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《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》涉及电工开关技术，尤其是一种35千伏风力发电输出网络中使用的真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜。
风力发电机把风能通过旋转叶片及发电机变为交流电能（电压为690伏），然后通过35千伏箱变内的升压变压器和35千伏开关设备送入电力系统，一般按一机一变的原则，每台风机配套设置一台35千伏的箱变，每台箱变需配备一台35千伏的开关设备。从经济角度考虑，每台开关设备中的主元件一般采用将负荷隔离开关和熔断器集成在一起的真空负荷隔离开关-熔断器组合电器。
中国专利CN101540480B公开了一种真空负荷开关和熔断器组合电器，该专利的特点是有一穿墙绝缘导体穿过一金属接地底架而形成的电气连接使得组成的固定柜分成二个功能隔室，而开断负荷电流的真空灭弧室设置在隔离开关的静触头上。当操作负荷开关时，由隔离开关刀闸带动真空灭弧装置动作，实现灭弧室的分合动作。由于隔离开关刀闸质量大，因此对操动机构操作功要求大，操作过程中冲击较大，影响开关机械操作寿命，同时负荷开关的关合电流参数也不易提高。
图1是《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器的剖面结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是该发明风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器使用时在开关柜中左右布置时的结构示意图；
图4a是该发明风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器的穿墙式固封极柱的剖面示意图；
图4b是该发明风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器的穿墙式固封极柱的立体结构示意图。
附图标记：1-隔离开关；101-隔离刀；102-静触座；103-第二绝缘拉杆；2-熔断器；201-熔丝；202-上熔座；203-下熔座；3-操动机构；4-金属底架；5-穿墙式固封极柱；51-真空灭弧室；52-导电体；53-环氧树脂材料；54-金属均压环；55-法兰面；56-静触头；6-导向杆；7-第一拐臂；8-第一绝缘拉杆；9-第二拐臂；10-操作轴；11-接地轴；12-接地刀；13-隔离开关室；14-熔断器室；15-进线电缆；16-避雷器；17-软连接。
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2021年6月24日，《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》获得第二十二届中国专利优秀奖。
如图1所示，《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器包括隔离开关1、熔断器2以及操动机构3，隔离开关1、熔断器2分别固定在一金属底架4的两侧。还包括一穿墙式固封极柱5，穿墙式固封极柱5穿过金属底架4后一端与一软连接17电气连接和导向杆6固定连接，另一端固定静触头56；导向杆6通过第一拐臂7与第一绝缘拉杆8连接，第一绝缘拉杆8另一端通过一第二拐臂9与一操作轴10连接。软连接17与上熔座202电气连接。
穿墙式固封极柱5内部用环氧树脂材料53固封一真空灭弧室51和一导电体52，导电体52连接真空灭弧室51。环氧树脂材料53是由于具有绝缘性能和支撑作用而选择的材料。如图4a和图4b所示，穿墙式固封极柱5中部有一法兰面55与金属底架4固定连接，法兰面55处还设有均匀电场用的金属均压环54。真空灭弧室51和导电体52、金属均压环54用环氧树脂AGP工艺固封在穿墙式固封极柱5内，使得穿墙式固封极柱5即具有灭弧作用又具有穿墙式功能，布局更为紧凑，同时真空灭弧装置被外层设有裙边的环氧树脂材料53包覆，爬距增大，可适合高海拔地区使用。
在《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的优选实施例中，熔断器2包括熔丝201、上熔座202和下熔座203，熔丝201卡设在上熔座202和下熔座203之间。
隔离开关1包括相互铰接的隔离刀101和静触座102，隔离刀101中部铰接一第二绝缘拉杆103，隔离刀101的自由端可与一静触头56连接或断开，第二绝缘拉杆103另一端与操动机构3输出轴上拐臂（图中未示出）铰接。
金属底架4的下部通过一接地轴11固定一接地刀12，接地刀12的自由端可与熔断器2的下熔座203连接或断开，接地轴11由操动机构3表面伸出以供操作。操动机构3设于金属底架4的前端，操作轴10由操动机构3驱动。
通过操控操作轴10带动第二拐臂9，从而带动第一绝缘拉杆8，继而进一步带动第一拐臂7，在第一拐臂7转动时的联动作用下，导向杆6发生左右轴向运动，以打开或者关闭穿墙式固封极柱5内部的真空灭弧室51。具体地，当导向杆6在操作轴10的间接作用下向右（以图1的坐标方向为参考）发生横向移动时，穿墙式固封极柱5内部的真空灭弧室51被打开，反之，当导向杆6在操作轴10的间接作用下向左（以图1的方向为参考）发生横向移动时，穿墙式固封极柱5内部的真空灭弧室51被关闭。
继续参看图1所示，当熔断器2熔断时，熔断器2上方的撞击器向上顶出，通过传动链（未在图中标出）触发操动机构3带动导向杆6发生位移，使得真空灭弧室51被打开。相应地，操动机构3内部设有储能机构，与真空灭弧室51相互配合以实现过流和短路保护的作用。
参看图2所示，操动机构3于金属底架4的前端，如图3所示，《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器使用时安装在开关柜中，隔离开关1和熔断器2为左右布置方式，开关柜包括隔离开关室13和熔断器室14，隔离开关室13与熔断器室14通过金属底架4分隔，穿墙式固封极柱5使得隔离开关室13和熔断器室14形成电气连接。穿墙式固封极柱5内的真空灭弧室51作为开断负荷电流用。进线电缆15接在隔离开关1的静触座102上。静触座102与开关柜之间还可连接有避雷器16，以防止雷击产生损害。熔断器室14是个独立的金属隔室，当需要进入熔断器室14进行维护时，即使隔离开关室13的进线电缆15仍处于带电状态，打开隔离刀101，而后通过接地轴11使得隔离刀101接地，此时，熔断器室14内，金属底架4和熔断器2下端接地，维护人员可安全进入该隔室进行维护。
熔断器2是一个由金属板隔开的独立的一个隔室，当需要更换熔断器2时，通过操动机构3使真空灭弧室51分闸，切断左右二室的电气连接，而后，使隔离刀101分闸，使得35千伏的进线电缆15与右边的熔断器室14形成可见断口，最后合上熔断器2下端的接地刀12，此时，即使35千伏的进线电缆处于带电状态，熔断器室14也是处于无任何电荷的安全区，维护人员可安全地进入该隔室更换熔断器2。
《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》一方面保证维护人员在35千伏进线电缆带电的情况下，仍能安全地更换熔断器，另一方面，操作功小，提高了机械操作寿命，且更能适合恶劣环境和高原地区使用。
《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的目的是提供一种风力发电输出网络中使用的真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜，一方面保证维护人员在35千伏进线电缆带电的情况下，仍能安全地更换熔断器，另一方面，操作功小，提高了机械操作寿命，且更能适合恶劣环境和高原地区使用。
《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》包括隔离开关、熔断器以及操动机构，其中：所述隔离开关、所述熔断器分别固定在一金属底架的两侧；还包括一穿墙式固封极柱，所述穿墙式固封极柱穿过所述金属底架后一端与一软连接电气连接和一导向杆固定连接，另一端固定一静触头，所述穿墙式固封极柱内部用环氧树脂材料固封一真空灭弧室和一导电体，所述导电体连接所述真空灭弧室。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述穿墙式固封极柱中部设一法兰面与所述金属底架固定连接，所述法兰面处还设有金属均压环。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述熔断器包括熔丝、所述上熔座和所述下熔座，所述熔丝卡设在所述上熔座和所述下熔座之间。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述导向杆通过一第一拐臂与一第一绝缘拉杆连接，所述第一绝缘拉杆另一端通过一第二拐臂与一操作轴连接，所述软连接与所述上熔座电气连接。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述隔离开关包括相互铰接的隔离刀和静触座，所述隔离刀中部铰接一第二绝缘拉杆，所述隔离刀的自由端可与所述静触头连接或断开，所述第二绝缘拉杆另一端与所述操动机构输出轴上拐臂铰接。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述金属底架的下部通过一接地轴固定一接地刀，所述接地刀的自由端可与所述熔断器的下熔座连接或断开，所述接地轴由所述操动机构驱动。
上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，所述操动机构设于所述金属底架的前端，所述操作轴由所述操动机构驱动。
《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的技术方案还包括一种开关柜，用于固定放置如上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，包括隔离开关室和熔断器室，所述隔离开关室与所述熔断器室通过所述金属底架分隔，所述穿墙式固封极柱使得隔离开关室和所述熔断器室形成电气连接。
《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》解决其技术问题所采用的技术方案还包括一种开关柜，用于固定放置如上述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其中，包括隔离开关室和熔断器室，所述隔离开关室与所述熔断器室通过所述金属底架分隔，所述穿墙式固封极柱使得隔离开关室和所述熔断器室形成电气连接。
（1）《风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器及其开关柜》的真空灭弧室用环氧树脂AGP工艺固封在穿墙式固封极柱内，使得固封极柱即具有灭弧作用又具有穿墙式功能，布局更为紧凑，同时真空灭弧装置被外层设有裙边的环氧树脂绝缘材料包覆，爬距增大，可适合高海拔地区使用；
（2）真空灭弧室由操动机构单独的输出轴驱动，因此所需操作功小，机械冲击小，提高了负荷开关的操作寿命。
1.一种风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，包括隔离开关（1）、熔断器（2）以及操动机构（3），其特征在于：所述隔离开关（1）、所述熔断器（2）分别固定在一金属底架（4）的两侧；还包括一穿墙式固封极柱（5），所述穿墙式固封极柱（5）穿过所述金属底架（4）后一端与一软连接（17）电气连接和一导向杆（6）固定连接，另一端固定一静触头（56），所述穿墙式固封极柱（5）内部用环氧树脂材料（53）固封一真空灭弧室（51）和一导电体（52），所述导电体（52）连接所述真空灭弧室（51），一操作轴（10）由所述操动机构（3）驱动，所述静触头（56）与所述导电体（52）连接；其中，所述熔断器（2）包括熔丝（201）、上熔座（202）和下熔座（203），所述熔丝（201）卡设在所述上熔座（202）和所述下熔座（203）之间，所述导向杆（6）通过一第一拐臂（7）与一第一绝缘拉杆（8）连接，所述第一绝缘拉杆（8）另一端通过一第二拐臂（9）与一操作轴（10）连接，所述软连接（17）与所述上熔座（202）电气连接。
2.根据权利要求1所述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其特征在于，所述穿墙式固封极柱（5）中部设一法兰面（55）与所述金属底架（4）固定连接，所述法兰面（55）处还设有金属均压环（54）。
3.根据权利要求1所述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其特征在于，所述隔离开关（1）包括相互铰接的隔离刀（101）和静触座（102），所述隔离刀（101）中部铰接一第二绝缘拉杆（103），所述隔离刀（101）的自由端可与所述静触头（56）连接或断开，所述第二绝缘拉杆（103）另一端与所述操动机构（3）输出轴上拐臂铰接。
4.根据权利要求3所述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其特征在于，所述金属底架（4）的下部通过一接地轴（11）固定一接地刀（12），所述接地刀（12）的自由端可与所述熔断器（2）的下熔座（203）连接或断开，所述接地轴（11）由所述操动机构（3）驱动。
5.根据权利要求3所述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其特征在于，所述操动机构（3）设于所述金属底架（4）的前端。
6.一种开关柜，用于固定放置如权利要求1至5任意一项所述风电用真空负荷隔离开关-熔断器组合电器，其特征在于，包括隔离开关室（13）和熔断器室（14），所述隔离开关室（13）与所述熔断器室（14）通过所述金属底架（4）分隔，所述穿墙式固封极柱（5）使得隔离开关室（13）和所述熔断器室（14）形成电气连接。
负荷开关-熔断器组合电器讲解
负荷开关-熔断器组合电器讲解
负荷开关-熔断器组合电器讲解
负荷开关——熔断器组合电器
负荷开关——熔断器组合电器
负荷开关——熔断器组合电器
在实际使用中多将真空断路器装入金属柜内，构成高压开关柜。开关柜中除了断路器之外，还要安装起隔离电路作用的隔离开关、起安全保障作用的接地开关、起测量或保护作用的电流互感器和电压互感器、起过
电压保护作用的避雷器或RC吸收器，而且还要安装继电保护用的二次回路元件和线路，引接电缆或架空线都可以进入柜内，使开关柜成为一个有相对独立组合功能的配电装置。
真空开关柜基础知识
在发电厂的开关站、输电线路的变电站、接受电能的用户终端变电所中，都大量采用各种开关柜。
大约在10年之前，装有少油断路器的开关柜在全国几乎占居垄断地位，但随着真空断路器的兴起，少油开关拒逐步退居其次。自1993年提出"无油化改造"要求以来，更助长了这一趋势，有的省市甚至明令禁止在城市电网及重要用户的所、站建设中继续使用少油开关拒，而旧站则逐步用真空开关柜来取代少油开关柜。
潮湿、高温应该是我国南方气候最大的特点。所以在我国南方有很多的开关柜受潮湿影响。开关柜是电力系统的重要设备，它的安全直接关乎着电力是否能够安全稳定运行。当开关柜受潮后，如何快速有效的解决开关柜潮湿问题呢？请继续往下看。
开关柜受潮的原因：
开关柜受潮的主要是以下两大因素：开关柜内部结构和开关柜外部(开关室)环境。
1.开关柜内部结构防潮、除潮缺陷：
（1）柜内带电体相间及对地空气距离过小。由于空气绝缘距离明显缩小带电体与地或带电体之间电场强度明显增大绝缘件或带电体尖端、毛刺等部位容易造成局放超标。
（2）柜体防护等级低、密封性差。柜体设计制作工艺性差电气安装和电缆出线时，开关柜电缆进柜处封堵不严密地下潮气易通过孔洞侵入柜体内。潮气不能及时有效排出造成柜体整体绝缘降低。
（3）开关柜内的加热器装置不合理。开关柜内板式加热器开启后只是产生局部加热，不能有效去除柜内的潮气；当热空气上升遇到柜体的金属板后由于温差作用又迅速凝结，没有实现有效的驱潮作用。另外自动温湿度控制器的传感器故障率较高造成隔室内加热除湿装置不能可靠投运。
2.开关柜外部环境因素
（1）变电站高压室内无通风除湿装置或除湿装置不能可靠启停。
（2）开关柜电缆通道有积水电缆半层通风不流畅等。
改善柜内穿墙套管、触头盒等绝缘件：柜内绝缘件应选用带屏蔽技术的绝缘件满足下列要求：采用优质原材料提高产品抗老化能力；选择憎水性大的绝缘材料和大爬距绝缘件可以提髙抗污秽能力单个绝缘件的局放小于3pC。
开关柜受潮处理方法
原板式加热器只是增加空气中水蒸气的不饱和程度并没有将柜内的水汽排出。将各个隔室内更换为SEPRI-CS-NL排水型除湿器功率满足设计要求。其中电缆式、开关室内配置两套除湿系统一套长期投运另一套由温湿度自动控制在每间隔安装一控制开关。母线室选配一套智能电气运行环境系统，有效去除绝缘件、带电体表面凝露问题。
开关柜除湿装置安装图
经过以上治理措施后，预防开关设备内部发生凝露现象的能力明显提高，开关柜潮湿的问题取得了良好效果。
| 成果名称 |
一种风电用齿轮钢及其制备方法 |
| 成果完成单位 |
马鞍山市鑫龙特钢有限公司 |
| 批准登记单位 |
安徽省科学技术厅 |
| 登记日期 |
2020-10-17 |
| 登记号 |
2020N993Y010928 |
| 成果登记年份 |
2020 |
真空开关柜简介