CN109449041B - 一种内置散热器的固封极柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内置散热器的固封极柱，包括绝缘壳体，绝缘壳体中设有灭弧室，灭弧室下部的动导电杆上设有转接导体，绝缘壳体上设有与转接导体导电连接的下出线端子，转接导体上设有散热器，绝缘壳体设有沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体的散热风道，散热风道具有与绝缘壳体的内腔连通的内端口和与固封极柱外部空间连通的外端口。为了在提高散热效果的同时又不增加固封极柱径向尺寸，绝缘壳体上设置沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体的散热风道，散热器附近的空气受热后通过散热风道流动到固封极柱外部，提高固封极柱的散热能力。

Description

一种内置散热器的固封极柱

本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2016年12月26日，原申请的申请号：201611219998.X，原申请的发明名称：一种内置散热器的固封极柱。

技术领域

本发明涉及一种内置散热器的固封极柱。

背景技术

近年来，智能化、小型化、长寿命逐渐成为开关设备发展的主流方向，固封极柱式真空断路器已逐渐取代敞开式真空灭弧室或用绝缘筒罩着灭弧室的真空断路器，成为开关设备的一种趋势。固封极柱式真空断路器是将真空灭弧室及导电端子等零件用环氧树脂通过APG工艺包封成极柱，然后与操动机构组装成断路器，固封极柱的结构不但减少了装配环节，提高了机械可靠性，还提高了灭弧室耐受电压水平，防止真空灭弧室受外界污秽、凝露及机械力等影响，为断路器免维护创造了条件。

固封极柱包括上、下出线端子和真空灭弧室，下出线端子和真空灭弧室的动导电杆通过软连接或者滑触连接方式连接，以此形成主导电回路。随着科学技术的进步，以及我国电力建设的需要，断路器电流等级的提高势在必行。随着电流等级的提高，就要求固封极柱式真空断路器的一次导电回路的通流能力、散热性进一步提升、改善，同时对真空灭弧室和固封极柱的内部结构提出了更高的要求。

现有的大电流固封极柱，由于受真空灭弧室动导电杆端面直径和通电导体散热等限制，多采用滑触连接方式，此种方式虽然解决了大电流固封极柱通流问题，但其结构复杂，装配过程繁琐，成本较高且由于结构紧密导致散热效果不佳。

也有采用如申请公布号为CN104332351A的发明专利申请中所公开的软连接装置实现动导电杆与下出线端子的导电连接的，软连接装置包括与转接导体固定配合的中间部和设置于中间部边缘处的两个以上的用于与下出线端子固定配合的翼部、这种软连接装置结构复杂，同时也对下出线端子的相应结构提出了较高要求，设计、安装过程繁琐，操作较为麻烦。在小电流固封极柱上，也有通过单片软连接实现下出线端子和真空灭弧室的动导电杆的连接，软连接位于下出线端子的上端面与动导电杆的下端面之间，下出线端子与真空灭弧室的动导电杆之间采用端面连接方式。如授权公告号为CN201927535U的实用新型专利中所公开的固封极柱就采用上述的这种软连接方式。此种方式结构简单，安装简便、成本低，但是软连接与动导电杆、软连接与下出线端子的接触面积小，软连接的存在通流能力低的问题，因而，该连接方式不适用于大电流固封极柱。而如果直接采用截面面积较大的软连接来保证通流能力的话，无法有效保证软连接的灵活性，并且，截面面积较大的软连接的散热性能也不好，对固封极柱的散热能力提出了较高的要求。

在授权公告号为CN201796805U的中国实用新型专利中公开了一种真空断路器用大电流固封极柱，包括绝缘壳体，绝缘壳体中封装有灭弧室和上触臂，真空灭弧室的动端装配有带散热片的导电夹，该导电夹用于与固封极柱的下出线端子导电连接，并且，上触臂为空心触臂，在上触臂的尾端设有触臂散热片，在绝缘壳体中设有沿上下方向延伸贯通的通风道，当将大电流固封极柱作为配件设在开关柜中时，在开关柜中风机的作用下，冷空气进入极柱内，经通风道将导电夹上的散热片和触臂散热片散热的热量迅速排出极柱外，提高固封极柱使用寿命和安全性能。但是，上述的固封极柱中，在绝缘壳体上设置上下延伸贯通的通风道实现通风散热，虽然效果较好，但是会导致整个绝缘壳体的径向尺寸较大，不利于固封极柱的小型化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内置散热器的固封极柱，以解决现有技术中在固封极柱的绝缘壳体上设置沿上下方向延伸贯通的通风道导致固封极柱径向尺寸较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的内置散热器的固封极柱的技术方案是：一种内置散热器的固封极柱，包括绝缘壳体，绝缘壳体中设有灭弧室，灭弧室下部的动导电杆上设有转接导体，绝缘壳体上设有与转接导体导电连接的下出线端子，转接导体上设有散热器，所述绝缘壳体设有沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体的散热风道，散热风道具有与绝缘壳体的内腔连通的内端口和与固封极柱外部空间连通的外端口。

所述散热风道布置在所述绝缘壳体上与所述散热器对应的壳体区域处，所述散热风道水平延伸，散热风道的内端口位于绝缘壳体的内周面上，散热风道的外端口位于绝缘壳体的外周面上。

所述散热风道中设有中间隔断，中间隔断将散热风道分为沿绝缘壳体周向分布的两个风道支路。

所述散热器为具有冷却风道的散热支架，散热支架具有套装在转接导体外的环套本体。

所述环套本体包括内套体部分、外套体部分及布置在两套体部分之间的连接体部分，所述冷却风道设置在连接体部分上且沿上下方向延伸且贯穿整个连接体部分。

所述转接导体外周上设有台阶面朝上的台阶结构，环套本体具有与台阶结构对应以使得环套本体套装在转接导体外的阶梯孔，阶梯孔具有朝下的与所述台阶面支撑配合的阶梯面。

所述转接导体通过软连接装置与下出线端子导电连接，下出线端子位于所述转接导体的外侧，软连接装置具有与转接导体底端连接的内连接端和与下出线端子连接的外连接端，所述环套本体的下端向下延伸至所述软连接装置的内连接端外侧，所述环套本体的套壁上对应所述软连接装置的位置处设有避让缺口。

所述转接导体底端的朝向所述避让缺口的外边沿处具有倒角斜面。

所述软连接装置包括作为并联导电支路沿上下方向依次间隔布置的至少两片软连接，任意相邻的两片软连接之间均留有活动间隙。

任意相邻的两片软连接之间垫设有用于形成所述活动间隙的间隔垫块。

所述绝缘壳体的位于所述下出线端子下方的壳体段形成通风通道，通风通道的通道壁上设有沿上下方向延伸的内伞裙。

本发明的有益效果是：本发明所提供的内置散热器的固封极柱中，在转接导体上设有散热器，为了在提高散热效果的同时又不增加固封极柱径向尺寸，在绝缘壳体设有沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体的散热风道，散热器附近的空气受热后可通过散热风道流动到固封极柱外部，提高固封极柱的散热能力。

与现有的大电流固封极柱结构形式相比，本发明提出的固封极柱创新设计了散热方式，散热能力强，并有较大的温升裕度，极大提高了固封极柱的热稳定性和可靠性。此外，固封极柱的软连接装置的通流能力强，结构简单，不仅有利于安装，提高生产效率，而且能够节约成本。

附图说明

图1为本发明所提供的内置散热器的固封极柱的一种实施例的结构示意图；

图2为图1中软连接装置与转接导体连接部分的结构示意图；

图3为图2的左侧示意图；

图4为图2中软连接装置的结构示意图；

图5为图2中散热器的结构示意图；

图6为图2中转接导体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明所提供的内置散热器的固封极柱的具体实施例，如图1至图6所示，该实施例中的内置散热器的固封极柱包括整体上沿上下方向延伸的绝缘壳体3，绝缘壳体3中设有灭弧室2，绝缘壳体3上设有上出线端子18和下出线端子1，上出线端子18与灭弧室2的静端导电连接，下出线端子1与灭弧室2的动端导电连接。并且，在上出线端子18上设有上散热片16以改善上出线端子18的散热性能。灭弧室2、上出线端子18及下出线端子1与绝缘壳体3的装配连接关系均属于现有技术，在此不再过多赘述。

灭弧室2的动端包括沿上下方向延伸的动导电杆9，动导电杆9通过螺纹连接的方式与绝缘拉杆8紧固装配，绝缘拉杆8则由对应断路器的操动机构驱动，绝缘拉杆8带动动导电杆9沿上下方向往复动作，以实现灭弧室的的合闸、分闸操作。

动导电杆9上固设有转接导体7，转接导体7具有与动导电杆9吻合插接的安装孔，此处的动导电杆9的外周面为锥形结构，转接导体7上的安装孔则为相应的锥孔结构，在转接导体7与动导电杆装配时，形成锥面配合，结合紧密，通流能力不会因接触不良而降低。转接导体7上还设有供绝缘拉杆8穿过的转接导体通孔14和用于通过紧固螺钉将转接导体与软连接装置的内连接端紧固装配的上螺纹孔15。

转接导体7通过软连接装置20与下出线端子1导电连接，下出线端子1位于转接导体7的外侧，软连接装置20具有与转接导体底端连接的内连接端和与下出线端子连接的外连接端。本实施例中，软连接装置20包括作为并联导电支路沿上下方向依次间隔布置的两片软连接，两片软连接为上片软连接6和下片软连接4，两片软连接之间留有活动间隙21，此处的活动间隙21一方面可以提高可提高软连接装置的灵活性，另一方面可提高软连接装置的散热性能。另外，为进一步地提高软连接装置的灵活性，两片软连接中间分别具有向上的波浪形凸起。

本实施例中，为保证两片软连接之间的活动间隙，在两片软连接之间垫设有间隔垫块5，两片软连接分别具有形成内连接端的内导电端和形成外连接端的外导电端，上述的间隔垫块5位于两片软连接的内导电端之间，此处的间隔垫块5及两片软连接的内导电端焊接在一起形成软连接装置20的内连接端，在软连接装置的内连接端上设有贯穿的供绝缘拉杆穿过的拉杆穿孔12和下螺纹安装孔13，装配时，利用紧固螺钉将软连接装置的内连接端与转接导体的底端固定装配在一起。绝缘拉杆8则穿过软连接装置的内导电端上设有的拉杆穿孔12，并且，绝缘拉杆8上与拉杆穿孔12下端孔口对应的位置处设有轴肩，在轴肩上装配有弹簧垫圈、平垫圈以与软连接装置的内连接端的下端面配合。

另外，两片软连接的外导电端与下出线端子1焊接，并且，在下出线端子1上设有两个间隔分布的安装槽，两片软连接的外导电端焊装在相应的安装槽中，这种间隔的安装槽利于在两片软连接之间形成相应的活动间隙21。

需要说明的是，由于绝缘拉杆8将通过动导电杆9带着转接导体7及软连接装置20的内连接端在上下方向上往复移动，而软连接装置20的外连接端和下出线端子是固定不动的，为避免对软连接装置造成干涉，上述转接导体7底端的朝向软连接装置的外连接端的外边沿处具有倒角斜面22。

本实施例中，软连接装置采用上下两片软连接，而且这两片软连接的一端通过间隔垫块焊接在一起，另一端焊接在下出线端子上，这种结构在保证软连接装置灵活性的同时提高了其通流能力。

本实施例中，为提高整个固封极柱的热稳定性和可靠性，在转接导体7上设有散热器，此处的散热器具体为具有冷却风道104的散热支架10，并且，在绝缘壳体3上设有沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体3的散热风道11，此处的散热风道水平延伸，散热风道11位于灭弧室2下方，散热风道11具有与绝缘壳体3的内腔连通的内端口和与固封极柱外部空间连通的外端口。

需要说明的是，此处散热风道水平延伸主要是用于固封极柱浇筑完成后方便脱模。

实际上，散热风道11布置在绝缘壳体上与散热支架10对应的壳体区域处，散热风道位于下出线端子的上方，本实施例中，散热风道11正对散热支架布置。散热风道11的内端口位于绝缘壳体的内周面上，散热风道11的外端口位于绝缘壳体的外周面上。而且，上述的散热风道中设有中间隔断24，中间隔断24将散热风道11分为沿绝缘壳体周向分布的两个风道支路。

本实施例中，散热支架10具有套装在转接导体外的环套本体，为方便安装，转接导体7外周上设有台阶面朝上的台阶结构23，环套本体则具有与台阶结构对应以使得环套本体套装在转接导体外的阶梯孔，阶梯孔具有朝下的与转接导体7上的台阶面支撑配合的阶梯面。这种台阶装配方式简单方便，便于布置。

需要特别说明的是，本实施例中的环套本体包括一体设置的内套体部分103、外套体部分101及布置在两套体部分之间的连接体部分102，环套本体的冷却风道104设置在连接体部分102上且沿上下方向延伸且贯穿整个连接体部分102。

本实施例中，环套本体的冷却风道104布置在连接体部分102上，这样，在外套体部分的外周面不设置冷却风道，不仅避免对其他部件的安装造成影响，还可避免对固封极柱内部的电场造成其他影响。

另外，为进一步地的提高通风冷却的效果，可使散热支架的环套本体的内孔与转接导体对应吻合贴合。

为增强对软连接装置的散热效果，环套本体的下端向下延伸至软连接装置的内连接端外侧，对应的，环套本体的套壁上对应所述软连接装置的位置处设有避让缺口，实际上，转接导体7底端外边沿处设置的倒角斜面22也是正对避让缺口布置的。

本实施例中，绝缘壳体3的位于下出线端子1下方的壳体段形成通风通道，通风通道的下端为进风口。当散热支架附近的空气受热后通过散热风道流动到固封极柱外部，同时，固封极柱外部温度较低的空气则通过绝缘壳体下部的通风通道进入绝缘壳体内部，形成极柱内外热交换的循环，有效提高了固封极柱的散热能力。

而且，为进一步地提高散热效果，通风通道的通道壁上设有沿上下方向延伸的内伞裙17，内伞裙17位于下出线端子1下方，内伞裙17在保证绝缘爬距的情况下，增加了散热接触面积，从而提高了固封极柱的散热能力。

本实施例所提供的固封极柱中可按照下述方式装配转接导体、散热支架及软连接装置，先将散热支架10套装在转接导体7上，在将转接导体7吻合套装在动导电杆9下端的锥形结构上。将下出线端子1、下片软连接4、间隔垫块5和上片软连接6焊接而成的组件通过螺钉安装到绝缘壳体上上设有的下出线孔中。然后，采用紧固螺钉将软连接装置的内连接端与转接导体紧固装配在一起，并用绝缘拉杆8从固封极柱下方依次穿过弹簧垫圈、平垫圈、软连接装置上的拉杆穿孔12、转接导体通孔14后旋入动导电杆上具有的螺纹连接孔中，使软连接装置及转接导体与动导电杆紧固装配在一起。

由于软连接装置与下出线端子1采用焊接，软连接装置与转接导体7采用端面配合的螺钉连接，确保了转接导体7到下出线端子1的通流能力。转接导体7与动导电杆9采用锥面配合，结合紧密，通流能力不会因接触不良而降低。

而且，与现有的大电流固封极柱结构形式相比，本发明提出的固封极柱创新设计了散热方式，散热能力强，并有较大的温升裕度，极大提高了固封极柱的热稳定性和可靠性。此外，固封极柱的软连接通流能力强，结构简单，不仅有利于安装，提高生产效率，而且能够节约成本。

本实施例中，散热风道布置在绝缘壳体上与所述散热器对应的壳体区域处，优选的，散热风道正对散热支架布置。在其他实施例中，散热风道也可布置在于散热器周围对应的壳体区域处。只要散热风道沿径向延伸贯穿绝缘壳体，这样就无需增加绝缘壳体的厚度来设置风道，可直接在绝缘壳体上加工散热风道实现散热，避免增加固封极柱径向尺寸。

本实施例中，散热风道中设置中间隔断来形成两个风道支路，这样可以在保证通风散热面积的前提下，避免外界物体经散热风道进入固封极柱中。在其他实施例中，也可以省去中间隔断。

本实施例中，散热器为具有冷却风道的散热支架，在其他实施例中，散热器也可为现有技术中的散热片。

本实施例中，散热支架的内套体部分、外套体部分及连接体部分为一体成型结构，在其他实施例中，内套体部分、外套体部分及连接体部分也可以为固定装配在一起的分体部件。本实施例中，将冷却风道设置在处于外套体部分内侧的连接体部分上，在其他实施例中，也可将冷却风道布置在外套体部分的外周面上。

本实施例中，转接导体通过软连接装置与下出线端子导电连接，在其他实施例中，在满足散热器安装条件的情况下，转接导体也可通过现有的滑触方式实现与下出线端子的导电连接。当然，软连接装置可采用本实施例所提供的多片沿上下方向间隔布置的片式软连接，也可采用现有技术中其他的软连接装置。

Claims (6)

1.一种内置散热器的固封极柱，包括绝缘壳体，绝缘壳体中设有灭弧室，灭弧室下部的动导电杆上设有转接导体，绝缘壳体上设有与转接导体导电连接的下出线端子，转接导体上设有散热器，其特征在于：所述绝缘壳体设有沿绝缘壳体径向贯穿绝缘壳体的散热风道，散热风道具有与绝缘壳体的内腔连通的内端口和与固封极柱外部空间连通的外端口，所述散热器为具有冷却风道的散热支架，散热支架具有套装在转接导体外的环套本体，所述转接导体通过软连接装置与下出线端子导电连接，下出线端子位于所述转接导体的外侧，软连接装置具有与转接导体底端连接的内连接端和与下出线端子连接的外连接端，所述环套本体的下端向下延伸至所述软连接装置的内连接端外侧，所述环套本体的套壁上对应所述软连接装置的位置处设有避让缺口，所述软连接装置包括作为并联导电支路沿上下方向依次间隔布置的至少两片软连接，任意相邻的两片软连接之间均留有活动间隙。

2.根据权利要求1所述的内置散热器的固封极柱，其特征在于：所述散热风道布置在所述绝缘壳体上与所述散热器对应的壳体区域处，所述散热风道水平延伸，散热风道的内端口位于绝缘壳体的内周面上，散热风道的外端口位于绝缘壳体的外周面上。

3.根据权利要求1或2所述的内置散热器的固封极柱，其特征在于：所述转接导体外周上设有台阶面朝上的台阶结构，环套本体具有与台阶结构对应以使得环套本体套装在转接导体外的阶梯孔，阶梯孔具有朝下的与所述台阶面支撑配合的阶梯面。

4.根据权利要求1或2所述的内置散热器的固封极柱，其特征在于：所述转接导体底端的朝向所述避让缺口的外边沿处具有倒角斜面。

5.根据权利要求1或2所述的内置散热器的固封极柱，其特征在于：任意相邻的两片软连接之间垫设有用于形成所述活动间隙的间隔垫块。

6.根据权利要求1或2所述的内置散热器的固封极柱，其特征在于：所述绝缘壳体的位于所述下出线端子下方的壳体段形成通风通道，通风通道的通道壁上设有沿上下方向延伸的内伞裙。

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