一种爆炸型直流断路器的制作方法

本实用新型涉及一种直流断路器，更具体地，涉及一种爆炸型直流断路器。

背景技术：

常用的爆炸直流断路器主要分两种，一种是通过触发引爆信号引爆预先安装在爆炸室的炸药或者雷管，其结构主要包括：底盘、绝缘筒、导电环、水冷环、中间有通孔的绝缘块以及安装在通孔内的炸药和雷管，由于每次断路器爆炸后都会引起上下触头的绝缘块产生径向形变，开关的清理和炸药重装过程繁琐，且炸药属于管制品，购买与储存受到严格限制，推广使用相对困难；另一种采用铝丝在强电流通过的情况下与水进行化学反应释放出大量的氢气使得爆炸室内的压强增大，将主电路中的触头炸断，其装置结构中要求有水，且密闭性要求高，操作和维护相对困难。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本实用新型提供一种基于脉冲电磁力的爆炸型直流断路器旨在解决由于现有技术中采用气体或者火药爆炸作为驱动力导致现有的直流断流器对构成部件要求高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种爆炸型直流断路器，其特征在于，包括：下底座、磁体线圈骨架、线圈绕组、爆炸筒壁、爆炸筒上组件、带有V型槽的铝筒；所述线圈绕组在所述磁体线圈骨架上绕制成脉冲磁体线圈，所述爆炸筒壁、爆炸筒上组件以及下底座围成爆炸筒，所述磁体线圈骨架和线圈绕组设置在所述带有V型槽的铝筒的内部，所述带有V型槽的铝筒设置在所述爆炸筒的内部，所述带有V型槽的铝筒在所述脉冲磁体线圈产生的脉冲磁场的作用下沿V型槽处断开，并向外翻转，所述爆炸筒用于确保所述带有V型槽的铝筒沿V型槽处断开向外翻转时不会翻转超出所述爆炸筒内部的区域。

可选地，本发明实施例提供的爆炸型直流断路器还包括：锥形压块、弹簧压块以及拉伸螺丝；所述锥形压块和弹簧压块设置在所述磁体线圈骨架和所述下底座之间，所述锥形压块呈环形，其外表面设置有弧度，所述弹簧压块在所述锥形压块的周围，所述弹簧压块内表面与所述锥形压块的外表面相切，所述弹簧压块的外表面贴近所述下底座的内凹面侧壁的内侧；所述铝筒放置在所述下底座的内凹面上，所述锥形压块和弹簧压块填充所述铝筒与下底座之间的空隙，所述拉伸螺丝用于将所述锥形压块和弹簧压块贴近所述下底座，以通过所述锥形压块和弹簧压块的挤压作用使铝筒贴近在下底座的内凹面上。

可选地，所述弹簧压块为一种缺口弹簧，所述弹簧压块在与锥形压块内表面压力作用时向外扩张，并在压力释放后收缩回原状。

可选地，本发明实施例提供的爆炸型直流断路器还包括：长螺杆和绝缘套管；所述下底座的外凹面放置所述爆炸筒壁并灌环氧胶固定，所述爆炸筒壁的上端与所述爆炸筒上组件的下端楔形对位，所述爆炸筒壁、爆炸筒上组件以及下底座形成爆炸筒，所述爆炸筒上组件与下底座通过长螺杆连接，所述长螺杆与爆炸筒上组件之间加装绝缘套管。

可选地，本发明实施例提供的爆炸型直流断路器还包括：支撑环和防护套管；所述铝筒与爆炸筒壁之间安装有所述支撑环，所述铝筒与所述线圈绕组之间放置所述防护套管，所述支撑环用于固定所述铝筒，所述防护套管用于隔离所述铝筒和所述线圈绕组；所述铝筒的外表面沿圆周上开有五个间距相同的V型沟槽，所述V型沟槽为所述铝筒的薄弱环，所述铝筒的外侧安装有四个等间距的所述支撑环，所述支撑环与所述V型沟槽位置交错均匀布置，为所述铝筒断裂后的断口外翻提供约束，控制断口形状。

可选地，本发明实施例提供的爆炸型直流断路器还包括：固定螺丝、上盖板以及同轴电缆接线端；所述上盖板通过固定螺丝固定在所述爆炸筒上组件上，所述脉冲磁体线圈的接线端口通过上盖板上设置的同轴电缆接线端引出。

可选地，本发明实施例提供的爆炸型直流断路器还包括：下固定螺丝；所述磁体线圈骨架采用环氧材料加工制成，其底面正中央开有一个中心定位孔，上端正中央开有一个同轴电缆接线槽；所述下固定螺丝通过所述中心定位孔将所述下底座、锥形压块和所述磁体线圈骨架固定；所述同轴电缆接线端通过所述同轴电缆接线槽连通到所述磁体线圈骨架侧壁的两端，使得线圈绕组的进、出线沿着所述同轴电缆接线槽紧密绕在所述磁体骨架的表面。

可选地，所述下底座采用不锈钢材料，其上表面包含内凹面和外凹面，其中内凹面用来固定所述脉冲磁体线圈和铝筒，外凹面用来固定所述爆炸筒壁的下表面；所述下底座的内凹面正中心开有一个定位通孔，所述定位通孔的位置与所述下固定螺丝的位置对应，所述下底座的周围开有4个螺纹孔沿圆周均匀排列；贴近内凹面的壁侧开有3个沿圆周均匀排列的扇形细缝，用于在所述铝筒沿V型槽处断开后，通过所述扇形细缝取出所述铝筒的碎片，外凹面的外侧沿圆周开有8个均匀分布的螺纹孔，所述下底座的最外侧开有一个接线凹槽以作所述直流断路器的负极接线柱。

可选地，所述爆炸筒壁采用环氧材料加工制成，所述爆炸筒上组件采用不锈钢材料加工制成，所述爆炸筒壁和爆炸筒上组件两者间采用楔形方式连接并灌入环氧胶固定，所述爆炸筒上组件上表面加工有一个环形凹槽，所述环形凹槽内部开有6个与上盖板外围沿圆周均匀分布的螺纹孔位置对应的螺纹孔，外围开有8个与所述下底座外凹面的外侧沿圆周开有8个螺纹孔位置对应的螺纹孔。

可选地，所述上盖板采用不锈钢材料加工制成，其侧面及下表面与所述爆炸筒上组件的内部相切，上端延伸两个对称的接线端子，作为所述直流断路器的正极接线柱；所述接线端子内侧开有与上盖板和磁体线圈骨架之间锥形压块对应的4个螺纹通孔，所述接线端子外侧开有与所述爆炸筒上组件环形凹槽内部开有6个螺纹孔对应的6个螺纹通孔，使所述上盖板通过连接螺钉固定在整个爆炸筒上面，构成封闭的爆炸室。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型的突出优点是：

1、采用脉冲磁体线圈代替现有装置设备中装载雷管和炸药的绝缘体，无需清理或更换，安装过程更为简便和快捷，同时降低了实验过程中的危险性和不稳定性。

2、采用脉冲磁体线圈代替原有的铝丝和水，降低了装置的密封性要求，且通过在下底座开扇形细缝提高了实验结束后铝筒拆除和再安装的效率。

3、脉冲磁体线圈的绕制技术成熟，成本低，寿命长，而且使用过程中不会与爆炸铝筒碎片接触和损坏，提高了爆炸型直流断路器的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的爆炸型直流断路器的立体结构剖面示意图，其中，1、下底座，2、锥形压块，3、弹簧压块，4、磁体线圈骨架，5、线圈绕组，6、爆炸筒壁，7、爆炸筒上组件，8、上盖板，9、拉伸螺丝(上)，10，上盖板接线端，11、固定螺丝(上)，12、长螺杆，13、绝缘套管，14、线圈引线槽，15、同轴电缆接线端，16、支撑环，17、铝筒，18、防护套管，19、固定螺丝(下)，20、拉伸螺丝(下)，21、下底座弧形槽；

图2为本实用新型提供的爆炸型直流断路器的全景示意图；

图3为本实用新型提供的爆炸型断路器炸断后铝筒示意图。

具体实施方式

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型提供的爆炸型直流断路器的立体结构剖面示意图，如图1所示，包括：1、下底座，2、锥形压块，3、弹簧压块，4、磁体线圈骨架，5、线圈绕组，6、爆炸筒壁，7、爆炸筒上组件，8、上盖板，9、拉伸螺丝(上)，10，上盖板接线端，11、固定螺丝(上)，12、长螺杆，13、绝缘套管，14、线圈引线槽，15、同轴电缆接线端，16、支撑环，17、铝筒，18、防护套管，19、固定螺丝(下)，20、拉伸螺丝(下)，21、下底座弧形槽。

其中，线圈绕组5和磁体线圈骨架4绕制而成脉冲磁体线圈，爆炸筒壁6上面放置爆炸筒上组件7，和下底座1形成爆炸筒。磁体线圈骨架4和线圈绕组5设置在所述带有V型槽的铝筒17的内部，所述带有V型槽的铝筒17设置在所述爆炸筒的内部，所述带有V型槽的铝筒17在所述脉冲磁体线圈产生的脉冲磁场的作用下沿V型槽处断开，并向外翻转，所述爆炸筒用于确保所述带有V型槽的铝筒沿V型槽处断开向外翻转时不会翻转超出所述爆炸筒内部的区域。

爆炸筒顶端的爆炸筒上组件7与下底座1通过长螺杆12连接。爆炸筒上组件7与上盖板8安装后其上表面保持在同一水平面上，使得上盖板的安装易于加固和稳定。长螺杆12的螺帽采用内六孔沉头结构，以方便安装，并且与爆炸筒上组件7之间加装绝缘套管13，提高与爆炸筒正极接线端的绝缘水平。锥形压块2的中心通孔内径应大于下底座和下盖板的中心定位通孔，易于中心脉冲磁体线圈的固定螺杆以及同轴电缆的引出。下底座1贴近内凹面的壁侧开有三个沿圆周均匀排列的扇形细缝，方便开关实验完毕后铝筒17碎片的取出和清理。

通过下固定螺丝下19将脉冲磁体线圈固定在下底座1上。在下底座1的内凹面上放置铝筒17，通过下拉伸螺丝下20将锥形压块2和弹簧压块3尽量贴近下底座1。通过锥形压块2和弹簧压块3的挤压作用将铝筒17固定在下底座1的内凹面上。其中，铝筒17固定在脉冲磁体线圈的周围。

下底座1的外凹面放置爆炸筒壁6，爆炸筒壁6上面放置爆炸筒上组件7，两个工装配合下底座1形成爆炸筒，爆炸筒上组件7与下底座1通过长螺杆12连接，长螺杆12与爆炸筒上组件7之间加装绝缘套管13。

铝筒17与爆炸筒壁6之间安装有支撑环16，铝筒17与成型线圈5之间放置防护套管18；5、通过固定螺丝(上)11将上盖板8固定在绝缘筒上组件7上，同理，通过拉伸螺丝(上)9以及锥形压块、弹簧压块的挤压作用将铝筒固定在上盖板8的上凹面。

本实用新型提供的爆炸型直流断路器的全景示意图参见图2所示。

本实用新型主要是用于脉冲电磁力实现的爆炸型直流断路器的制造和加工，所述的爆炸型直流断路器工作原理是给脉冲磁体施加脉冲电流，使之产生较强的脉冲磁场，在主触头铝筒壁上感应出涡流，此涡流与产生的脉冲磁场相互作用，在铝筒上产生沿径向向外的脉冲电磁力，使得铝筒上开有V型沟槽的薄弱环节处被迅速拉断，断口将围绕铝筒支撑环的支点向外翻，主触头铝筒被炸开，从而实现迅速断开直流断路器。

本实用新型的装配方法能够很好的实现脉冲磁体的绕制、安装和固定，能够将主触头铝筒控制在磁体线圈的有效作用范围之内，并且克服了现有铝丝和水电爆炸反应中爆炸室密封性要求高以及实验完毕后铝筒碎片取出困难等诸多缺陷。

图3为本实用新型提供的爆炸型断路器炸断后铝筒示意图，由图3可知，V型沟槽为铝筒的薄弱环。铝筒17在所述脉冲磁体线圈产生的脉冲磁场的作用下沿V型槽处断开，并向外翻转，使得电路断开，完成了爆炸性直流断路器的断路操作，保护了电路。

在一个示例中，该爆炸型直流断路器的安装步骤共分五个步骤，依次为：

步骤一：将线圈绕组5和磁体线圈骨架4绕制而成的脉冲磁体线圈通过固定螺丝(下)19固定在下底座1上。

步骤二：下底座1的内凹面上放置铝筒17，通过拉伸螺丝(下)20将锥形压块2和弹簧压块3尽量贴近下底座，通过锥形压块2和弹簧压块3的挤压作用使铝筒17尽量贴近在下底座1的内凹面上，与下底座接触良好。

步骤三：下底座1的外凹面放置爆炸筒壁6并灌环氧胶固定，爆炸筒壁6上端与爆炸筒上组件7下端楔形对位和下底座1形成爆炸筒，爆炸筒上组件7与下底座1通过长螺杆12连接，长螺杆12与爆炸筒上组件7之间加装绝缘套管13；

步骤四：铝筒17与爆炸筒壁6之间安装有支撑环16，铝筒17与成型线圈5之间放置防护套管18；

步骤五：通过固定螺丝(上)11将上盖板8固定在绝缘筒上组件7上，同理，通过拉伸螺丝(上)9以及锥形压块、弹簧压块的挤压作用将铝筒固定在上盖板8的上凹面，将脉冲磁体线圈的接线端通过上盖板8的同轴电缆接线端15引出。

其工作原理为：当断路器需要关断时，外围触发电路将通过同轴电缆15给脉冲磁体线圈两端加上强脉冲电流，产生脉冲强磁场，铝筒17在脉冲强磁场的作用下迅速感应出涡流，并与已有的脉冲磁场相互作用，产生强大的电磁力，推动铝筒沿径向方向向外膨胀，在支撑环的辅助作用下，当该电磁力超过铝筒拉伸屈服强度时，铝筒将在薄弱的V型开槽处断裂，并向外翻转，从而断开主触头，实现了主电路电流快速有效的关断。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。