CN110767482B - 一种气体绝缘金属封闭开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体绝缘金属封闭开关，其中包括密封壳体，密封壳体中固定设置有绝缘基座，绝缘基座上固定设置有静触头，静触头与母线连接，还包括动触头，动触头与静触头适配，密封壳体中还设置有热管和散热件，其中，热管的一端与绝缘基座相接，另一端与散热件相接，散热件有部分伸出密封壳体外且在伸出位置与密封壳体密封配合，热管吸收绝缘基座的热量并将其传递给散热件，并由散热件将热量散发到密封壳体外部；热管能够将绝缘基座的热量快速的传递至散热件上，并且，散热件有部分伸出密封壳体外，从而能够将热量散发至密封壳体外，从而能够加速绝缘基座的散热，也间接的降低了静触头的温度，避免了静触头的温度超标。

Description

一种气体绝缘金属封闭开关

技术领域

本发明涉及一种气体绝缘金属封闭开关。

背景技术

箱式气体绝缘金属封闭开关设备（简称C-GIS），是一种用于10-35kv或更高电压输配电系统以接受或分配电能并能对电力系统正常运行和故障情况下实行控制、保护、测量、监视、通讯等功能的新型开关设备，C-GIS是GIS的一种。

C-GIS金属封闭开关设备在中压领域因其体积小巧、尺寸紧凑等优点在电力系统配电及高铁配电站建设中得到大量应用。但C-GIS金属封闭开关设备一次导电主回路密封于一个封闭的气室内，主导电回路的热量不能与外界空气进行很好热交换，且内部由于是密闭的，气流几乎不流动；由于内部空间小，各元件间还需要绝缘，箱式气体绝缘金属封闭开关设备的散热是一大技术难题。

当电流上升到2500A及更高时，导电回路发热使得气室内温度急剧升高，易造成温升超标，特别是大电流的隔离开关部分更容易超标。传统C-GIS金属封闭开关设备用的隔离开关静触头，外表是圆柱形的，静触头固定在绝缘基座上，静触头的热量仅靠触头本体及绝缘基座本体散热，而绝缘基座的传导能力极差，绝缘层内部温度很高，触头温升很容易超标，给C-GIS金属封闭开关设备降温成为行业内亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体绝缘金属封闭开关，以解决现有技术中绝缘基座散热差、隔离开关静触头温升超标的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种气体绝缘金属封闭开关，包括：

密封壳体；

绝缘基座，固定在密封壳体中；

静触头，固定连接在绝缘基座上，连接有母线；

动触头，与静触头适配，动触头相对静触头移动实现开关的开合；

热管，位于密封壳体中；

散热件，位于密封壳体中；

热管的一端与绝缘基座相接，另一端与散热件相接，散热件有部分伸出密封壳体外且在伸出位置与密封壳体密封配合，热管吸收绝缘基座的热量并将其传递给散热件，并由散热件将热量散发到密封壳体外部。

本发明的有益效果在于：热管能够将绝缘基座的热量快速的传递至散热件上，并且，散热件有部分伸出密封壳体外，从而能够将热量散发至密封壳体外，从而能够加速绝缘基座的散热，也降低了静触头的温度，避免了静触头的温度超标。

进一步的，所述散热件为板式散热件。

有益效果：板式散热件的结构设置更加简单。

进一步的，板式散热件包括与壳壁平行设置的板段，板段的至少部分穿过壳壁并裸露在外，板段与壳壁之间密封配合。

有益效果：使板式散热件的板段与壳体平行设置且板段的至少部分穿过壳壁并裸露在外，减小板式散热件的板段占用密封壳体外的空间。

进一步的，板段上设有凸台结构，壳壁上设有供凸台伸出而裸露在密封壳体外的过孔。

有益效果：一方面能够方便板式散热件与壳壁之间的定位，另一方面能够方便板段与壳壁之间的密封。

所述板式散热件包括相互垂直的第一板段和第二板段，第二板段与壳壁平行，热管与第一板段平行且插装在第一板段内。

有益效果：热管与第一板段平行且插装在第一板段内，从而能够增加热管插入第一板段的深度，增加热管与第一板段之间的接触面积，增加热管与第一板段之间的导热效率。

进一步的，第一板段的端部与绝缘基座相接且与绝缘基座共同将热管包裹在内。

有益效果：使热管上的热量经过板式散热件传递至密封壳体外，避免热管与密封壳体中的气体发生热交换而增加气室的温度。

热管嵌装在绝缘基座内。

有益效果：增加了热管与绝缘基座的连接稳定性，使热管的外壁与绝缘基座紧贴，从而保证了热管与绝缘基座之间具有较好的导热效果。

静触头的外侧面设有散热翅片。

有益效果：增加静触头与气室中的气体接触面积，提高了静触头的散热效率。

所述热管设置有两根，两根热管间隔设置。

有益效果：满足热量传递的同时，方便散热件与热管之间的装配。

所述静触头与绝缘基座一体浇注成型。

有益效果：使静触头的热量能够直接传递至绝缘基座，保证了静触头与绝缘基座之间的热传递顺利进行。

附图说明

图1为本发明的气体绝缘金属封闭开关的实施例中显示动、静触头部分结构的立体示意图；

图2为图1所示结构的俯视图；

图3为图2中的B-B剖视图；

图4为图1所示结构的C向视图；

图5为本发明的气体绝缘金属封闭开关的实施例中显示动、静触头位置安装在密封壳体中的结构示意图。

图中：1-动触头；2-导电触指；3-静触头；4-铜排；5-绝缘基座；6-热管；7-板式散热件；8-第一板段；9-凸台；10-第二板段；100-密封壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的气体绝缘金属封闭开关的实施例作进一步说明。

本发明以用在C-GIS中的气体绝缘金属封闭开关为例进行介绍，其他实施例中，气体绝缘金属封闭开关还可以为用在主母线三相共筒的GIS、全三相共筒的GIS或者复合式或称混合的GIS中。

如图1-5所示，气体绝缘金属封闭开关包括密封壳体100，密封壳体100中设置有隔离开关，本实施例中，隔离开关包括静触头3和与静触头3插接适配的动触头1，静触头3通过绝缘基座5固定在密封壳体中，具体的，绝缘基座5的下端设置有连接法兰，绝缘基座5通过连接法兰与密封壳体固定连接。绝缘基座5的材质为环氧树脂，静触头3的材质为铜，静触头3与绝缘基座5一体浇注成型。静触头3具有开口朝向动触头1的插接腔，插接腔的内表面开设有V形触指槽，V形触指槽中安装有导电触指2，动触头1呈圆柱状，动触头1相对于静触头3移动从而与静触头3中的导电触指2滑动电接触，能够实现隔离开关的通断。静触头3通过导电铜排4与C-GIS密封壳体中的母线导电连接，当动触头1与静触头3插接配合时，动触头1、静触头3、导电铜排4以及母线形成导电通路。

静触头3的外周面为圆柱面，为了方便静触头3的热量的发散，在静触头3的圆柱面上开设有散热环槽，增加了静触头3的散热面积，提高了静触头3的散热效率，本实施例中，散热环槽构成了散热翅片。

为了加快静触头3的散热，绝缘基座5中嵌装有热管6，并且，热管6与绝缘基座5一体浇注成型，热管6的另一端插接有板式散热件7，板式散热件7的材质为铝，具有良好的导热性能；具体的，板式散热件7包括相互垂直的第一板段8和第二板段10，其中，第一板段8的朝向热管6的一端开设有开口朝向热管6的、用来插装热管6的插装孔，第二板段10与壳壁平行且垂直于热管6，并且，第二板段10的远离热管6的一侧具有凸出于板面的凸台9，当板式散热件7与壳壁安装好以后，凸台9穿过壳壁的透装孔，且凸台9的远离热管6的侧面伸出壳壁并裸露在密封壳体外，从而能够方便板式散热件7与密封壳体外的空气进行热交换。为了避免凸台9安装好后占用密封壳体外部空间，第二板段10的凸台9的远离热管6的侧面与壳壁的外壁面平齐。并且，凸台9与透装孔的孔沿与密封配合。为了避免热管6与密封壳体中的气体接触而影响热量的传导，第一板段8的朝向热管6的端面与绝缘基座5的法兰侧面贴紧布置，从而使第一板段8的端部与绝缘基座5相接且与绝缘基座5共同将热管6包裹在内。

为了增加了板式散热件7的稳定性，在第一板段8上开设有轴线沿板厚方向延伸的固定孔，板式散热件7通过固定孔与密封壳体固定连接。本实施例中，热管6设置有两根，两根热管6沿第一板段8的宽度方向间隔布置，从而在保证将绝缘基座5上的热量传递至板式散热件7上的同时，由于热管6的数量较少，将板式散热件的第一板段8的插装孔插向热管时，能够方便实现插装孔与热管6的对准，从而方便实现板式散热件7与热管6之间的装配。

安装板式散热件7时，将绝缘基座5固定在密封壳体，然后将板式散热件7的第一板段8与绝缘基座5上的热管6插接配合，并使板式散热件7的第二板段10上的凸台9穿过壳壁上的透装孔，然后用螺钉穿过板式散热件7的固定孔，将板式散热件7固定在密封壳体，最后再将第一板段8的凸台9与壳壁进行密封。

在动触头1与静触头3插合时，接触位置的温度比较高，使静触头3的温度也比较高，静触头3产生的热量，一方面传递至绝缘基座5，绝缘基座5将热量传导给热管3，热管3的导热系数为3000-8000，导热系数是铜的10多倍，从而能够很快的将热量传导至板式散热件7，通过板式散热件7的凸台9与密封壳体外空气进行热交换，其散热能力为普通隔离开关触头的2-3倍。另一方面，静触头3的外表面开设有散热环槽，增大了静触头3的散热面积，提高了静触头3的散热效率，从而降低了隔离开关静触头3的表面温度。

本实施例中，散热件为板式散热件，其他实施例中，散热件还可以为带有散热翅片的散热结构，此时散热翅片周向固定在中空管柱上，中空管柱在朝向热管的一端开口设置，从而能够将散热结构的中空管段插接在热管的一端上，并且，中空管段从壳壁中伸出，且与壳壁密封配合，中空管段上的散热翅片均位于密封壳体外用于散发热量。

本实施例中，板式散热件包括与壳壁平行设置的板段，板段的远离热管的侧面设有凸出于板面的凸台，凸台穿过壳壁上的透装孔，透装孔的孔沿与凸台密封配合，其他实施例中，板式散热件也可以不设置与壳壁平行的板段，此时，板式散热件为直板段，直板段一端与热管相接，直板段的另一端穿过壳壁上的透装孔，透装孔的孔沿与直板段的伸出位置的外周面密封配合，此时，直板段的伸出壳壁的一端的端面用来与密封壳体外空气进行热交换。

本实施例中，板段上设有凸台结构，壳壁上设有供凸台伸出而裸露在密封壳体外的过孔，其他实施例中，板段上还可以不设置凸台结构，此时壳壁上设有供板段伸出而裸露在密封壳体外的过孔。

本实施例中，所述板式散热件包括相互垂直的第一板段和第二板段，第二板段与壳壁平行，热管与第一板段平行且插装在第一板段内，其他实施例中，板式散热件还可以仅仅为与壳壁平行设置的板段，此时，绝缘基座的环台朝向散热板段的一侧延伸至与散热板段贴紧，此时，热管的一端伸入绝缘基座中，另一端伸入散热板段中；或者，板式散热件还可以仅仅为与壳壁平行设置的板段，此时，热管长度较长，热管的一端伸入绝缘基座中，热管的另一端伸入散热板段中，此时，在绝缘基座与散热板段的热管裸露在密封壳体中。

本实施例中，热管的一端伸入绝缘基座中，热管的另一端伸入板式散热件中，其他实施例中，在绝缘基座的朝向热管的一侧开设有供热管装入的凹槽，热管的另一端伸入板式散热件中；或者板式散热件的朝向热管的一侧开设有供热管装入的凹槽，热管的一端伸入绝缘基座中。

本实施例中，热管的朝向绝缘基座的一端与绝缘基座一体浇注成型，热管的远离绝缘基座的一端与板式散热件插接配合，板式散热件的朝向绝缘基座的一端开设有开口朝向绝缘基座的、用于容纳热管的插接孔，其他实施例中，绝缘基座在朝向热管的一侧开设有供热管插入的插接孔，板式散热件的朝向热管的一端的开设有开口朝向热管的、用于容纳热管的插接孔，此时，热管的一端与绝缘基座插接配合，热管的另一端与板式散热件插接配合。

本实施例中，第一板段的端部与绝缘基座相接且与绝缘基座共同将热管包裹在内；其他实施例中，板式散热件的朝向绝缘基座的端部与绝缘基座间隔设置，此时，热管的一端伸入绝缘基座中，热管的另一端伸入板式散热件中，此时，位于绝缘基座与板式散热件之间的热管将裸露在密封壳体中。

本实施例中，静触头的外侧面设有散热翅片，其他实施例中，也可以不设置散热翅片。

本实施例中，散热环槽构成了散热翅片，其他实施例中，散热翅片还可以为沿静触头轴向方向延伸的凹槽。

本实施例中，所述热管设置有两根，两根热管间隔设置，其他实施例中，热管还可以设置一根、三根、四根、五根、六根等。

本实施例中，所述静触头与绝缘基座一体浇注成型，其他实施例中，静触头还可以不与绝缘基座一体浇注成型，此时，在绝缘基座上嵌装有连接件，绝缘基座通过与绝缘件固定连接从而相对固定在绝缘基座上。

本实施例中，第二板段的凸台的远离热管的侧面与壳壁的外壁面平齐，其他实施例中，第二板段的凸台的远离热管的侧面也可以凸出于壳壁的外壁面或者内凹于壳壁的外壁面。

本实施例中，第二板段的凸台的远离热管的侧面与壳壁的外壁面平齐，其他实施例中，第二板段的凸台的远离热管的侧面伸出密封壳体的壳壁，从而使第二板段的凸台伸向密封壳体的另一个非密封的壳体中，而不仅限与伸出。

Claims (9)

1.一种气体绝缘金属封闭开关，其特征是，包括：

密封壳体；

绝缘基座，固定在密封壳体中；

静触头，固定连接在绝缘基座上，连接有母线，所述静触头与绝缘基座一体浇注成型，以使静触头的热量能够传递至绝缘基座；

动触头，与静触头适配，动触头相对静触头移动实现开关的开合；

热管，位于密封壳体中；

散热件，位于密封壳体中；

热管的一端与绝缘基座相接，另一端与散热件相接，散热件有部分伸出密封壳体外且在伸出位置与密封壳体密封配合，热管吸收绝缘基座的热量并将其传递给散热件，并由散热件将热量散发到密封壳体外部。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，所述散热件为板式散热件。

3.根据权利要求2所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，板式散热件包括与壳壁平行设置的板段，板段的至少部分穿过壳壁并裸露在外，板段与壳壁之间密封配合。

4.根据权利要求3所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，板段上设有凸台结构，壳壁上设有供凸台伸出而裸露在密封壳体外的过孔。

5.根据权利要求3所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，所述板式散热件包括相互垂直的第一板段和第二板段，第二板段与壳壁平行，热管与第一板段平行且插装在第一板段内。

6.根据权利要求5所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，第一板段的端部与绝缘基座相接且与绝缘基座共同将热管包裹在内。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，热管嵌装在绝缘基座内。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，静触头的外侧面设有散热翅片。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的气体绝缘金属封闭开关，其特征是，所述热管设置有两根，两根热管间隔设置。

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