CN112713017B - 一种直流电气设备用导电连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流电气设备用导电连接结构，包括：触座，用于通过绝缘支撑安装于封闭筒体内，触座后端为开口端；导电管沿前后方向延伸，前端导电插接入触座内；触座的后端筒体与导电管之间设置间隔，触座的开口端为收口结构，以与间隔配合形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，用于捕捉沿导电管向前移动进入间隔内的金属导电微粒。利用触座后端筒体与导电管之间的间隔，配合触座后端的收口结构，形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，在金属导电微粒沿着导电管朝向支撑绝缘子移动时，金属导电微粒会进入微粒捕捉陷阱中被捕捉，这样一来，可减少朝向支撑绝缘子移动的金属导电微粒的数量，实现去“飞火”，改善了直流电器设备内部绝缘性能。

Description

一种直流电气设备用导电连接结构

技术领域

本发明属于直流开关技术领域，具体涉及一种直流电气设备用导电连接结构。

背景技术

电气产品在生产、装配环节通过合理设置装配工艺及清擦点检工艺，能够减少大部分的金属异物；对于运行过程中由于震动、热胀冷缩、触头运动等产生的金属异物。作为常见的金属异物，金属导电微粒体积较小，数量较多，需要设置相应的微粒抑制结构，保护绝缘子及绝缘间隙免受金属异物的影响。

目前，微粒抑制结构的原理主要是设置屏蔽、微粒陷阱等结构以形成低电场区域，金属微粒运动到低电场区域时，由于电场力的减小而限制微粒的运动活性，例如申请公布号为CN110661220A的中国发明专利申请中公开的高压导体绝缘支撑结构，中心导体插装入电连接触座中，电连接触座通过绝缘子支撑在封闭筒体内，在封闭筒体内设置薄壁筒体，用于捕捉微粒，薄壁筒体在径向上靠近封闭筒体布置，并且，在薄壁筒体的下部分布捕捉孔，微粒通过捕捉孔落入薄壁筒体和封闭筒体之间，不容易再反向穿过捕捉孔进入薄壁筒体内，从而实现微粒捕捉。

一般而言，在交流电压作用下，金属导电微粒只在壳体内壁附近跳跃，常见的靠近封闭筒体设置的微粒捕捉结构能够满足使用要求。但在直流电压下，由于电场力方向恒定，微粒将可能直接运动到高压导体附近甚至沿着高压导体运动到绝缘子表面，现有常见的微粒捕捉结构不能捕捉位于高压导体附近的微粒，这些金属导电微粒在负极性电压下可以在高压导体附近运动形成“飞火”现象，严重影响设备的绝缘性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流电气设备用导电连接结构，以解决现有技术中微粒捕捉结构主要靠近封闭筒体布置而不适合捕捉在高压导体附近跳跃的金属导电微粒的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的技术方案是：一种直流电气设备用导电连接结构，包括：

触座，用于通过绝缘支撑安装于封闭筒体内，触座为沿前后方向延伸的套筒结构，后端为开口端；

导电管，沿前后方向延伸，前端导电插接入所述触座内；

所述触座的后端筒体与所述导电管之间设置间隔，所述触座的开口端为收口结构，以与所述间隔配合形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，用于捕捉沿导电管向前移动进入间隔内的金属导电微粒。

有益效果是：本发明所提供的直流电器设备用导电连接结构中，利用触座后端筒体与导电管之间的间隔，配合触座后端的收口结构，形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，在金属导电微粒沿着导电管朝向支撑绝缘子移动时，金属导电微粒会进入微粒捕捉陷阱中被捕捉，这样一来，可减少朝向支撑绝缘子移动的金属导电微粒的数量，实现去“飞火”，改善了直流电器设备内部绝缘性能。

作为进一步地改进，所述导电管对应所述微粒捕捉陷阱设置向前驱赶段，向前驱赶段的径向尺寸由后向前逐渐变小，以将金属导电微粒向微粒捕捉陷阱驱赶。

有益效果是：导电管上设置向前驱赶段，可将作无规则运动的金属导电微粒向前驱赶进入微粒捕捉陷阱中，提高捕捉效率。

作为进一步地改进，所述向前驱赶段为回转体，回转体为锥形或回转体的母线为弧线。

有益效果是：回转体为锥形或其母线为弧线，在保证向前驱赶的情况下，优化导电管结构。

作为进一步地改进，所述导电管上于所述向前驱赶段前侧设置环形凹部。

有益效果是：在导电管上设置换向凹部，可以在此处形成低场强区域，在低场强作用下，金属导电微粒会下落，方便供封闭筒体上的微粒捕捉结构捕捉。

作为进一步地改进，所述环形凹部的径向尺寸最小处位于所述触座内。

作为进一步地改进，所述触座的后端筒体包括收口筒体段，该收口筒体段的内筒壁的径向尺寸由前向后逐渐变小，以使得所述触座的开口端形成收口结构。

有益效果是：收口筒体段的内筒壁的径向尺寸逐渐变小，使得触座的微粒捕捉陷阱内部光滑，便于金属导电微粒向内部运动。

作为进一步地改进，所述触座上于所述收口筒体段前部布置插配筒体段，插配筒体段与所述导电管导电插接，所述插配筒体段后端的内径尺寸小于所述收口筒体段前端的内径尺寸，以在插配筒体段和收口筒体段过渡处形成环形台阶结构，该环形台阶结构的台阶面朝后布置，以使所述触座的后端筒体与所述导电管之间形成所述间隔。

有益效果是：在插配筒体段和收口筒体段过渡处的环形台阶结构，方便在触座后端加工处相应间隔，以便于形成微粒捕捉陷阱。

作为进一步地改进，所述导电管包括管本体和插接电极段，插接电极段和管本体焊接连接，插接电极段与所述触座导电插接配合，所述环形凹部、向前驱赶段均设置在所述插接电极段上。

有益效果是：插接电极段和管本体分体布置，方便在插接电极段上加工环形凹部和向前驱赶段，简化加工工艺。

作为进一步地改进，所述触座的外周面为回转面，外周面在前后方向上光滑布置，触座的至少部分外周面的径向尺寸由后向前逐渐变大，以在触座外周形成从触座后端向前延伸的向后驱赶部分，向后驱赶部分的外周面为锥面或者向后驱赶部分的外周面的母线为弧线。

有益效果是：触座外周面上设置向后驱赶部分，可以将部分金属导电微粒向后驱赶，进一步减少到达支撑绝缘子的金属导电微粒数量，也便于进一步提高捕捉效率。

作为进一步地改进，直流电气设备用导电连接结构包括所述的封闭筒体，所述封闭筒体上或封闭筒体内侧对应所述触座和导电管插接处配置有微粒捕捉结构，所述封闭筒体内侧的微粒捕捉结构在封闭筒体径向上相对所述触座而言靠近所述封闭筒体布置。

有益效果是：在封闭筒体上或内侧布置为微粒捕捉结构，方便捕捉封闭筒体附近的金属导电微粒。

附图说明

图1为本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的实施例1的结构示意图；

图2为图1中触座和导电管装配示意图；

图3为图1所示导电连接结构在正负极性直流电压下微粒运动轨迹图（虚线对应正极性直流电压，实线对应负极性直流电压）；

图4为本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的实施例2的结构示意图。

附图标记说明：

图1至图3中：1-封闭筒体，2-导电管，21-管本体，22-插接电极段，23-向前驱赶段，24-环形凹部，3-触座，31-封口底部，4-支撑绝缘子，41-中间导电件，42-插配筒体段，43-环形台阶结构，44-收口筒体段，45-间隔，46-向后驱赶部分，5-调整垫块，6-弹簧触指，7-导向环，8-拔口结构，81-罐口，82-漏栅，83-封盖板。

图4中：1-封闭筒体，2-导电管，3-触座，9-微粒捕捉筒，91-微粒捕捉孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的具体实施例1：

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构中，导电管前端导电插接入触座内，触座套装在导电管，利用触座后端设置的微粒捕捉陷阱，可有效捕捉导电管周围运动的金属导电微粒，有效减少沿着导电管、触座运动至支撑绝缘子表面的微粒数量，限制微粒经触座运到达支撑绝缘子的数量，降低绝缘风险。

如图1至图3所示，该实施例中的直流电气设备用导电连接结构包括封闭筒体1，在封闭筒体1内通过支撑绝缘子4支撑装配有触座3，封闭筒体1中布置有导电管2，导电管2轴向沿前后方向延伸，导电管2的前端与触座3导电插接装配，触座3为回转体，其为沿前后方向延伸的套筒结构，触座3的前端为封口端，后端为开口端，封口端设置封口底部31，在支撑绝缘子4中心位置处设置中间导电件41，装配时，通过紧固螺钉将封口底部31与中间导电件41固定装配在一起，从而将触座3固定安装在支撑绝缘子4上。

触座3后端为开口端，供导电管2前端导电插接，套筒状的触座3的筒体包括插配筒体段42和收口筒体段44，插配筒体段42位于收口筒体段44前部，插配筒体段42的内周面上沿前后方向依次间隔设置有多个环槽，这些环槽用于对应装配弹簧触指6和导向环7，其中，弹簧触指6沿前后方向依次间隔分布多个，导向环7位于所有弹簧触指6的后侧，更靠近开口端布置，导电管2前端插接入触座3中时，由导向环7引导，并与弹簧触指6导电接触。

收口筒体段44作为触座3的后端筒体，收口筒体段前端的内径尺寸要大于插配筒体段42后端的内径尺寸，以在插配筒体段42和收口筒体段44过渡处形成环形台阶结构43，环形台阶结构43的台阶面朝后布置，进而使得收口筒体段与导电管2之间形成间隔45。并且，收口筒体段44的内筒壁的径向尺寸由前向后逐渐变小，使得触座3的开口端形成收口结构，该收口结构与间隔45相配合形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，用于捕捉沿导电管2向前移动进入间隔45内的金属导电微粒。

实际上，对于触座3来讲，其外周面为回转面，由于触座导电，为避免出现尖端放电，触座3的外周面整体上在前后方向上光滑布置，并且，触座3的一部分外周面的径向尺寸由后向前逐渐变大，以在触座3外周形成从触座3后端向前延伸的向后驱赶部分46，向后驱赶部分46的外周面的母线为弧线，用于向后驱赶金属导电微粒。在金属导电微粒碰触到向后驱赶部分46的外周面时，容易在反作用力的水平分力作用下向后移动，降低金属导电微粒沿着触座3向前到达支撑绝缘子4的数量。

对于导电管2来讲，其包括管本体21和插接电极段22，管本体21的前端和插接电极段22后端吻合插接配合，并将两者焊接连接。插接电极段22为回转体，其前部与触座3导电插接装配，插接电极段22与触座3中的弹簧触指6导电接触。并且，在插接电极段22上设置环形凹部24，该环形凹部24的截面为光滑的弧形，以在导电管2上形成细脖结构，环形凹部24的径向尺寸的最小处位于触座3内。并且，在插接电极段22上设置向前驱赶段23，向前驱赶段23与环形凹部24光滑过渡连接，向前驱赶段23为锥形，其径向尺寸由后向前逐渐变小，并与触座3上的微粒捕捉陷阱对应布置，以将金属导电微粒向微粒捕捉陷阱驱赶。

另外，在插接电极段22的前端面的中心位置处设置装配凹槽，在凹槽内紧配合的插装有调整垫块5，调整垫块5也为套筒结构，该调整垫块5向前突出于导电管2的前端面布置，并需要与触座3的封口底部31之间预留一定间隙，用于吸收导电管在热胀冷缩情况下的形变。同时，避免导电管2前端与插座3的封口底部的不可靠电接触，保证在导电管2、触座3、弹簧触指6构成主通流回路。

另外，在本实施例中，在封闭筒体1上设置拔口结构8，该拔口结构8作为微粒捕捉结构，用于捕捉运动到封闭筒体1端部附近的金属导电微粒，拔口结构8在前后方向上对应触座3和导电管2的插接连接处。此处的拔口结构8包括漏栅82，漏栅82安装在封盖板83上，对应该漏栅82，在封闭筒体1外还焊接有罐口81，罐口81由封盖板83封挡，金属导电微粒直接落入灌口81中，或者在穿过漏栅82上的孔后落入罐口81中，罐口81内的电场较弱，金属导电微粒不会再反向穿过漏栅82而进入封闭筒体1内，从而实现微粒捕捉。当然，在其他实施例中，也可以不设置漏栅。

在负极性直流电压下，如图3中实线所示，在导电管2表面无规则运动的金属导电微粒运动到插接电极段22后，金属导电微粒在向前驱赶段23表面无规则碰撞过程中，会产生水平方向的向前分力，使金属导电微粒向触座3方向运动，从而沿着插接电极段22被驱赶至触座3后端的微粒捕捉陷阱中，或者是在环形凹部24所形成的低场强区域运动过程中由于电场力减弱掉落入下方的微粒捕捉结构中，被拔口结构8捕捉，实现去“飞火”。

并且，即使由部分金属导电微粒越过微粒捕捉陷阱，当其沿触座3外周面朝向支撑绝缘子4方向运动时，金属导电微粒在碰撞到向后驱赶部分46后，会产生水平方向的向后分力，将金属导电微粒向后驱赶，使得能够进入微粒捕捉陷阱，或者在场强降低的情况下落入拔口结构8中，形成对支撑绝缘子4的有效防护。

在正极性直流电压下，如图3中的虚线所示，在封闭筒体1和导电管2之间折返的金属导电微粒通常会在封闭筒体1和导电管2之间折返，在金属导电微粒在朝向支撑绝缘子4方向运动时，大部分微粒在运动到封闭筒体1的拔口结构8处，由于拔口结构8处的低场强区域的电场力减小而被捕捉，少部分微粒则被触座3后端的微粒捕捉陷阱捕捉。

本实施例所提供的导电连接结构中，在负极性电压下，利用触座后端形成的微粒捕捉陷阱，搭配导电管上的向前驱赶段和触座外周面上的向后驱赶部分，能够保证大部分的金属导电微粒进入微粒捕捉陷阱，有少部分微粒则由于环形凹部的低场强作用会掉落至拔口结构中，被封闭筒体上的微粒捕捉结构所捕捉，进而有效限制金属导电微粒沿导电管、触座到达支撑绝缘子，降低绝缘风险。

触座外周面为平滑结构，相当于屏蔽结构，可有效改善触座外周面电场，并且，在触座内侧集成布置导向环和弹簧触指，实现触座的多种功能集成，减少了装配环节。

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的具体实施例2：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，在封闭筒体的筒壁上设置拔口结构，作为微粒捕捉结构，捕捉下落的金属导电微粒。本实施例中，如图4所示，在封闭筒体1的内侧对应触座3和导电管2插接处配置有微粒捕捉结构，该微粒捕捉结构具体采用微粒捕捉筒9，微粒捕捉筒9在封闭筒体径向上相对触座而言靠近封闭筒体布置，在微粒捕捉筒9的底部设置多个微粒捕捉孔91，实现微粒捕捉。

实际上，此类微粒捕捉筒的结构与申请公布号为CN110661220A的中国发明专利申请中公开的高压导体绝缘支撑结构中的薄壁筒体结构类似，在此不再赘述。

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的具体实施例3：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，导电管上的向前驱赶段为回转体，回转体为锥形，而触座外周面上的向后驱赶部分的外周面的母线为弧线。在本实施例中，向前驱赶段的母线为弧线，而向后驱赶部分的外周面则为锥面，保证向前驱赶段将金属导电微粒向前驱赶，向后驱赶部分则将金属导电微粒向后驱赶即可，两者相配合以使得大部分金属导电微粒进入触座后端的微粒捕捉陷阱即可。

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的具体实施例4：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，在导电管前部设置向前驱赶段，以向前驱赶金属导电微粒。在本实施例中，导电管前部也可为直线段，此时，依赖于触座后端设置的微粒捕捉陷阱，部分沿着导电管朝向支撑绝缘子移动的金属导电微粒也会进入微粒捕捉陷阱中，能够起到一定保护作用。

本发明所提供的直流电气设备用导电连接结构的具体实施例5：

其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，导电管包括分体焊接连接的管本体和插接电极段，方便加工制作。在本实施例中，导电管可为一体结构，此时，可直接在导电管外周面上一体加工处向前驱动段和环形凹部。

本发明所提供的导电连接结构中，利用触座后端形成的微粒捕捉陷阱，配合导电管上的向前驱赶段和触座的向后驱赶部分，实现去“飞火”，可有效降低金属导电微粒运动至支撑绝缘子的数量，保护了支撑绝缘子，提高了绝缘可靠性，保证绝缘系统长期运行的可靠性，可有效减少运维成本。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种直流电气设备用导电连接结构，包括：

触座（3），用于通过绝缘支撑安装于封闭筒体（1）内，触座为沿前后方向延伸的套筒结构，后端为开口端；

导电管（2），沿前后方向延伸，前端导电插接入所述触座（3）内；

其特征在于，所述触座（3）的后端筒体与所述导电管之间设置间隔（45），所述触座的开口端为收口结构，以与所述间隔（45）配合形成口小肚大的微粒捕捉陷阱，用于捕捉沿导电管（2）向前移动进入间隔内的金属导电微粒；

所述导电管（2）对应所述微粒捕捉陷阱设置向前驱赶段（23），向前驱赶段的径向尺寸由后向前逐渐变小，以将金属导电微粒向微粒捕捉陷阱驱赶。

2.根据权利要求1所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述向前驱赶段（23）为回转体，回转体为锥形或回转体的母线为弧线。

3.根据权利要求1所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述导电管（2）上于所述向前驱赶段前侧设置环形凹部（24）。

4.根据权利要求3所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述环形凹部（24）的径向尺寸最小处位于所述触座（3）内。

5.根据权利要求3所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述触座（3）的后端筒体包括收口筒体段（44），该收口筒体段（44）的内筒壁的径向尺寸由前向后逐渐变小，以使得所述触座的开口端形成收口结构。

6.根据权利要求5所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述触座上于所述收口筒体段（44）前部布置插配筒体段（42），插配筒体段（42）与所述导电管（2）导电插接，所述插配筒体段（42）后端的内径尺寸小于所述收口筒体段（44）前端的内径尺寸，以在插配筒体段（42）和收口筒体段（44）过渡处形成环形台阶结构（43），该环形台阶结构的台阶面朝后布置，以使所述触座的后端筒体与所述导电管之间形成所述间隔（45）。

7.根据权利要求3所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述导电管（2）包括管本体（21）和插接电极段（22），插接电极段和管本体焊接连接，插接电极段（22）与所述触座（3）导电插接配合，所述环形凹部、向前驱赶段均设置在所述插接电极段上。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，所述触座的外周面为回转面，外周面在前后方向上光滑布置，触座（3）的至少部分外周面的径向尺寸由后向前逐渐变大，以在触座外周形成从触座后端向前延伸的向后驱赶部分（46），向后驱赶部分（46）的外周面为锥面或者向后驱赶部分的外周面的母线为弧线。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的直流电气设备用导电连接结构，其特征在于，直流电气设备用导电连接结构包括所述的封闭筒体（1），所述封闭筒体上或封闭筒体内侧对应所述触座和导电管插接处配置有微粒捕捉结构，所述封闭筒体内侧的微粒捕捉结构在封闭筒体径向上相对所述触座而言靠近所述封闭筒体布置。

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