真空灭弧室及真空极柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种真空灭弧室（100），包括灭弧室主体（1），所述灭弧室主体（1）的内部形成有真空腔（14），所述灭弧室主体（1）的外表面上包覆有至少一层绝缘套（2）。本实用新型还公开了一种真空极柱（200）。本实用新型提供的真空灭弧室及真空极柱，其结构简单、绝缘效果好，加工工艺简单、操作方便，节约了材料和开模费用，降低了成本。
【专利说明】真空灭弧室及真空极柱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力产品【技术领域】，尤其涉及一种应用在电力开关设备上的真空灭弧室及真空极柱。
【背景技术】
[0002]真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是，通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生，主要应用于电力的输配电控制系统，还应用于冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统。具有节能、节材、防火、防爆、体积小、寿命长、维护费用低、运行可靠和无污染等特点。
[0003]目前，常规高压电力开关设备上配备的真空灭弧室和具有真空灭弧室的真空极柱，一般仅在真空灭弧室内部进行绝缘处理，其绝缘效果不佳。
[0004]如需要对真空灭弧室外部进行绝缘处理，需要根据不同型号的真空灭弧室的外壳来铸造模具，再通过相应的模具对真空灭弧室外部进行绝缘处理，工艺复杂，成本高，并不利于操作。
实用新型内容
[0005]本实用新型的发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种结构简单、操作方便、外部具有绝缘套、提高真空开关设备绝缘效果的真空灭弧室及真空极柱。
[0006]本实用新型技术方案提供的一种真空灭弧室，包括灭弧室主体，所述灭弧室主体的内部形成有真空腔，所述灭弧室主体的外表面上包覆有至少一层绝缘套。
[0007]进一步地，所述灭弧室主体的外表面上包覆有两层所述绝缘套，两层所述绝缘套热合连接在一起。
[0008]进一步地,所述绝缘套为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。
[0009]进一步地，所述灭弧室主体包括绝缘陶瓷管、上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖分别焊接在所述绝缘陶瓷管的两端，所述真空腔形成在所述绝缘陶瓷管、所述上端盖与所述下端盖之间，所述上端盖上焊接有用于导流的静端导电杆，所述下端盖上焊接有用于导流的动端导电杆，所述绝缘套紧紧地包覆在所述绝缘陶瓷管、所述上端盖和所述下端盖二者的外表面上。
[0010]本实用新型技术方案还提供一种真空极柱，包括陶瓷绝缘套管和位于所述陶瓷绝缘套管内的真空灭弧室，所述真空灭弧室包括灭弧室主体，所述灭弧室主体的内部形成有真空腔，所述灭弧室主体的外表面上包覆有至少一层绝缘套，所述陶瓷绝缘套管的上端连接有上出线端子，其下端连接有下出线端子，所述陶瓷绝缘套管、所述上出线端子与所述下出线端子之间形成有极柱腔，所述真空灭弧室安装在所述极柱腔内，所述上出线端子与所述灭弧室主体的上端连接配合，所述下出线端子与所述灭弧室主体的下端连接配合。
[0011]进一步地，所述极柱腔内填充有干燥空气或干燥氮气。[0012]进一步地，所述灭弧室主体的外表面上包覆有两层所述绝缘套，两层所述绝缘套热合连接在一起。
[0013]进一步地,所述绝缘套为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。
[0014]进一步地，所述灭弧室主体包括绝缘陶瓷管、上端盖和下端盖，所述上端盖和所述下端盖分别焊接在所述绝缘陶瓷管的两端，所述真空腔形成在所述绝缘陶瓷管、所述上端盖与所述下端盖之间，所述上端盖上焊接有用于导流的静端导电杆，所述静端导电杆与所述上端出线端子连接，所述下端盖上焊接有用于导流的动端导电杆，所述动端导电杆通过极柱导流件与所述下端出线端子连接，所述绝缘套紧紧地包覆在所述绝缘陶瓷管、所述上端盖和所述下端盖三者的外表面上。
[0015]采用上述技术方案，具有如下有益效果:
[0016]通过在灭弧室主体的外表面上紧紧包覆有至少一层绝缘套，该绝缘套可以为热缩性绝缘套，可以很好地包覆在灭弧室主体的外表面上，提高了真空灭弧室的绝缘效果；
[0017]通过设置两层热缩性绝缘套，进一步提高了绝缘效果，两层绝缘套之间通过烘烤加热后自然的紧密包裹，没有间隙，绝缘效果佳；
[0018]将绝缘套设置为热缩性绝缘套，其可以根据需要加热到一定温度时，能够按预先设计的比例收缩到需要的内外径尺寸，从而在常温时紧紧地包覆在灭弧室主体的外表面上，密封性能及绝缘效果好；
[0019]在需要对灭弧室主体的外表面进行绝缘处理时，仅需采用同样的工艺和方法就可对不同型号和尺寸的真空灭弧室进行外表面绝缘处理。
[0020]由此，本实用新型 提供的真空灭弧室及真空极柱，其结构简单、绝缘效果好，加工工艺简洁、操作方便，节约了材料和开模费用，降低了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型提供的真空灭弧室的剖视图；
[0022]图2为本实用新型提供的具有图1所示的真空灭弧室的真空极柱的剖视图。
[0023]附图标记对照表:
[0024]100-真空灭弧室； 200-真空极柱；1-灭弧室主体；
[0025]11-绝缘陶瓷管； 12-上端盖；13-下端盖；
[0026]14-真空腔； 15-静端导电杆；16-动端导流杆；
[0027]2-绝缘套； 3-陶瓷绝缘套管；4-上出线端子；
[0028]5-下出线端子； 6-极柱腔；7-极柱导流件。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0030]本实用新型提供的真空灭弧室及真空极柱，主要用于电力开关设备上，由于其外部绝缘，进而提高了真空开关设备的绝缘水平。
[0031]如图1所示，本实用新型一实施例提供的真空灭弧室100，包括灭弧室主体1，灭弧室主体I的内部形成有真空腔14，灭弧室主体I的外表面上包覆有至少一层绝缘套2。
[0032]真空灭弧室100是中压开关设备的短路电流开断的关键元件，其主要作用是承担中压开关设备在额定工作电流及短路故障电流的关合及开断功能。其主体部分称之为灭弧室主体I,主要起到支撑绝缘作用。灭弧室主体I的内部具有真空腔14，当然其内部可以进行绝缘处理或者通过将灭弧室主体I采用绝缘材料制成，即可实现内部绝缘。
[0033]除了真空灭弧室100的内部绝缘要求外，需要对真空灭弧室100的外部绝缘进行一定的设计或处理，以达到真空灭弧室100外部的绝缘也能达到其内部真空断口间的绝缘水平。
[0034]为了提高了真空灭弧室100的绝缘效果，使真空灭弧室100的外部达到相应的绝缘水平，在灭弧室主体I的外表面上包覆至少一层绝缘套2，该绝缘套2为与灭弧室主体I配合的绝缘套，其形状大小可以根据需要设置。
[0035]通过简单的工艺将绝缘套2包裹住灭弧室主体I上裸露的外表面，可以更好地提高真空灭弧室100的绝缘效果，提高了真空灭弧室100的外部绝缘效果，使真空灭弧室100的绝缘强度大幅度提高。
[0036]较佳地,如图1所示,灭弧室主体I的外表面上包覆有两层绝缘套2,两层绝缘套2热合连接在一起。为了提高绝缘效果，从加强击穿场强厚度的角度考虑，在灭弧室主体I的外表面上设置两层绝缘套2，当然根据需可以设置多层绝缘套2。
[0037]两层绝缘套2通过烘烤加热后自然的紧密包裹连接在一起，两者之间无缝隙，连接牢固。本实用新型中所涉及到热合是两个部件之间的一种连接方式，具体通过烘烤加热两层绝缘套2，使两层绝缘套2连接在一起的连接方式称之为热合连接。
[0038]可以在灭弧室主体I的外表面直接设置加热后的两层绝缘套；也可以先在灭弧室主体I的外表面上设置一层绝缘套2，待第一层绝缘套2完成后，再以同样的方法和同样的材料加工最外部的绝缘套2。
[0039]较佳地，本实用新型中的绝缘套2为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。热缩性绝缘套指在加热到一定温度时能按预先设计的比例收缩到需要的内外径尺寸的绝缘套。只要能够在加热时收缩的热缩性材料，均可用于制造该热缩性绝缘套。
[0040]优选为BBIT热缩性绝缘套，由非卤高分子基材制造，在高压高温长期运行状态下性能优异，具有优异的抗电痕性能，热散逸好，阻燃及减少有毒气体释出。
[0041]将绝缘套2设置为热缩性绝缘套的好处时，加工时先将绝缘套2包覆在灭弧室主体I的外表面上，加热该绝缘套2，将绝缘套2热缩至所需尺寸，之后绝缘套2就紧紧地包覆在灭弧室主体I的外表面上，方便加工。针对不同型号的真空灭弧室，无需重新开模，使用同一套方法工艺即可针对不同型号的真空灭弧室进行外部绝缘处理，可操作性强，且绝缘效果好。
[0042]较佳地，如图1所示，灭弧室主体I包括绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13，上端盖12和下端盖13分别焊接在绝缘陶瓷管11的两端，真空腔14形成在绝缘陶瓷管11、上端盖12与下端盖13之间，上端盖12上焊接有用于导流的静端导电杆15，下端盖13上焊接有用于导流的动端导电杆16，绝缘套2紧紧地包覆在绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13三者的外表面上。
[0043]S卩，该灭弧室主体I包括绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13。上端盖12和下端盖13均为金属端盖，并且为了方便连接，上端高12和下端盖13的纵剖面均呈U形。上端盖12焊接在绝缘陶瓷管11的上端，上端盖12上还焊接有静端导电杆15，也称之为静端导流端子，用于连接主回路电流的导通，属于主回路的导流元件；下端盖13焊接在绝缘陶瓷管11的下端，下端盖13上还焊接有动端导电杆16，也称之为动端导流端子，用于连接主回路电流的导通，属于主回路的导流元件。
[0044]绝缘陶瓷管11是真空灭弧室100的主要绝缘件和支撑件，起到静端导电杆15与动端导电杆16之间的绝缘作业，起到真空灭弧室100内外的绝缘作用。同时绝缘陶瓷管11与上端盖12和下端盖13 —起构成了真空腔14。
[0045]此时，绝缘套2紧紧地包覆在绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13三者的外表面上。即绝缘陶瓷管11的裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。上端盖12上部分面积被静端导电杆15覆盖，除了被静端导电杆15覆盖之外的上端盖12外表面上或裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。下端盖13上部分面积被动端导电杆16覆盖，除了被动端导电杆16覆盖之外的下端盖13外表面上或裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。以保证灭弧室主体I的裸露外表面上均被绝缘套2包覆起来，提高了绝缘效果。
[0046]由此，本实用新型提供的真空灭弧室，结构简单、外部绝缘、并且进行外部绝缘处理工艺简单，使用同一套方法工艺即可针对不同型号的真空灭弧室进行外部绝缘处理，可操作性强，且绝缘效果好，有效提高真空灭弧室外部的绝缘水平。
[0047]如图2所示，本实用新型一实施例提供的真空极柱200，包括陶瓷绝缘套管3和位于陶瓷绝缘套管3内的真空灭弧室100，真空灭弧室100包括灭弧室主体I，灭弧室主体I的内部形成有真空腔14，灭弧室主体I的外表面上包覆有至少一层绝缘套2。
[0048]陶瓷绝缘套管3的上端连接有上出线端子4，其下端连接有下出线端子5。
[0049]陶瓷绝缘套管3、上出线端子4与下出线端子5之间形成有极柱腔6，真空灭弧室100安装在极柱腔6内，上出线端子4与灭弧室主体I的上端连接配合，下出线端子5与灭弧室主体I的下端连接配合。
[0050]S卩，该真空极柱200包括陶瓷绝缘套管3和真空灭弧室100。陶瓷绝缘套管3上端螺纹连接有上出线端子4，其下端螺纹连接有下出线端子5。并且在陶瓷绝缘套管3与上出线端子4和下出线端子5之间形成有极柱腔6，极柱腔6内填充有惰性气体介质,用于防止极柱腔6内部形成凝露，提高绝缘性能。
[0051]真空灭弧室100安装在极柱腔6内，其主体部分称之为灭弧室主体I位于极柱腔6内，灭弧室主体I的内部具有真空腔14。上出线端子4与灭弧室主体I的上端，即静端导流端连接配合，用于导流。下出线端子5与灭弧室主体I的下端，即动端导流端连接配合，用于导流。上出线端子4、下出线端子5属于主回路导流元件的组成部分。
[0052]为了提高了真空灭弧室100的绝缘效果，使真空灭弧室100的外部达到相应的绝缘水平，在灭弧室主体I的外表面上包覆至少一层绝缘套2，该绝缘套2为与灭弧室主体I配合的绝缘套，其形状大小可以根据需要设置。通过简单的工艺将绝缘套2包裹住灭弧室主体I上裸露的外表面，可以更好地提高真空灭弧室100的绝缘效果，提高了真空灭弧室100的外部绝缘效果，使真空灭弧室100的绝缘强度大幅度提高。
[0053]得益于真空灭弧室100外部绝缘设计，极柱腔6内的电场分布均匀合理。
[0054]优选地，在极柱腔6内填充有干燥空气或干燥氮气，就可以达到原来需要六氟化硫(SF6)气体才能达到的绝缘水平，比传统方案大幅提高了其工频耐压值和雷电冲击耐压值，并降低了成本。[0055]较佳地,如图1所示,灭弧室主体I的外表面上包覆有两层绝缘套2,两层绝缘套2热合连接在一起。为了提高绝缘效果，从加强击穿场强厚度的角度考虑，在灭弧室主体I的外表面上设置两层绝缘套2，当然根据需可以设置多层绝缘套2。
[0056]两层绝缘套2通过烘烤加热后自然的紧密包裹连接在一起，两者之间无缝隙，连接牢固。本实用新型中所涉及到热合是两个部件之间的一种连接方式，具体通过烘烤加热两层绝缘套2，使两层绝缘套2连接在一起的连接方式称之为热合连接。
[0057]可以在灭弧室主体I的外表面直接设置热合后的两层绝缘套；也可以先在灭弧室主体I的外表面上设置一层绝缘套2，待第一层绝缘套2完成后，再以同样的方法和同样的材料加工最外部的绝缘套2。
[0058]较佳地，本实用新型中的绝缘套2为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。热缩性绝缘套指在加热到一定温度时能按预先设计的比例收缩到需要的内外径尺寸的绝缘套。只要能够在加热时收缩的热缩性材料，均可用于制造该热缩性绝缘套。
[0059]优选为BBIT热缩性绝缘套，由非卤高分子基材制造，在高压高温长期运行状态下性能优异，具有优异的抗电痕性能，热散逸好，阻燃及减少有毒气体释出。
[0060]将绝缘套2设置为热缩性绝缘套的好处时，加工时先将绝缘套2包覆在灭弧室主体I的外表面上，加热该绝缘套2，将绝缘套2热缩至所需尺寸，之后绝缘套2就紧紧地包覆在灭弧室主体I的外表面上，方便加工。针对不同型号的真空灭弧室，无需重新开模，使用同一套方法工艺即可针对不同型号的真空灭弧室进行外部绝缘处理，可操作性强，且绝缘效果好。
[0061]较佳地，如图1-2所示，灭弧室主体I包括绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13，上端盖12和下端盖13分别焊接在绝缘陶瓷管11的两端，真空腔14形成在绝缘陶瓷管11、上端盖12与下端盖13之间，上端盖12上焊接有用于导流的静端导电杆15，静端导电杆15与上端出线端子4连接，下端盖13上焊接有用于导流的动端导电杆16，动端导电杆16通过极柱导流件7与下端出线端子5连接，绝缘套2紧紧地包覆在绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13 二者的外表面上。
[0062]S卩，该灭弧室主体I包括绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13。上端盖12和下端盖13均为金属端盖，并且为了方便连接，上端高12和下端盖13的纵剖面均呈U形。上端盖12焊接在绝缘陶瓷管11的上端，上端盖12上还焊接有静端导电杆15，也称之为静端导流端子，其端部与上端出线端子4连接，用于连接主回路电流的导通；下端盖13焊接在绝缘陶瓷管11的下端，下端盖13上还焊接有动端导电杆16，也称之为动端导流端子，其通过极柱导流件7与下端出线端子5连接，用于连接主回路电流的导通。
[0063]绝缘陶瓷管11是真空灭弧室100的主要绝缘件和支撑件，起到静端导电杆15与动端导电杆16之间的绝缘作业，起到真空灭弧室100内外的绝缘作用。同时绝缘陶瓷管11与上端盖12和下端盖13 —起构成了真空腔14。
[0064]此时，绝缘套2紧紧地包覆在绝缘陶瓷管11、上端盖12和下端盖13的外表面上。即绝缘陶瓷管11的裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。上端盖12上部分面积被静端导电杆15覆盖，除了被静端导电杆15覆盖之外的上端盖12外表面或裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。下端盖13上部分面积被动端导电杆16覆盖，除了被动端导电杆16覆盖之外的下端盖13外表面上裸露外表面上紧紧地包覆有绝缘套2。以保证灭弧室主体I的裸露外表面上均被绝缘套2包覆起来，提高了绝缘效果。
[0065]由此，本实用新型提供的真空极柱，其通过在真空灭弧室的外表面上设置绝缘套，提高了绝缘水平，使其极柱腔内电场分布均匀，并使其所能承受的雷电冲击电压和工频耐压值都同时大幅提升，简化了传统设计中为增大爬距而刻意要求的波纹管陶瓷绝缘管，减少了开模时间和降低了成本。
[0066]根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。
[0067]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种真空灭弧室(100)，其特征在于，包括灭弧室主体(I)，所述灭弧室主体(I)的内部形成有真空腔(14 )，所述灭弧室主体(I)的外表面上包覆有至少一层绝缘套(2 )。
2.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室(100)，其特征在于，所述灭弧室主体(I)的外表面上包覆有两层所述绝缘套(2 )，两层所述绝缘套(2 )热合连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的一种真空灭弧室(100)，其特征在于，所述绝缘套(2)为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。
4.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室(100)，其特征在于，所述灭弧室主体(I)包括绝缘陶瓷管(11)、上端盖(12)和下端盖(13)， 所述上端盖(12)和所述下端盖(13)分别焊接在所述绝缘陶瓷管(11)的两端，所述真空腔(14)形成在所述绝缘陶瓷管(11)、所述上端盖(12)与所述下端盖(13)之间， 所述上端盖(12)上焊接有用于导流的静端导电杆(15)，所述下端盖(13)上焊接有用于导流的动端导电杆(16)， 所述绝缘套(2)紧紧地包覆在所述绝缘陶瓷管(11)、所述上端盖(12)和所述下端盖(13)三者的外表面上。
5.一种真空极柱(200)，其特征在于，包括陶瓷绝缘套管(3)和位于所述陶瓷绝缘套管(3)内的真空灭弧室(100)， 所述真空灭弧室(100)包括灭弧室主体(I )，所述灭弧室主体(I)的内部形成有真空腔(14)，所述灭弧室主体(I)的外表面上包覆有至少一层绝缘套(2)， 所述陶瓷绝缘套管(3)的上端连接有上出线端子(4)，其下端连接有下出线端子(5)，所述陶瓷绝缘套管(3)、所述上出线端子(4)与所述下出线端子(5)之间形成有极柱腔(6)，所述真空灭弧室(100)安装在所述极柱腔(6)内， 所述上出线端子(4 )与所述灭弧室主体(I)的上端连接配合，所述下出线端子(5 )与所述灭弧室主体(I)的下端连接配合。
6.根据权利要求5所述的一种真空极柱(200)，其特征在于，所述极柱腔(6)内填充有干燥空气或干燥氮气。
7.根据权利要求5所述的一种真空极柱(200)，其特征在于，所述灭弧室主体(I)的外表面上包覆有两层所述绝缘套(2 )，两层所述绝缘套(2 )热合连接在一起。
8.根据权利要求5-7中任意一项权利要求所述的一种真空极柱(200)，其特征在于，所述绝缘套(2)为加热时能够收缩的热缩性绝缘套。
9.根据权利要求5所述的一种真空极柱(200)，其特征在于，所述灭弧室主体(I)包括绝缘陶瓷管(11)、上端盖(12)和下端盖(13)， 所述上端盖(12)和所述下端盖(13)分别焊接在所述绝缘陶瓷管(11)的两端，所述真空腔(14)形成在所述绝缘陶瓷管(11)、所述上端盖(12)与所述下端盖(13)之间， 所述上端盖(12)上焊接有用于导流的静端导电杆(15)，所述静端导电杆(15)与所述上端出线端子(4)连接， 所述下端盖(13)上焊接有用于导流的动端导电杆(16)，所述动端导电杆(16)通过极柱导流件(7)与所述下端出线端子(5)连接， 所述绝缘套(2)紧紧地包覆在所述绝缘陶瓷管(11)、所述上端盖(12)和所述下端盖(13)三者的外表面上。
【文档编号】H01H33/664GK203787342SQ201420111573
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】傅明海, 迪特马尔·根奇, 翁颖蕾 申请人:Abb技术有限公司