CN105679596A - 一种超高电压真空绝缘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高电压真空绝缘装置，其中的真空腔室划分为第一真空腔室和第二真空腔室，第一真空腔室的一端和所述第二真空腔室的一端相通；第一真空腔室的另一端设置有接地端接口；第二真空腔室的另一端设置有高压端接口；并且将接地线接入第一真空腔室，将高压线接入第二真空腔室。另外，第一真空腔室、所述第二真空腔室、所述接地端接口、所述高压端接口、所述高压线外表都采用绝缘材料，并且在所述第二真空腔室中，所述高压线对应腔室内壁设置有绝缘涂层，可以有效地避免高压电在绝缘装置中产生电弧，有效地保证该装置的绝缘性能与寿命。

Description

一种超高电压真空绝缘装置

技术领域

本申请涉及高电压与绝缘技术领域，尤其涉及一种超高电压真空绝缘装置。

背景技术

设备中的双电极结构，由于处于空气介质中，其耐压性较差，很容易被击穿。主要的原因在于，空气中存在的少量自由电子在电场作用下高速度运动，与气体分子碰撞产生更多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，进一步产生更多的电子和离子，这一雪崩式的电离过程会在电极间形成放电通道，产生电弧，最终导致电极击穿。

而由于真空设备中的腔室环境是真空环境，因此真空设备中的双电极结构发生雪崩式电击穿的概率极低。这是因为，在真空环境中，气体分子数量极少，即使电极间隙中存在的电子在电场作用下从一个电极高速飞向另一个电极，也很少有机会与气体分子碰撞。

但是真空设备中的电极也会发生电极间击穿，导致电极间电击穿的原因通常是超高电压引发的场致发射现象、微放电现象、或微粒现象。例如，真空断路器在超高强度电场作用下，由电极析出大量金属蒸气而引发的击穿，才是引起绝缘破坏的主要因素。

目前的技术都是为了避免设备在超高压情况下导致双电极击穿的情况出现而在各方面进行改进。例如，在高压真空断路器中，将绝缘拉杆的下端伸入到传动箱体中和传动轴连接，传动轴通过轴承安装在传动箱体中，传动轴依次通过分合闸拐臂、机构拉杆、机构连接拐臂和机构箱体连接，分闸弹簧一端和传动轴连接，另一端和操作机构连接。但是在高压真空断路器中，整套装置只是通过外包的绝缘层进行绝缘，在超高电压情况下，大量电弧的产生会使设备的绝缘性能变差，进而导致安全问题。

另外的技术则考虑如何对设备进行灭弧作用，例如某种断路器，则以防止真空环境中双电极结构击穿为目的，在操纵机构的驱动下，主轴、绝缘杆和摆杆使触动式开关动作，从而进行电源的导通和断开。设置在接触板上的静触头将短路器在结合和分断过程中产生的电弧，引导到接触板上，再由导弧板将电弧引入灭弧装置进行灭弧，最终达到灭弧的目的。然而在上述现有技术方案中，实际上并没有从根本上消除电弧的产生，而是通过一种方式将电弧进行传导、中和，在超高电压情况下绝缘的可靠性无法得到充分地保障，绝缘性差。

发明内容

本发明了提供了一种超高电压真空绝缘装置，能够在超高电压的情况下抑制电弧产生，提高绝缘性，以解决现有的设备的绝缘方式绝缘性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超高电压真空绝缘装置，包括：

真空腔室，所述真空腔室包括第一真空腔室和第二真空腔室；其中，所述第一真空腔室的一端和所述第二真空腔室的一端相通；

所述第一真空腔室的另一端设置有接地端接口；接地线从所述接地端接口穿入并设置在所述第一真空腔室中；

所述第二真空腔室的另一端设置有高压端接口；高压线从所述高压端接口中穿入并设置在所述第二真空腔室中；在所述第二真空腔室中，所述高压线对应腔室内壁设置有绝缘涂层；

所述第一真空腔室、所述第二真空腔室、所述接地端接口、所述高压端接口、所述高压线外表都采用绝缘材料。

优选的，所述高压线外表覆盖有聚四氟乙烯。

优选的，所述接地端接口的接口材料为聚四氟乙烯。

优选的，所述高压端接口的接口材料为聚四氟乙烯或者陶瓷。

优选的，所述第一真空腔室材料为陶瓷或聚四氟乙烯。

优选的，所述第二真空腔室的材料为玻璃。

优选的，所述绝缘涂层具体为聚四氟乙烯涂层。

优选的，所述真空腔室的体积和所述高压线的电压成正比。

优选的，所述高压线和所述接地线两者的距离和所述高压线的电压成正比。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开一种超高电压真空绝缘装置，其中的真空腔室划分为第一真空腔室和第二真空腔室，第一真空腔室的一端和所述第二真空腔室的一端相通；第一真空腔室的另一端设置有接地端接口；第二真空腔室的另一端设置有高压端接口；并且将接地线接入第一真空腔室，将高压线接入第二真空腔室。另外，第一真空腔室、所述第二真空腔室、所述接地端接口、所述高压端接口、所述高压线外表都采用绝缘材料，并且在所述第二真空腔室中，所述高压线对应腔室内壁设置有绝缘涂层，可以有效地避免高压电在绝缘装置中产生电弧，有效地保证该装置的绝缘性能与寿命。

进一步的，真空绝缘装置在高压端接口处进行特殊材料设计，如聚四氟乙烯，陶瓷等。能够使第二真空腔与高压线结合的更加紧密，在保证绝缘可靠性的同时也保证了第二真空腔内真空的有效期。

附图说明

图1为本发明实施例中超高电压真空绝缘装置的结构示意图。

附图标记说明：地端1、第一真空腔室2、第二真空腔室3、所述高压端接口4、高压线5、接地端接口6。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

在本发明实施例中，公开了一种超高电压真空绝缘装置，能够对十万伏及以上级别的超高电压进行绝缘。

参看图1，本发明的装置主要包括真空腔室。整个真空腔室都采用绝缘材料制作，例如聚四氟乙烯、陶瓷、玻璃、橡胶等等。虽然整个真空腔室都采用绝缘材料，但是整个真空腔室不仅限于只采用一种绝缘材料制作，不同的真空段可以采用不同的绝缘材料制作，后续将进行详细的介绍。

另外，真空腔室的大小可随着需要绝缘电压的大小(即：高压线的电压)来调整，绝缘电压越大真空腔室越大。所述真空腔室的体积和所述高压线5的电压成正比。

下面介绍真空腔室的结构。

所述真空腔室包括第一真空腔室2和第二真空腔室3。

第一真空腔室2也称作低压真空腔室，主要用来放置接地线。第二真空腔室3也称作高压真空腔室，主要用来放置高压线。

所述第一真空腔室2的一端和所述第二真空腔室3的一端相通。所述第一真空腔室2的另一端设置有接地端接口6；接地线的一端从所述接地端接口6穿入并设置在所述第一真空腔室2中，接地线的另一端连接地端1(即：接地)。

所述第二真空腔室3的另一端设置有高压端接口4；高压线5从所述高压端接口4中穿入并设置在所述第二真空腔室3中。

在超高压高真空中，由于气体分子十分稀少，气体分子的碰撞游离对击穿已经不起作用，击穿电压表现出和电极材料有较强的相关性，因此，所述第一真空腔室2、所述第二真空腔室3、所述接地端接口6、所述高压端接口4、所述高压线5外表都采用绝缘材料，能够有效地防止电弧的产生，避免高压电在真空腔中产生电弧而影响本发明的绝缘装置的使用寿命。

由于第一真空腔室2和第二真空腔室3放置的线缆不同，因此两者可采用不同的绝缘材料制作。

例如，第一真空腔室2材料为陶瓷或聚四氟乙烯。所述第二真空腔室3的材料为玻璃。当然，两者也可以采用其他材料制作，具体的制作材料可以根据实际情况而定。

将第一真空腔室2和第二真空腔室3利用绝缘材料设置成绝缘腔室，可以有效地避免高压电在绝缘装置中产生电弧，有效地保证该装置的绝缘性能与寿命。

另外，本发明还对接地端接口6和高压段接口4都做了绝缘处理。

具体来说，所述接地端接口6的接口材料也采用了绝缘材料，例如聚四氟乙烯。高压端接口4的接口材料也采用了绝缘材料，例如聚四氟乙烯或者陶瓷。该真空绝缘装置在高压端接口4进行特殊材料设计，如聚四氟乙烯，陶瓷等。能够使第二真空腔与高压线5结合的更加紧密，在保证绝缘可靠性的同时也保证了第二真空腔内真空的有效期。

即便第一真空腔室2和第二真空腔室3相通，处于第一真空腔室2的接地线和处于第二真空腔室3的高压线5也是具有一定距离的。并且，两者的距离会随着所要绝缘电压的大小进行调整。具体来讲，需要绝缘的电压越高，真空腔室的体积越大，而高压线5与接地线之间的距离也越大。高压线5和所述接地线两者的距离和所述高压线5的电压成正比。这样做的目的是，防止电压过高，而高压线5和接地线距离过近而引起电弧。因此，高压线5与接地线之间的距离需要随着绝缘电压的大小进行相应的调整，当然，具体的调整数据则根据实际情况而定，在此本发明不做限制。

为了进一步防止高压线5的放电现象，高压线5在原本具有绝缘外皮包裹的情况下，在绝缘外皮上还覆盖有聚四氟乙烯。以增强高压线5外表的绝缘功能，防止其放电。

另外，在所述第二真空腔室3中，所述高压线5对应腔室内壁设置有绝缘涂层。实际上，高压线5从高压端接口4穿入之后，其和第二真空腔室3是近似平行的关系。因此，高压线5在第二真空腔室3中，对应有一段腔室内壁，该腔室内壁的长度等于高压线5在第二真空腔室3中的长度。而为了防止高压线5进一步放电产生电弧，在高压线5对应腔室内壁设置有绝缘涂层。绝缘涂层的绝缘材料实际上也可以使用多种，例如聚四氟乙烯涂层、陶瓷涂层、玻璃涂层等等。本发明优选聚四氟乙烯涂层。设置有绝缘涂层的腔室内壁长度与高压线5在第二真空腔内的长度一致，这样可以有效地避免高压电与第二真空腔室3之间产生电弧，有效地保证该装置的绝缘性能与寿命。当然，本发明还可以将整个第二真空腔室3内部都设置绝缘涂层，以避免高压线5长于绝缘涂层长度导致电弧产生的情况出现。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开一种超高电压真空绝缘装置，其中的真空腔室划分为第一真空腔室和第二真空腔室，第一真空腔室的一端和所述第二真空腔室的一端相通；第一真空腔室的另一端设置有接地端接口；第二真空腔室的另一端设置有高压端接口；并且将接地线接入第一真空腔室，将高压线接入第二真空腔室。另外，第一真空腔室、所述第二真空腔室、所述接地端接口、所述高压端接口、所述高压线外表都采用绝缘材料，并且在所述第二真空腔室中，所述高压线对应腔室内壁设置有绝缘涂层，可以有效地避免高压电在绝缘装置中产生电弧，有效地保证该装置的绝缘性能与寿命。

进一步的，真空绝缘装置在高压端接口处进行特殊材料设计，如聚四氟乙烯，陶瓷等。能够使第二真空腔与高压线结合的更加紧密，在保证绝缘可靠性的同时也保证了第二真空腔内真空的有效期。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，包括：

真空腔室，所述真空腔室包括第一真空腔室和第二真空腔室；其中，所述第一真空腔室的一端和所述第二真空腔室的一端相通；

所述第一真空腔室的另一端设置有接地端接口；接地线从所述接地端接口穿入并设置在所述第一真空腔室中；

所述第二真空腔室的另一端设置有高压端接口；高压线从所述高压端接口中穿入并设置在所述第二真空腔室中；在所述第二真空腔室中，所述高压线对应腔室内壁设置有绝缘涂层；

所述第一真空腔室、所述第二真空腔室、所述接地端接口、所述高压端接口、所述高压线外表都采用绝缘材料。

2.如权利要求1所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述高压线外表覆盖有聚四氟乙烯。

3.如权利要求1所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述接地端接口的接口材料为聚四氟乙烯。

4.如权利要求1所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述高压端接口的接口材料为聚四氟乙烯或者陶瓷。

5.如权利要求1所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述第一真空腔室材料为陶瓷或聚四氟乙烯。

6.如权利要求1所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述第二真空腔室的材料为玻璃。

7.如权利要求1-6中任一权利要求所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述绝缘涂层具体为聚四氟乙烯涂层。

8.如权利要求1-6中任一权利要求所述的一种超高电压真空绝缘装置，其特征在于，所述真空腔室的体积和所述高压线的电压成正比。