CN116741570A - 一种真空灭弧室及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于真空灭弧室技术领域，具体涉及一种真空灭弧室及其工作方法，包括动导电杆、静导电杆、动端瓷壳、静端瓷壳、主屏蔽筒、中封环、动盖板和静盖板。通过动端瓷壳和静端瓷壳内外壁为伞裙结构，增加内部爬距，解决因开断过程中真空电弧溅到瓷壳内壁降低灭弧室绝缘性能，动端瓷壳沿径向上的长度大于静端瓷壳沿径向上的长度，有效的保证了波纹管的长度，提高灭弧室机械寿命，实现灭弧室电场均匀，从而保证灭弧室的弧后绝缘性能提高。

Description

一种真空灭弧室及其工作方法

技术领域

本发明属于真空灭弧室技术领域，具体涉及一种真空灭弧室及其工作方法。

背景技术

真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生，主要应用于电力的输配电控制系统，还应用于冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统。真空断路器作为环保、绿色的电力产品，在电网中得到越来越广泛的应用，真空灭弧室作为真空断路器的核心元件，真空灭弧室的不断进步，促进了真空断路器的发展。近年来，随着环保要求的进一步提高，真空灭弧室应用领域得到进一步延伸，通过结构外形的创新提高装置的绝缘性成了更重要的研究课题。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种真空灭弧室及其工作方法，以解决提高灭弧室绝缘性的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种真空灭弧室，包括：动导电杆、静导电杆、动端瓷壳、静端瓷壳、主屏蔽筒、中封环、动盖板和静盖板；

所述动端瓷壳和静端瓷壳均呈圆筒状，动端瓷壳和静端瓷壳通过中封环连接形成一个整体筒状结构；动端瓷壳和静端瓷壳的内壁和外壁均设有伞裙结构，动端瓷壳沿径向上的长度大于静端瓷壳沿径向上的长度；动端瓷壳的末端通过动盖板安装有动导电杆；静端瓷壳的末端通过静盖板安装有静导电杆；

所述动导电杆、静导电杆、动端瓷壳、静端瓷壳、中封环、动盖板和静盖板之间围绕形成真空室；真空室中通过中封环固定有主屏蔽筒。

进一步地，还包括：还包括套设在动导电杆外周的波纹管；

所述波纹管的一端气密焊接在动盖板的内壁上，另一端气密焊接在动导电杆的外壁上，波纹管内径上下同尺寸，波纹管的外壁呈阶梯形，大端连接动盖板的内壁，小端连接动导电杆的外壁；小端的直径小于主屏蔽筒的端口直径。

进一步地，还包括：动端均压封接环和静端均压封接环；

动端瓷壳远离静端瓷壳的一端设置有动端均压封接环，静端瓷壳远离动端瓷壳的一端设置有静端均压封接环，动端均压封接环和静端均压封接环均d为翻边结构，主屏蔽筒的两端口对称设置，均为收口直边结构、外翻结构或内翻结构。

进一步地，还包括：导向套；

所述导向套固定安装在动盖板外侧，动导电杆穿过所述导向套。

进一步地，所述动端瓷壳前端和静端瓷壳密封连接。

进一步地，静导电杆上设置有静触头，所述静触头位于主屏蔽筒内；动导电杆上设有动触头；动触头能够伸入主屏蔽筒内部并与静触头接触。

进一步地，静导电杆与静盖板之间、静盖板与静端均压封接环之间、静端均压封接环与静端瓷壳之间均通过焊接实现密封连接。

第二方面，本发明提供一种真空灭弧室工作方法，基于任一项所述的一种真空灭弧室结构，包括：

第一工况：分闸时，动导电杆分闸运动，压缩波纹管，动导电杆远离静导电杆，在主屏蔽筒内形成电场强度，产生真空电弧；

第二工况：合闸时，动导电杆合闸运动，波纹管释放，动导电杆在主屏蔽筒内接触静导电杆，实现合闸通电。

进一步地，动盖板外侧固定有导向套；

波纹管压缩或释放时，动导电杆沿导向套轴向运动。

进一步地，动导电杆上设有动触头，静导电杆上设有静触头；

第一工况：分闸时，波纹管压缩时，动触头和静触头分离，动触头和静触头之间形成电流，主屏蔽筒真空加压，电极间电阻剧烈增大，温度迅速升高，动触头和静触头表面发出金属蒸汽，产生真空电弧；第二工况：合闸时，波纹管释放时，动导电杆和静导电杆通过动触头与静触头接触导电，实现合闸。

本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明提供一种真空灭弧室，包括：动导电杆、静导电杆、动端瓷壳、静端瓷壳、主屏蔽筒、中封环、动盖板和静盖板；所述动端瓷壳和静端瓷壳均呈圆筒状，动端瓷壳和静端瓷壳通过中封环连接形成一个整体筒状结构；动端瓷壳和静端瓷壳的内壁和外壁均设有伞裙结构，动端瓷壳沿径向上的长度大于静端瓷壳沿径向上的长度；动端瓷壳的末端通过动盖板安装有动导电杆；静端瓷壳的末端通过静盖板安装有静导电杆；所述动导电杆、静导电杆、动端瓷壳、静端瓷壳、中封环、动盖板和静盖板之间围绕形成真空室；真空室中通过中封环固定有主屏蔽筒。通过动端瓷壳和静端瓷壳内外壁为伞裙结构，增加内部爬距，解决因开断过程中真空电弧溅到瓷壳内壁降低灭弧室绝缘性能，动端瓷壳沿径向上的长度大于静端瓷壳沿径向上的长度，有效的保证了波纹管的长度，提高灭弧室机械寿命，实现灭弧室电场均匀，保证灭弧室的弧后绝缘性能；

2、本发明提供一种真空灭弧室，还包括：还包括套设在动导电杆外周的波纹管；所述波纹管的一端气密焊接在动盖板的内壁上，另一端气密焊接在动导电杆的外壁上，波纹管内径上下同尺寸，主屏蔽筒的外壁呈阶梯形，大端连接动盖板的内壁，小端连接动导电杆的外壁；小端的直径小于主屏蔽筒的端口直径。波纹管通过设计为内径上下相同，外径上大下小，在有效灭弧室机械寿命的前提下，增加主屏蔽筒与波纹管间绝缘距离，以保证灭弧室的绝缘能力，同时兼顾实现了灭弧室的小型化；波纹管与动导电杆直接平面焊接，省去现结构封接环过渡封接，实现零件数量少，气密焊缝少，既有效降低灭弧室制造成本又提高焊缝焊接可靠性。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种真空灭弧室的结构示意图；

其中：1、动导电杆；2、导向套；3、动盖板；4、波纹管；5、动端均压封接环；6、动端瓷壳；7、静端瓷壳；8、主屏蔽筒；9、中封环；10、动触头；11、静触头；12、静端均压封接环；13、静盖板；14、静导电杆。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

请参阅图1所示，本发明提供一种真空灭弧室，包括：动导电杆1、导向套2、动盖板3、波纹管4、动端均压封接环5、动端瓷壳6、静端瓷壳7、主屏蔽筒8、中封环9、动触头10、静触头11、静端均压封接环12、静盖板13和静导电杆14。

动端瓷壳6和静端瓷壳7为双节内外伞裙结构，动端瓷壳6的高度较静端瓷壳7的高度高，动端瓷壳6和静端瓷壳7均呈圆筒状，动端瓷壳6和静端瓷壳7通过中封环9连接形成一个整体筒状结构，动端瓷壳6远离静端瓷壳7的一端设置连接有动端均压封接环5，静端瓷壳7远离动端瓷壳6的一端设置连接有静端均压封接环12，动端均压封接环5和静端均压封接环12为翻边结构，主屏蔽筒8两端口对称结构为收口直边结构、外翻结构或内翻结构。

波纹管4套设在动导电杆1外周，动导电杆1一端连接动触头10，另一端安装有波纹管4，静导电杆14一端连接静触头11，主屏蔽筒8套于动触头10和静触头11外部，主屏蔽筒8对称连接动导电杆1和静导电杆14，动端均压封接环5和静端均压封接环12对称的翻边结构及主屏蔽筒8两端口对称结构，使得真空灭弧室内部电场分布对称均匀，提高灭弧室的绝缘能力。主屏蔽筒8中部对称安装有中封环9，动端瓷壳6和静端瓷壳7通过中封环9焊接连接，波纹管4内径上下同尺寸，外径在主屏蔽筒8中的部分小且端口为直边结构，在主屏蔽筒8外的部分大且端口为平面结构，波纹管通过设计为内径上下相同，外径上大下小，在有效灭弧室机械寿命的前提下，增加主屏蔽筒与波纹管间绝缘距离，以保证灭弧室的绝缘能力，同时兼顾实现了灭弧室的小型化。动端瓷壳6安装动端均压封接环5的一侧安装有动盖板3，静端瓷壳7安装静端均压封接环12的一侧安装有静盖板13，波纹管4平面结构一端气密焊接动盖板3内侧，动盖板3外侧安装有导向套2，波纹管4直边结构一端与动导电杆1气密焊接。静导电杆14与静盖板13之间、静盖板13与静端均压封接环12之间、静端均压封接环12与静端瓷壳7之间均为密封焊接，波纹管4与动导电杆1直接平面焊接，省去现结构封接环过渡封接，实现零件数量少，气密焊缝少，既有效降低灭弧室制造成本又提高焊缝焊接可靠性。

实施例2

本发明提供一种真空灭弧室工作方法，包括：当导电回路给屏蔽系统充电时，第一工况：分闸时，动导电杆1分闸运动，压缩波纹管4，动触头10和静触头11分离，内部实现真空加压，在主屏蔽筒8内产生真空电弧；第二工况：合闸时，动导电杆1合闸运动，波纹管4释放，动触头10和静触头11接触，实现合闸通电。当开关分闸时，动触头10和静触头11分离的瞬间，电流收缩到触头上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速升高，动触头10和静触头11表面在高温下挥发出金属蒸汽，极强烈的间隙击穿，产生真空电弧，随着动触头10和静触头11开距的增大，真空电弧的等离子体很快向四周扩散，在主屏蔽筒8上凝结，触头间的介质强度恢复。当开关合闸时，动触头10和静触头11闭合，电弧逐渐消失。波纹管4组成了气密绝缘系统，不仅能将内部的真空状态与外部的大气状态隔开，而且能使动触头10和动导电杆1在规定范围内运动，导向套2保证了动导电杆1沿轴线运动。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空灭弧室，其特征在于，包括：动导电杆(1)、静导电杆(14)、动端瓷壳(6)、静端瓷壳(7)、主屏蔽筒(8)、中封环(9)、动盖板(3)和静盖板(13)；

所述动端瓷壳(6)和静端瓷壳(7)均呈圆筒状，动端瓷壳(6)和静端瓷壳(7)通过中封环(9)连接形成一个整体筒状结构；动端瓷壳(6)和静端瓷壳(7)的内壁和外壁均设有伞裙结构，动端瓷壳(6)沿径向上的长度大于静端瓷壳(7)沿径向上的长度；动端瓷壳(6)的末端通过动盖板(3)安装有动导电杆(1)；静端瓷壳(7)的末端通过静盖板(13)安装有静导电杆(14)；

所述动导电杆(1)、静导电杆(14)、动端瓷壳(6)、静端瓷壳(7)、中封环(9)、动盖板(3)和静盖板(13)之间围绕形成真空室；真空室中通过中封环(9)固定有主屏蔽筒(8)。

2.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，还包括套设在动导电杆(1)外周的波纹管(4)；

所述波纹管(4)的一端气密焊接在动盖板(3)的内壁上，另一端气密焊接在动导电杆(1)的外壁上，波纹管(4)内径上下同尺寸，波纹管(4)的外壁呈阶梯形，大端连接动盖板(3)的内壁，小端连接动导电杆(1)的外壁；小端的直径小于主屏蔽筒(8)的端口直径。

3.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，还包括：动端均压封接环(5)和静端均压封接环(12)；

动端瓷壳(6)远离静端瓷壳(7)的一端设置有动端均压封接环(5)，静端瓷壳(7)远离动端瓷壳(6)的一端设置有静端均压封接环(12)，动端均压封接环(5)和静端均压封接环(12)均为翻边结构，主屏蔽筒(8)的两端口对称设置，均为收口直边结构、外翻结构或内翻结构。

4.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，还包括：导向套(2)；

所述导向套(2)固定安装在动盖板(3)外侧，动导电杆(1)穿过所述导向套(2)。

5.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，所述动端瓷壳(6)和静端瓷壳(7)密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，静导电杆(14)上设置有静触头(11)，所述静触头(11)位于主屏蔽筒(8)内；动导电杆(1)上设有动触头(10)；动触头(10)能够伸入主屏蔽筒(8)内部并与静触头(11)接触。

7.根据权利要求1所述的一种真空灭弧室，其特征在于，静导电杆(14)与静盖板(13)之间、静盖板(13)与静端均压封接环(12)之间、静端均压封接环(12)与静端瓷壳(7)之间均通过焊接实现密封连接。

8.一种真空灭弧室工作方法，其特征在于，基于权利要求1至7中任一项所述的一种真空灭弧室结构，包括：

第一工况：分闸时，动导电杆(1)分闸运动，压缩波纹管(4)，动导电杆(1)远离静导电杆(14)，在主屏蔽筒(8)内产生真空电弧；

第二工况：合闸时，动导电杆(1)合闸运动，波纹管(4)释放，动导电杆(1)在主屏蔽筒(8)内接触静导电杆(14)，实现合闸通电。

9.根据权利要求8的一种真空灭弧室工作方法，其特征在于，动盖板(3)外侧固定有导向套(2)；

波纹管(4)压缩或释放时，动导电杆(1)沿导向套(2)轴向运动。

10.根据权利要求8的一种真空灭弧室工作方法，其特征在于，动导电杆(1)上设有动触头(10)，静导电杆(14)上设有静触头(11)；

第一工况：分闸时，波纹管(4)压缩，动触头(10)和静触头(11)分离，动触头(10)和静触头(11)之间形成电流，电极间电阻增大，温度升高，动触头(10)和静触头(11)表面发出金属蒸汽，产生真空电弧；第二工况：合闸时，波纹管(4)释放，动导电杆(1)和静导电杆(14)通过动触头(10)与静触头(11)接触导电，实现合闸。