CN113035635A - 一种波纹管保护气室 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种波纹管保护气室，用于罐式高压真空断路器的灭弧室，包括：至少一级气室结构，每一级气室结构包括：上导板、下导板、环状的侧板、气室绝缘拉杆、气室波纹管和充气阀；上导板、下导板和侧板围成气室，气室波纹管套设在气室绝缘拉杆外；灭弧室的动导电杆的下端穿过下端盖板的通孔和第一级气室结构的上导板的第一通孔后与第一级气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接；本级气室结构的气室绝缘拉杆的下端穿过本级气室结构的下导板的第二通孔和下一级气室结构的上导板的第一通孔后与下一级气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接。本发明通过逐级串联气室内的气室波纹管来承受气压差，降低灭弧室的波纹管内外壁的高气压差对波纹管疲劳寿命的影响。

Description

一种波纹管保护气室

技术领域

本发明涉及灭弧室技术领域，尤其涉及一种波纹管保护气室。

背景技术

开关设备是电力系统中重要的控制和保护设备。真空和SF₆是断路器中广泛使用的两种性能优异的绝缘与灭弧介质，而《京都会议书》将SF₆正式确定为温室效应气体后，对真空断路器的研究成为国内外高压开关领域的重要研究方向。波纹管是真空灭弧室中关键且重要敏感的弹性元件，所起到的作用是密封、减震、补偿与连接。波纹管的一端固定，焊接在灭弧室的下端盖板上，另一端运动，焊接在动触头的动导电杆上，利用波纹管的纵向可伸缩性，从真空灭弧室的外部用机械方法使得内部的触头运动，而又不破坏外壳的气密性。

随着断路器电压等级的提高，外绝缘的处理难度越来越大，因此高电压等级罐式真空断路器应运而生。在罐式真空断路器的罐体内部，为了保证真空灭弧室的外绝缘，通常会在罐体内充0.1～0.4MPa的绝缘气体，而由于波纹管的焊接方式，其上端与动导电杆相连，下端焊接在真空灭弧室的端盖处，因此波纹管的内壁承受的气压是罐式断路器所充的绝缘气体的气压，外壁是真空灭弧室内部的真空环境，波纹管在高速压缩情况下，波纹管内部的高压气体无法快速排出，造成瞬时波纹管内气压升高，波纹管局部应力增大；且气压瞬时增大也会对波纹管压缩时的机械波传递产生影响，可能造成波纹管局部的压缩过大，并最终造成波纹管的失效。因此，现有技术的波纹管的机械寿命较短。

发明内容

本发明实施例提供了一种波纹管保护气室，以解决现有技术的波纹管的机械寿命较短的问题。

本发明实施例公开了如下的技术方案：

一种波纹管保护气室，用于罐式高压真空断路器的灭弧室，所述波纹管保护气室包括：至少一级气室结构，每一级所述气室结构包括：上导板、下导板、环状的侧板、气室绝缘拉杆、气室波纹管和充气阀；所述上导板的下表面连接所述侧板的上端，所述下导板的上表面连接所述侧板的下端，使所述上导板、所述下导板和所述侧板围成气室，所述上导板的中心开设有第一通孔，所述下导板的中心开设有第二通孔，所述气室绝缘拉杆的上端插入本级所述气室结构的气室内，所述气室波纹管套设在所述气室绝缘拉杆外，且所述气室波纹管的上端与所述气室绝缘拉杆封闭连接，所述气室波纹管的下端连接所述下导板的上表面，且与所述第二通孔连通，所述侧板开设有第三通孔，所述第三通孔处设置有所述充气阀；第一级所述气室结构的上导板的上表面与所述灭弧室的下端盖板的下表面连接，第一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔与所述灭弧室的下端盖板的通孔连通，所述灭弧室的动导电杆的下端穿过所述下端盖板的通孔和第一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔后与第一级所述气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接；本级所述气室结构的所述下导板的下表面与下一级所述气室结构的所述上导板的上表面连接，本级所述气室结构的所述下导板的第二通孔与下一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔连通，本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆的下端穿过本级所述气室结构的所述下导板的第二通孔和下一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔后与下一级所述气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接。

进一步：本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆的上端与本级所述气室结构的所述上导板的下表面隔有间隔。

进一步：本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆与本级所述气室结构的所述下导板的所述第二通孔和下一级所述气室结构的所述上导板的所述第一通孔之间均隔有间隔。

进一步：本级所述气室结构的所述下导板和下一级所述气室结构的所述上导板之间设置有密封圈。

进一步：每一级所述气室结构还包括：气压表，所述侧板开设有第四通孔，所述第四通孔处设置有所述气压表。

进一步：本级所述气室结构的所述气室内的气压比上一级所述气室结构的所述气室内的气压高预设范围。

进一步：所述预设范围为1～2个大气压。

本发明实施例的波纹管保护气室，设置在罐式真空断路器的灭弧室的下端盖板处，将罐式真空断路器的灭弧室的波纹管与波纹管保护气室串联，通过逐级串联的气室结构的气室内部的气室波纹管来承受一定大小的气压差，直接或逐级减小罐式真空断路器内部绝缘气体介质在真空灭弧室的波纹管内外造成的高气压差，降低真空灭弧室的波纹管内外壁存在的高气压差对波纹管疲劳寿命的影响，进而提升真空灭弧室的波纹管在断路器合分闸操作过程中的机械可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的波纹管保护气室的剖视图；

图2是本发明实施例的波纹管保护气室的气室结构的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种波纹管保护气室。该波纹管保护气室用于罐式高压真空断路器的灭弧室。

具体的，如图1～2所示，该波纹管保护气室包括：至少一级气室结构。应当理解的是，图1只示意了两级气室结构。

其中，每一级气室结构包括：上导板101、下导板102、环状的侧板103、气室绝缘拉杆104、气室波纹管105和充气阀106。上导板101的下表面连接侧板103的上端，下导板102的上表面连接侧板103的下端，使上导板101、下导板102和侧板103围成气室107。上导板101的中心开设有第一通孔，下导板102的中心开设有第二通孔。气室绝缘拉杆104的上端插入本级气室结构的气室107内。气室波纹管105套设在气室绝缘拉杆104外，且气室波纹管105的上端与气室绝缘拉杆104封闭连接。气室波纹管105的下端连接下导板102的上表面，且与第二通孔连通。侧板103开设有第三通孔。第三通孔处设置有充气阀106。通过控制充气阀106的打开和关闭，向气室107内充气。

第一级气室结构的上导板101的上表面与灭弧室201的下端盖板202的下表面连接。第一级气室结构的上导板101的第一通孔与灭弧室201的下端盖板202的通孔连通。灭弧室201的动导电杆203的下端穿过下端盖板202的通孔和第一级气室结构的上导板101的第一通孔后与第一级气室结构的气室绝缘拉杆104的上端连接。

本级气室结构的下导板102的下表面与下一级气室结构的上导板101的上表面连接。本级气室结构的下导板102的第二通孔与下一级气室结构的上导板101的第一通孔连通。本级气室结构的气室绝缘拉杆104的下端穿过本级气室结构的下导板102的第二通孔和下一级气室结构的上导板101的第一通孔后与下一级气室结构的气室绝缘拉杆104的上端连接。应当理解的是，最后一级气室结构的气室绝缘拉杆104的下端穿过最后一级气室结构的下导板102的第二通孔，位于最后一级气室结构的气室107外。

具体的，本级气室结构的气室绝缘拉杆104的上端与本级气室结构的上导板101的下表面隔有间隔。

具体的，本级气室结构的气室绝缘拉杆104与本级气室结构的下导板102的第二通孔和下一级气室结构的上导板101的第一通孔之间均隔有间隔。

具体的，本级气室结构的下导板102和下一级气室结构的上导板101之间设置有密封圈108，以提高相邻两级气室结构之间的密封性。

优选的，每一级气室结构还包括：气压表109。侧板103开设有第四通孔。第四通孔处设置有气压表109。气压表109可检测该级气室结构的气室107内的气压。

具体的，本级气室结构的气室107内的气压比上一级的气室结构的气室107内的气压高预设范围。该预设范围一般为1～2个大气压。

该波纹管保护气室的使用原理如下：

根据罐式高压真空断路器外部的高压绝缘气体的气压大小，计算出所需要串联的气室结构的个数，以保证每一级气室结构的气室107内的气室波纹管105的内壁和外壁所承受的压力不超过2个大气压。从第一级气室结构的气室107开始，每一级气室结构的气室107内均充有一定气压大小的绝缘气体，下一级气室结构的气室107内的气压均比本级气室结构的气室107内的气压高1～2个大气压。本级气室结构的气室波纹管105的内壁承受的气压为下一级气室结构的气室107内充有的气压。本级气室结构的气室波纹管105的外壁承受的气压为上一级气室结构的气室107内充有的气压。在本发明一具体实施例中，气室结构为三级。当外部高压环境为0.4MPa时，从上往下，每一级气室结构的气室107内所充的气压依次为0.1MPa，0.2MPa和0.3MPa，从而可以保证在每一级气室结构的气室107内的气室波纹管105的内外气压差为0.1MPa。

因此，当罐式高压真空断路器外部的高压绝缘气体通过每一级气室结构的气室107时，每一级气室结构的气室107的气室波纹管105承受一定大小的气压差，以达到减小灭弧室201内部的波纹管204的内外气压的气压差的目的，进而提升灭弧室201的波纹管204在断路器合分闸操作过程中的机械可靠性。

综上，本发明实施例的波纹管保护气室，设置在罐式真空断路器的灭弧室的下端盖板处，将罐式真空断路器的灭弧室的波纹管与波纹管保护气室串联，通过逐级串联的气室结构的气室内部的气室波纹管来承受一定大小的气压差，直接或逐级减小罐式真空断路器内部绝缘气体介质在真空灭弧室的波纹管内外造成的高气压差，降低真空灭弧室的波纹管内外壁存在的高气压差对波纹管疲劳寿命的影响，进而提升真空灭弧室的波纹管在断路器合分闸操作过程中的机械可靠性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种波纹管保护气室，用于罐式高压真空断路器的灭弧室，其特征在于，所述波纹管保护气室包括：

至少一级气室结构，每一级所述气室结构包括：上导板、下导板、环状的侧板、气室绝缘拉杆、气室波纹管和充气阀；

所述上导板的下表面连接所述侧板的上端，所述下导板的上表面连接所述侧板的下端，使所述上导板、所述下导板和所述侧板围成气室，所述上导板的中心开设有第一通孔，所述下导板的中心开设有第二通孔，所述气室绝缘拉杆的上端插入本级所述气室结构的气室内，所述气室波纹管套设在所述气室绝缘拉杆外，且所述气室波纹管的上端与所述气室绝缘拉杆封闭连接，所述气室波纹管的下端连接所述下导板的上表面，且与所述第二通孔连通，所述侧板开设有第三通孔，所述第三通孔处设置有所述充气阀；

第一级所述气室结构的上导板的上表面与所述灭弧室的下端盖板的下表面连接，第一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔与所述灭弧室的下端盖板的通孔连通，所述灭弧室的动导电杆的下端穿过所述下端盖板的通孔和第一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔后与第一级所述气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接；

本级所述气室结构的所述下导板的下表面与下一级所述气室结构的所述上导板的上表面连接，本级所述气室结构的所述下导板的第二通孔与下一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔连通，本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆的下端穿过本级所述气室结构的所述下导板的第二通孔和下一级所述气室结构的所述上导板的第一通孔后与下一级所述气室结构的气室绝缘拉杆的上端连接。

2.根据权利要求1所述的波纹管保护气室，其特征在于：本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆的上端与本级所述气室结构的所述上导板的下表面隔有间隔。

3.根据权利要求1所述的波纹管保护气室，其特征在于：本级所述气室结构的所述气室绝缘拉杆与本级所述气室结构的所述下导板的所述第二通孔和下一级所述气室结构的所述上导板的所述第一通孔之间均隔有间隔。

4.根据权利要求1所述的波纹管保护气室，其特征在于：本级所述气室结构的所述下导板和下一级所述气室结构的所述上导板之间设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的波纹管保护气室，其特征在于：每一级所述气室结构还包括：气压表，所述侧板开设有第四通孔，所述第四通孔处设置有所述气压表。

6.根据权利要求1所述的波纹管保护气室，其特征在于：本级所述气室结构的所述气室内的气压比上一级所述气室结构的所述气室内的气压高预设范围。

7.根据权利要求6所述的波纹管保护气室，其特征在于：所述预设范围为1～2个大气压。

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