一種10kV智能開關柜的制作方法

本實用新型涉及一種10kV智能開關柜。

背景技術：

隨著智能電網建設的鋪開，配電網對智能化開關柜的需求日益強烈，不僅需要對開關柜的關鍵狀態進行監測，還要求進行電動操作各類開關器件，以減少人員勞動量、避免人工操作的安全隱患，并可遠程實現完整的停送電工作。在另一方面，為了節約變電站的用地，開關柜的小型化也越來越受到重視。

通常情況下，電纜室中涉及的電纜通常較多，所占空間較大，但是，現有的開關柜中通常將用于檢測主回路電流和電壓的檢測設備設置在電纜室中，進一步增大了電纜室的體積，這樣的布置方式能夠造成開關柜的體積較大，無法實現開關柜的小型化。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種10kV智能開關柜，用以解決現有的開關柜無法實現小型化的問題。

為實現上述目的，本實用新型的方案包括一種10kV智能開關柜，包括開關柜體，所述開關柜體內布置有控制室、斷路器室、母線室和電纜室，所述斷路器室中設置有用于檢測主回路電流信息的電流傳感器，所述電流傳感器為圓環形結構，斷路器的觸臂從圓環形結構中穿過。

所述電纜室中設置有用于檢測主回路電壓信息的電壓傳感器，所述電壓傳感器為絕緣子傳感器。

所述母線室中的三相母線接線端呈L型布置。

所述開關柜體分為前后兩個區間，所述電纜室由前電纜室和后電纜室構成，所述控制室、斷路器室和前電纜室布置在開關柜體的前區間內，所述母線室和后電纜室布置在開關柜體的后區間內，所述控制室、斷路器室和前電纜室在開關柜體的前區間內上下依次布置，所述母線室和后電纜室在開關柜體的后區間內上下依次布置。

所述控制室與母線室間隔設置，且所述控制室沿著前區間的前側邊沿布置。

任意兩相母線之間加設有絕緣板。

所述控制室內設置有控制模塊，所述開關柜內設置有狀態信息檢測部分和數據信息檢測部分，所述控制模塊采樣連接所述狀態信息檢測部分和數據信息檢測部分，用于根據采集到的信息進行相應的處理。

所述狀態信息檢測部分包括斷路器分合閘狀態檢測模塊，所述數據信息檢測部分包括所述電流傳感器、所述電壓傳感器、用于檢測開關柜體內溫度的環境溫濕度傳感器、用于檢測開關柜主回路溫度的主回路溫度傳感器和用于檢測斷路器內部溫度的斷路器溫度傳感器。

斷路器配置有電動底盤車，所述數據信息檢測部分還包括用于設置在電動底盤車上的行程位移傳感器，所述控制模塊采樣連接所述行程位移傳感器。

所述開關柜體內還設置有電動接地刀裝置，所述控制模塊控制連接所述電動接地刀裝置。

本實用新型提供的10kV智能開關柜中，將用于檢測主回路電流信息的、原本設置在電纜室中的電流傳感器設置在斷路器室中，首先，由于斷斷路器室中的斷路器與電纜室中的電纜相連接，那么，將電流傳感器設置在斷路器室中同樣能夠檢測到主回路的電流信息，并且節省了電纜室的安裝空間，降低了電纜室的體積；然后，電流傳感器設計為圓環形結構，斷路器的觸臂從圓環形結構中穿過，電流傳感器采用這種結構形式能夠充分利用斷路器室的空間，只占用斷路器室中本來就存在的閑余空間，因此，即便斷路器室中增加了電流傳感器，也不會增大斷路器室的體積。因此，由于斷路器室的體積沒有增大，同時電纜室的體積有一定的減小，因此整個開關柜的體積有了一定程度的減小，實現了開關柜的小型化。

附圖說明

圖1是開關柜體的內部結構布置圖；

圖2是斷路器與電流傳感器之間的裝配示意圖；

圖3是斷路器室的外觀主視圖；

圖4是開關柜體的外觀主視圖；

圖5是控制室中的控制裝置的控制原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本實用新型提供的10kV中壓開關柜包括開關柜體，在開關柜體內布置有幾個隔室，其中有控制室(也稱為儀表室)1、母線室2、電纜室和斷路器室6，其中，電纜室分為前電纜室和后電纜室兩部分，前電纜室對應附圖1中的電纜室5，后電纜室對應附圖1中的電纜室4。這幾個獨立隔室均由金屬封閉而成，并且，母線室2、電纜室4、電纜室5和斷路器室6均有獨立的泄壓通道。

斷路器室6中布置有電流傳感器，該電流傳感器可為電子式互感器，用于檢測主回路的電流。如圖2所示，電流傳感器12為圓環形結構，即電流傳感器12設計為圓環形，安裝在斷路器11的觸臂上，本實施例中，安裝在斷路器11的下觸臂上。將斷路器11的觸臂從圓環形結構中穿過，以對主回路電流進行檢測。圓環形結構在裝配時，只占用斷路器室6中本來就存在的閑余空間，比如：圓環形結構可以布置在斷路器11的三相線路之間原本就存在的間隙中，能夠充分利用斷路器室6的空間，因此，即便斷路器室6中增加了電流傳感器12，也不會增大斷路器室6的體積。圖3是斷路器室的外觀主視圖。

圖1為開關柜的側視圖，可以看成剖視圖，能夠展示開關柜體的內部結構布置，本實施例中，開關柜體分為前后兩個區間，劃分方式為：可以將開關柜體沿著垂直圖1所在紙面的方向從中間一分為二，前半部分為前區間，后半部分為后區間；或者，在特定的布置需求下，還可以將開關柜體分為所占空間不相等的兩部分，即前區間和后區間可以不相等。另外，還可在開關柜體中設置一個隔離板，利用隔離板實現將開關柜體分為前后兩個區間。就整體布置方式而言，控制室1、電纜室5和斷路器室6布置在開關柜體的前區間內，母線室2和電纜室4布置在開關柜體的后區間內。由于將傳統的一個電纜室分為兩部分，這兩部分分別位于開關柜的前后區間內，這樣設置能夠降低開關柜的高度。

如圖1所示，控制室1、斷路器室6和電纜室5在開關柜體的前區間內上下依次布置，母線室2和電纜室4在開關柜體的后區間內上下依次布置。控制室1與母線室2和電纜室4設置在不同區間內，能夠實現強弱電分離，避免電磁干擾，控制室1與母線室2之間還可以間隔一定距離，更能夠起到強弱電分離的作用，進一步地，如圖1所示，控制室1沿著前區間的前側邊沿布置，這樣的話，與母線室2的距離就更大，最大程度起到強弱電分離的作用，避免出現電磁干擾。

進一步地，電纜室4中布置有電壓傳感器3，用于檢測主回路的電壓，為了有效降低電纜室4的體積，電壓傳感器3為絕緣子傳感器，減小了電纜室4的體積，進而降低了整個開關柜的體積，實現了開關柜的小型化。

因此，由于常規開關柜中的電流傳感器和電壓傳感器安裝在電纜室中，使電纜室的體積較大，不利于開關柜的小型化。本實用新型將電流傳感器設計成圓環形結構，安裝在斷路器觸臂上，充分利用斷路器室空間，并且，電壓傳感器外形同絕緣子傳感器，相較于常規的電壓互感器，傳感器體積大大減小，進而節省出電纜室空間，因此，該開關柜的前后電纜室高度方向能夠降低大約300mm。

另外，本實施例中，控制室1中設置有控制裝置，能夠減少二次元器件和簡化二次接線，并且采用板后接線，取消眉頭，能夠節省安裝空間，實現合理布局，能夠使控制室1總體高度大約降低300mm。

母線室2中布置有三相母線，分別為A、B、C三相，并且，這三相母線的接線端采用品字形排列，即這三個接線端構成L型結構，比如：B相為“L”中的兩條線的連接點(也稱為頂點)，AB兩相構成為“L”中的其中一條線，BC兩相構成為“L”中的另一條線。進一步地，L型結構與開關柜體的后上角對應設置，即“L”的兩個邊分別與開關柜體的兩個邊平行設置，“L”的頂點靠近開關柜體的后上角的端點設置，如圖1所示。這種L型布置方式相較于一字型排列，能夠較大程度上降低開關柜的寬度或者高度，本實施例中，通過L型結構設置，能夠使母線室2的高度方向大約降低300mm。而且，為了同時滿足絕緣要求，任意兩相母線之間均加設有絕緣板。

并且，在保證柜體整體絕緣性能的前提下，進一步合理布局，減小母線室2、控制室1、電纜室4和5尺寸，可從柜體寬度、深度、高度三個方向減小柜體尺寸，相比于傳統KYN28-12開關柜，柜體總高度減小600mm，總寬度減小150mm，最終得到的柜體寬×深×高為：650×1450×1700。因此，相較于常規開關柜，柜體總高度約降低25％，寬度約減少18.75％，深度約減少10％，節省空間，節約成本，美化外觀，適用性高。當然，上述給出的開關柜的具體尺寸只是一種具體的實施方式，開關柜并不局限于該組尺寸。

圖4是開關柜的外觀主視圖。

上述對開關柜的各隔室的布置方式以及斷路器室進行了一定的說明，以下給出控制室1的一種具體實施方式。

控制室1中的主要構成部分是控制模塊，開關柜中設置有信息采集部分，信息采集部分分別狀態信息檢測部分和數據信息檢測部分，控制模塊采樣連接狀態信息檢測部分和數據信息檢測部分。

如圖5所示，狀態信息檢測部分包括斷路器分合閘狀態檢測模塊，以及其他的狀態檢測設備。數據信息檢測部分包括上述斷路器室6中的電流傳感器12和電纜室4中的電壓傳感器3。電流傳感器12和電壓傳感器3為采集開關柜的電氣參數的相應檢測裝置，除了這些之外，數據信息檢測部分還包括環境溫濕度傳感器，用于檢測開關柜體內部空間的溫度信息和濕度信息；還包括主回路溫度傳感器，用于檢測主回路上的溫度信息，可緊貼主回路布置；還包括斷路器溫度傳感器，用于檢測斷路器11內部空間的溫度信息，該斷路器溫度傳感器布置在斷路器11的操動機構或者一次開關本體中。

該控制模塊為智能控制終端(也稱為智能電子裝置IED)，是智能化控制設備，可采用運行嵌入式實時操作系統的ADSP+FPGA架構，以提升數據處理速度。控制模塊根據接收到的信息進行相應地控制，集成了傳統保護、控制、在線監測、電能計量、顯示、通信、儲存、自檢、警報等功能，替代原有的各種監測裝置、測量裝置、驅動控制模塊、保護裝置等分立電子裝置。而且，對傳統元件進行集成化和模塊化的優化改進，簡化了控制系統的復雜度，將位移、溫濕度、速度、電壓電流等傳感器植入開關柜的相應位置中，可準確的反映斷路器和柜體的狀態而不影響其機械運動。而且該控制模塊集成了監測、控制、通訊、保護等功能，實現了一二次設備的有機融合。開關柜上還設置有觸摸屏，觸摸屏與控制模塊相連接，經觸摸屏顯示相關數據信息，還可動態監測，真正實現人機交互。因此，該控制模塊具備完善的控制、測量、保護、計量，尤其是狀態監測和診斷功能。并且，該控制模塊通訊連接后臺監控系統，能接收后臺監控系統中的站控層或主IED指令，并能按照就地操作命令，基于聯鎖和順序控制程序要求的邏輯判斷，對開關元件、可移開(或旋轉)部件(如果有)進行分、合(出車、進車或反轉、正轉)操作控制，或在出現異常狀況時能控制停止操作、發出告警信息。

而且，該控制模塊可進行一體化設計，能夠有效降低控制室1占用的空間，并且，充分利用柜體的有效空間將控制室1和柜體設計相結合，合理分布，良好銜接。

斷路器室6中的斷路器11為智能化斷路器，在傳統斷路器的基礎上，斷路器11中植入有斷路器溫度傳感器。并且，斷路器11配置有電動底盤車，相應地，開關柜中的數據信息檢測部分還包括行程位移傳感器，用于檢測斷路器11位置信息，設置在電動底盤車上，控制模塊采樣連接該行程位移傳感器，可實現斷路器11的行程-時間監測。而且，斷路器11中配置有用于檢測分合閘線圈電流和電壓的電流和電壓檢測裝置，以及用于檢測斷路器11儲能電機的電流和電壓的電流和電壓檢測裝置，實現分、合閘線圈、儲能電機的電流、電壓監測功能；利用電動底盤車能夠實現手車電動搖進搖出。總之，通過斷路器11內部設置的一系列檢測裝置能夠對斷路器11的狀態進行實時監控。另外，通過相應的設備，還能夠對化斷路器11進行機械、電壽命監測和回路電流監測。這種集成多種功能的智能化斷路器，能夠大大提升智能化水平。

另外，開關柜體內還設置有電動接地刀裝置，控制模塊控制連接該電動接地刀裝置，實現對電動接地刀的控制。而且，電動接地刀裝置上設置有地刀位置開關，用于檢測電動接地刀的位置信息，控制模塊采樣連接該地刀位置開關。

因此，控制模塊的控制對象可為：電動接地刀、分合閘線圈、電動底盤車、風機、加熱器、電氣閉鎖裝置、報警器等。

上述實施例中，給出了開關柜中各隔室的布置方式，當然，本實用新型并不局限于這種布置方式，比如：開關柜中只有一個電纜室。本實用新型的基本思路在于將用于檢測主回路的電流檢測設備布置在斷路器室中。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。