CN105070583B - 带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其应用的真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其应用的真空灭弧室，该绝缘外壳包括相连接的两个绝缘外壳,设置在二者连接端的中央屏蔽罩，分别设置在二者非连接端的第一端部屏蔽罩和第二端部屏蔽罩；两个绝缘外壳内壁的对称位置上分别一体化设置有凸起台状结构，凸起台状结构的中间部分分别与绝缘外壳一体连接，两侧分别与绝缘外壳的主体之间形成凹槽；利用两个凸起台状结构表面在电弧燃弧后形成的金属蒸气沉积层在开断过程中所起到的屏蔽罩功能与中央屏蔽罩以及第一端部屏蔽罩和第二端部屏蔽罩的组合，形成多重屏蔽罩结构；本发明还公开了该绝缘外壳应用的真空灭弧室；本发明解决了多重屏蔽罩结构在现有两节绝缘外壳灭弧室应用的问题。

Description

带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其应用的真空灭弧室

技术领域

本发明属于大电流高电压真空断路器技术领域，具体涉及一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其应用的真空灭弧室。

背景技术

随着电力系统的发展，真空断路器在整个电力系统中的应用也得以快速的发展。但是，在发展的过程中，对于真空断路器电压等级的提高，以及小型化的要求也是不断的提高。为了进一步满足真空断路器的小型化以及提高电压等级的需求，在真空灭弧室中引入了带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳设计。

在真空灭弧室的发展过程中，逐渐引入了屏蔽罩结构。屏蔽罩在真空灭弧室中的作用主要体现在两个方面。一方面是在燃弧过程中，对于绝缘外壳的保护作用，减少电弧对于绝缘外壳的烧蚀，并且阻止了部分金属蒸气在绝缘壳体内部部分区域的沉积；另一方面，屏蔽罩在电流开断的过程中，对于真空灭弧室内部电场有均压的作用，有利于灭弧室耐受电压的提升。

现有真空灭弧室所采用的屏蔽罩结构主要为中央主屏蔽罩结构。这种灭弧室的屏蔽罩结构主要由中央主屏蔽罩和端部的两个端部屏蔽罩组成。这种屏蔽罩结构主要应用在两节绝缘外壳结构的真空灭弧室中。这种屏蔽罩的优势是结构简单，成本较低，对于绝缘外壳的要求较低。但是，这种结构的屏蔽罩也存在一定的缺陷。中央主屏蔽罩和端部的两个端部屏蔽罩无法对于绝缘外壳内部表面形成完整的保护，经过燃弧之后，绝缘外壳内部表面会形成大范围的金属蒸气沉积层，从而影响灭弧室的耐压特性。综上所述，现有的屏蔽罩技术的应用还有较大的提升空间。

目前，多重屏蔽罩结构的研究，以及无屏蔽罩结构真空灭弧室结构的研究也取得了一定的进展。多重屏蔽罩结构主要是指通过多重屏蔽罩的组合，实现屏蔽罩对于耐受电压的多级分压，从而提高灭弧室内部的耐压特性。无屏蔽罩结构是利用电弧燃弧之后在绝缘外壳内部形成金属蒸气的沉积层以及特殊的绝缘外壳的结构设计，使得金属蒸气的沉积层在灭弧室开断过程中起到了屏蔽罩了作用，从而在实现了功能的基础上，简化了灭弧室内部的结构设计和组成。

但是，在实际的应用中，上述多重屏蔽罩结构主要应用在四节绝缘外壳的真空灭弧室中，而无屏蔽罩结构设计由于自身设计的局限，也主要是应用在较低电压等级的真空灭弧室设计中。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳设计及其应用的真空灭弧室，结合了多重屏蔽罩以及无屏蔽罩结构设计的优势，解决了多重屏蔽罩结构在现有两节绝缘外壳灭弧室应用的问题。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳，包括相连接的第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113,设置在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113连接端的中央屏蔽罩106，分别设置在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113非连接端的第一端部屏蔽罩102和第二端部屏蔽罩115；所述第一绝缘外壳103内壁和第二绝缘外壳113内壁的对称位置上分别一体化设置有第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114，所述第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114的中间部分分别与第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113一体连接，两侧分别与第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113的主体之间形成凹槽；利用第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114表面在电弧燃弧后形成的金属蒸气沉积层在开断过程中所起到的屏蔽罩功能与中央屏蔽罩106以及第一端部屏蔽罩102和第二端部屏蔽罩115的组合，形成多重屏蔽罩结构，这种多重屏蔽罩结构中的屏蔽结构从上到下依次是第一端部屏蔽罩102、第一凸起台状结构104表面的金属蒸气沉积层、中央屏蔽罩106、第二凸起台状结构114表面的金属蒸气沉积层和第二端部屏蔽罩115。

所述第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114分别设置在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113距其下端三分之二部位，与中央屏蔽罩106、第一端部屏蔽罩102和第二端部屏蔽罩115的位置相配合，以保证各个屏蔽罩间隙的电压耐受能力。

所述第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳104的材料为陶瓷或微晶玻璃。

一种真空灭弧室，包括上述所述的带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳。

本发明带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳设计及其应用的真空灭弧室，在两节绝缘外壳的真空灭弧室中实现了多重屏蔽罩的结构组合。应用多重屏蔽罩的功能设计，可以进一步的提高两节绝缘外壳真空灭弧室的耐压特性。此外，通过多重屏蔽罩在两节绝缘壳体真空灭弧室中的应用，由于多重屏蔽罩较好的耐压特性，为真空灭弧室的小型化提供了可能。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)多重屏蔽罩结构简单；与传统的多重屏蔽罩相比，本发明中由于利用了绝缘壳体的结构设计，因此，不需要额外增加灭弧室内部金属材质的连接屏蔽罩，简化了多重屏蔽罩的结构。

2)实现了多重屏蔽罩结构在两节绝缘外壳灭弧室中的应用；传统的多重屏蔽罩主要是应用在四节绝缘壳体的真空灭弧室中。在四节绝缘壳体的三个连接处分别布置了第一连接屏蔽罩、中央屏蔽罩和第二连接屏蔽罩。本发明利用了绝缘壳体的结构设计，避免了两节绝缘壳体对于多重屏蔽罩应用的制约。

3)为真空灭弧室的进一步小型化提供了可能；传统的两节瓷壳的真空灭弧室在灭弧室小型化的过程中，由于传统屏蔽罩结构耐压特性的制约而受到局限。通过本发明的带有屏蔽罩结构的绝缘外壳的应用，可以在小尺寸条件下充分利用了多重屏蔽罩的耐压特性，使得灭弧室小型化不受屏蔽罩结构耐压特性的制约。

附图说明

图1是本发明的带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳的多重屏蔽罩组合结构的示意图。

图2是本发明的带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳的示意图。

图3是本发明的应用了有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其组合的多重屏蔽罩结构的真空灭弧室的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳的多重屏蔽罩组合结构的示意图。带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳103的端部与另外一个带有屏蔽罩功能结构的第二绝缘外壳113的相同的端部连接，形成真空灭弧室的绝缘外壳。第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114对称分布在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113连接缝的上下两侧。在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113组合体内侧，从上到下依次分布有第一端部屏蔽罩102、中央屏蔽罩106与第二端部屏蔽罩115。这种结构的组合，在真空电弧燃弧之后，第一凸起台状结构104与其对称的第二凸起台状结构114的凸台的表面会形成金属蒸气沉积层。根据金属蒸气沉积层在开断过程中在一定程度上所起到的屏蔽罩的作用，因此，在沉积层形成后，这种组合设计就会组合成为一种多重屏蔽罩结构。这种多重屏蔽罩的结构中的屏蔽结构从上到下依次是第一端部屏蔽罩102、第一凸起台状结构104表面的金属蒸气沉积层、中央屏蔽罩106、第二凸起台状结构114表面的金属蒸气沉积层和第二端部屏蔽罩115。其中第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114表面金属沉积层起到了传统多重屏蔽罩中连接屏蔽罩的作用。

如图2所示，为本发明的带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳的示意图。第二绝缘外壳的结构同第一绝缘外壳。带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳103可以是陶瓷材料，也可以是微晶玻璃或者其他绝缘材料。在绝缘外壳103三分之二部位带有第一凸起台状结构104。第一凸起台状结构104中间部分与第一绝缘外壳103一体连接，第一凸起台状结构104两侧与第一绝缘外壳103主体之间形成凹槽。在燃弧过程中，第一凸起台状结构104表面不可避免的会有金属蒸气沉积层形成，在开断过程中会起到一定的屏蔽罩的作用。此外，第一凸起台状结构104与第一绝缘外壳103之间存在凹槽，通过凹槽的设计，使得燃弧过程中凹槽内部不会有金属蒸气沉积层形成，避免了第一绝缘壳体103内部的金属蒸气沉积层以及第一凸起台状结构104表面的金属蒸气沉积层连通成一体，使得第一凸起台状结构104表面的金属蒸气沉积层失去屏蔽的功能。

如图3所示，本发明的应用了带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳及其组合的多重屏蔽罩结构的真空灭弧室的剖视图。如图所示，本发明中的多重屏蔽罩结构的真空灭弧室应用了带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113。带有屏蔽罩功能结构的第一绝缘外壳103的端部与另外一个带有屏蔽罩功能结构的第二绝缘外壳113的相同的端部连接，形成真空灭弧室的绝缘外壳。带有屏蔽罩功能结构的第二各自拥有第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114。第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114对称分布在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113连接缝的上下两侧。在第一绝缘外壳103和第二绝缘外壳113组合体内侧，从上到下依次分布有第一端部屏蔽罩102、中央屏蔽罩106与第二端部屏蔽罩115。在燃弧之后，第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114表面会形成金属蒸气的沉积层，此金属蒸气的沉积层在开断过程中起到连接屏蔽罩的作用。固有的第一端部屏蔽罩102、中央屏蔽罩106与第二端部屏蔽罩115，结合第一凸起台状结构104和第二凸起台状结构114表面会形成金属蒸气的沉积层，共同组合成为一种多重屏蔽罩结构。这种多重屏蔽罩的结构中的屏蔽结构从上到下依次是第一端部屏蔽罩102、第一凸起台状结构104表面的金属蒸气沉积层、中央屏蔽罩106、第二凸起台状结构114表面的金属蒸气沉积层和第二端部屏蔽罩115。灭弧室中的导杆以及触头的布置与传统灭弧室相同。从上到下依次是灭弧室静端盖板101以及从灭弧室静端盖板101中心穿过的静端导杆105。静端触头107连接在静端导杆105的下端。灭弧室动端盖板116置于灭弧室下侧，通过波纹管112与动端导杆111连接。在动端导杆111上方连接有动端触头108。灭弧室中所应用的触头结构既包含纵向磁场触头结构，也包含横向磁场触头结构。

本发明不局限于上述优选实施方式，本领域的技术人员可以根据本发明的教导对本发明的带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳以及应用了带有屏蔽罩功能结构组合的多重屏蔽罩结构的真空灭弧室。所有这些修改和变化均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳，包括相连接的第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113),设置在第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113)连接端的中央屏蔽罩(106)，分别设置在第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113)非连接端的第一端部屏蔽罩(102)和第二端部屏蔽罩(115)；其特征在于：所述第一绝缘外壳(103)内壁和第二绝缘外壳(113)内壁的对称位置上分别一体化设置有第一凸起台状结构(104)和第二凸起台状结构(114)，所述第一凸起台状结构(104)和第二凸起台状结构(114)的中间部分分别与第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113)一体连接，所述第一凸起台状结构(104)和第二凸起台状结构(114)两侧分别与第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113)的主体之间形成凹槽；利用第一凸起台状结构(104)和第二凸起台状结构(114)表面在电弧燃弧后形成的金属蒸气沉积层在开断过程中所起到的屏蔽罩功能与中央屏蔽罩(106)以及第一端部屏蔽罩(102)和第二端部屏蔽罩(115)的组合，形成多重屏蔽罩结构，这种多重屏蔽罩结构中的屏蔽结构从上到下依次是第一端部屏蔽罩(102)、第一凸起台状结构(104)表面的金属蒸气沉积层、中央屏蔽罩(106)、第二凸起台状结构(114)表面的金属蒸气沉积层和第二端部屏蔽罩(115)。

2.根据权利要求1所述的一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳，其特征在于：所述第一凸起台状结构(104)和第二凸起台状结构(114)分别设置在第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(113)距其下端三分之二部位，与中央屏蔽罩(106)、第一端部屏蔽罩(102)和第二端部屏蔽罩(115)的位置相配合。

3.根据权利要求1所述的一种带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳，其特征在于：所述第一绝缘外壳(103)和第二绝缘外壳(104)的材料为陶瓷或微晶玻璃。

4.一种真空灭弧室，其特征在于：包括权利要求1至3任一项所述的带有屏蔽罩功能结构的绝缘外壳。