圖；圖5為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置出線/聯(lián)絡(luò)方案元件布置剖面圖；圖6為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置出線/聯(lián)絡(luò)方案一次主線連線圖；圖7為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置進線+PT方案元件布置剖面圖；圖8為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置進線+PT方案一次主線連線圖；圖9為本發(fā)明提出的礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的IOkV供電系統(tǒng)圖。
具體實施方案下面結(jié)合實施例和說明書附圖對本發(fā)明進行進一步說明。如圖4所示，圖4為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置腔體正面示意圖。本發(fā)明的配電裝置采用模塊化雙氣腔結(jié)構(gòu)。包括隔爆出線腔14/隔爆直流操作電源腔14、 第一隔爆兼正壓充氣腔12、第二隔爆兼正壓充氣腔13和二次儀表隔爆腔11。第一隔爆兼正壓充氣腔12和第二隔爆兼正壓充氣腔13統(tǒng)稱為正壓充氣腔7。正壓充氣腔7內(nèi)充填純凈N2。在正壓充氣腔7外部安裝氣體絕緣監(jiān)視繼電器10，監(jiān)視正壓充氣腔內(nèi)部N2的壓力和密度。如圖5所示，圖5為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置出線/聯(lián)絡(luò)方案元件布置剖面圖。如圖6所示，圖6為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置出線/聯(lián)絡(luò)方案一次主線連線圖。從圖5和圖6可知，元件包括主母線1、電壓互感器3 (PT)、三工位隔離開關(guān)8、插拔式熔斷器9和氣體絕緣監(jiān)視繼電器10。如圖7所示，圖7為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置進線+PT方案元件布置剖面圖。如圖8所示，圖8為本發(fā)明提出的礦用隔爆型高壓配電裝置進線+PT方案一次主線連線圖。元件包括主母線1、真空斷路器2、 電壓互感器3 (PT)、電流互感器4(CT)和接插件5。一次回路主接線采用固定式結(jié)構(gòu)，解決了使用插接式接線易引發(fā)觸頭故障的問題，從而提高了設(shè)備運行的可靠性，根據(jù)功能要求主接線分為“進線+PT”和“出線/聯(lián)絡(luò)”兩個方案。進線端設(shè)三工位隔離開關(guān)8用于電氣隔離和檢修，隔離開關(guān)設(shè)有“合”、“分”、“接地”三種狀態(tài)，方便電氣系統(tǒng)設(shè)備的運行和檢修。采用氣體絕緣技術(shù)，根據(jù)方案的不同將一次回路帶電元件主母線1、三工位隔離開關(guān)8、真空斷路器2、電壓互感器3及元件間母線布置于正壓充氣腔7中，解決礦用隔爆型高壓配電裝置中電氣元件存在的受環(huán)境和海拔高度影響問題，從而提高礦用隔爆型高壓配電裝置的安全性。二次操作電源由大容量PT提供，采用直流操作，由布置于“進線+PT”方案后下部的直流操作電源隔爆腔中的直流開關(guān)電源向微機綜保提供操作電源、向斷路器供電分合閘電源。正壓充氣腔7、電纜進出線、二次微機保護等均有隔爆外殼6防護，保證整個裝置符合煤礦井下使用條件。某礦井下新建采區(qū)變電所一座，變電所采用新型《礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置》12臺，其中進線+PT柜2臺、聯(lián)絡(luò)柜3臺、聯(lián)絡(luò)+出線柜3臺、出線柜4，用于采區(qū)負荷的供電。如圖9所示，圖9為本發(fā)明提出的礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的IOkV供電系統(tǒng)圖。設(shè)備正常工作流程如下(以進線1工作、進線2帶電備用為例)1)送電前經(jīng)檢測本系統(tǒng)中的各設(shè)備均處完好狀態(tài)；2)將各回路三工位隔離8開關(guān)處于“合”位置，斷路器處于“分”位置；3)由進線1本系統(tǒng)供電，二次直流電源獲得由進線PT柜AHlOl提供的外部電源， 各回路的斷路器2處于允許合閘狀態(tài)；4) 一段母線聯(lián)絡(luò)柜AH102斷路器2合閘，一、二段母線間聯(lián)絡(luò)柜AH1062斷路器2
合閘；5) 一、二段母線帶電，各饋出線回路根據(jù)負荷用電需求進行斷路器2的分合閘操作。6)當(dāng)進線1電源消失或故障時時，二次操作及斷路器分閘電源由直流后備電池提供，保證各回路斷路器可靠分閘。同時直流后備電池可以保證二段母線聯(lián)絡(luò)柜AH202斷路器2合閘，保證井下用電的連續(xù)。用電設(shè)備檢修時工作流程如下(以檢修AH104柜負荷檢修為例)1) AH104柜斷路器2分閘；2) AH104柜三工位隔離8開關(guān)處于“分”位置；3)AH104柜斷路器2合閘；4) AH104柜三工位隔離8開關(guān)處于“接地”位置；5)開始進線設(shè)備檢修。裝置設(shè)備檢修時工作流程如下(以檢修AH104柜檢修為例)1) AH104柜斷路器2分閘；2) AH104柜三工位隔離8開關(guān)處于“分”位置；3)打開隔爆門進行裝置維護。
本發(fā)明具有如下優(yōu)勢1)礦用隔爆兼型高壓配電裝置采用交流操作，當(dāng)電源失電時僅能手動分合閘，本發(fā)明采用直流操作，可以保證礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置在電源失電情況下可靠電動分合閘。2)礦用隔爆兼型高壓配電裝置沒有專用接地刀，設(shè)備檢修時需要臨時建立檢修端的接地，本發(fā)明設(shè)有接地刀方便設(shè)備的維修。3)礦用隔爆兼型高壓配電裝置為空氣絕緣，長期使用后內(nèi)部元件受粉塵、潮氣影響元件的故障幾率隨使用時間的增加而增加，本發(fā)明主要元件置于正壓充氣腔內(nèi)，元件工作狀態(tài)穩(wěn)定，大大降低了設(shè)備維修的次數(shù)。4)礦用隔爆兼型高壓配電裝置一次接線為插接式，長期使用后觸頭易松動，造成電氣接觸不良，本發(fā)明采用固定式接線，始于長期使用。礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置的安裝方式與礦用隔爆型高壓配電裝置相同，但設(shè)備維護簡單、供電系統(tǒng)可靠性高，特別是煤礦發(fā)生災(zāi)害后，僅需對礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置簡單維護皆可恢復(fù)供電，加快了煤礦恢復(fù)生產(chǎn)的速度。礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置較礦用隔爆型高壓配電裝置主要技術(shù)性能比較
6見下表
權(quán)利要求
1.一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，該裝置有隔爆殼體，隔爆殼體內(nèi)分為二次儀表隔爆腔、第一隔爆兼正壓充氣腔、第二隔爆兼正壓充氣腔和隔爆直流操作電源腔/隔爆出線腔；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均設(shè)有一次回路帶電元件；所述一次回路主接線采用固定式接線，一次回路帶電元件及母線置于所述第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均充有惰性氣體，所述第一隔爆兼正壓充氣腔或第二隔爆兼正壓充氣腔外部設(shè)有氣體絕緣監(jiān)視繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述一次回路主接線的固定式接線方式分為進線+PT方式和出線/聯(lián)絡(luò)方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述進線+PT方式下一次回路帶電元件包括主母線、三工位隔離開關(guān)、熔斷器和電壓互感器；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下一次回路帶電元件包括主母線、三工位隔離開關(guān)和真空斷路器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述進線+PT方式下的第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有電壓互感器；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有斷路器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)設(shè)有主母線和三工位隔離開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述三工位隔離開關(guān)均設(shè)置在一次回路主接線的進線端。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述進線+PT方式下的隔爆直流操作電源腔內(nèi)設(shè)有直流操作電源，所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的隔爆出線腔內(nèi)設(shè)有電纜出線。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，所述進線+PT方式下的二次儀表隔爆腔內(nèi)設(shè)有微機綜合保護設(shè)備；所述出線/聯(lián)絡(luò)方式下的二次儀表隔爆腔內(nèi)設(shè)有微機綜合保護設(shè)備和斷路器操作機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種礦用隔爆兼正壓型高壓配電裝置，其特征在于，該裝置有隔爆殼體，隔爆殼體內(nèi)分為二次儀表隔爆腔、第一隔爆兼正壓充氣腔、第二隔爆兼正壓充氣腔和隔爆直流操作電源腔/隔爆出線腔；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均設(shè)有一次回路帶電元件；所述一次回路主接線采用固定式接線，一次回路帶電元件及母線置于所述第一隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)；所述第一隔爆兼正壓充氣腔和所述第二隔爆兼正壓充氣腔內(nèi)均充有惰性氣體，所述第一隔爆兼正壓充氣腔或第二隔爆兼正壓充氣腔外部設(shè)有氣體絕緣監(jiān)視繼電器。
文檔編號H02B1/24GK102364783SQ201110301460
公開日2012年2月29日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者張學(xué)松 申請人:天地科技股份有限公司, 無錫中科電氣設(shè)備有限公司