CN117747341A - 一种真空灭弧室导电杆 - Google Patents
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Abstract
本发明属于中高压真空开关技术领域，公开了一种真空灭弧室导电杆，包括第一导电单元、第二导电单元和第三导电单元；第一导电单元包括导电杆层、第一磁屏蔽层和第一导电层，第二导电单元包括第二磁屏蔽层和第二导电层，第三导电单元包括第三磁屏蔽层和第三导电层；以第一导电单元为基础，根据实际载流需求在第一导电单元外增加第二导电单元和第三导电单元，满足电流承载需求，且相邻两个导电层间设有磁屏蔽层，充分利用导电层的载流能力，提高了直径30mm以上导电杆的真空灭弧室的载流能力，也降低了直径30mm以上真空灭弧室导电杆在相同电流下的温升值，显著改善了大电流真空灭弧室的载流性能和温升性能。
Description
技术领域
本发明属于中高压真空开关技术领域，涉及一种真空灭弧室导电杆。
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，具有绝缘性能高、开断能力强、长寿命、免维护、环境友好等特点，在全世界范围内，真空灭弧室和真空断路器作为控制和保护开关被广泛应用于中压输配电领域，其额定电流通常在4000A以上。对于大电流场合的真空灭弧室，当导电杆直径大于铜材料趋肤深度9.35mm的2倍时，流经导电杆的电流只在外层9.35mm深度范围内流过，内层区域的导电杆几乎没有电流通过。
为了将导电杆的载流密度控制在设计标准之下，必须不断地增加导电杆直径，导致真空灭弧室的成本不断增加，且内层区域的导电杆收到趋肤效应的影响又起不到导电效果，造成浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种真空灭弧室导电杆，在相邻两个导电层之间增加磁屏蔽层，通过磁屏蔽层将电流流过的磁场限制在内屏蔽层，隔绝了内导电层产生的磁场对外导电层的影响，将趋肤效应的影响限制在每一层的导电层内部。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种真空灭弧室导电杆，包括第一导电单元，所述第一导电单元包括导电杆层、第一磁屏蔽层和第一导电层；所述第一磁屏蔽层和第一导电层由内而外依次套设在导电杆层上，且导电杆层、第一磁屏蔽层和第一导电层的轴线相重合。
进一步的，还包括第二导电单元和第三导电单元；
所述第二导电单元和第三导电单元由内而外依次套设在第一导电层上。
进一步的，所述第二导电单元包括第二磁屏蔽层和第二导电层；
所述第二磁屏蔽层和第二导电层由内而外依次套设在第一导电层上，且第二磁屏蔽层、第二导电层与第一导电层同轴。
进一步的，所述第三导电单元包括第三磁屏蔽层和第三导电层；
所述第三磁屏蔽层和第三导电层由内而外依次套设在第二导电层上，且第三磁屏蔽层、第三导电层与第二导电层同轴。
进一步的，所述第一导电单元与第二导电单元为间隙配合或过盈配合；所述第二导电单元与第三导电单元为间隙配合或过盈配合。
进一步的，所述导电杆层为圆柱体，直径为2A,2mm≤A≤16mm；所述第一磁屏蔽层为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；所述第一导电层为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
进一步的，所述第二磁屏蔽层为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；所述第二导电层为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
进一步的，所述第三磁屏蔽层为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；所述第三导电层为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
进一步的，所述导电杆层、第一导电层、第二导电层和第三导电层采用高导电率的铜材料制作。
进一步的，所述第一磁屏蔽层、第二磁屏蔽层和第三磁屏蔽层采用高磁导率材料制作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种真空灭弧室导电杆，采用多层圆柱管层设置的真空灭弧室导电结构，在导电杆层和第一导电层之间增加第一磁屏蔽层，第一导电层和第二导电层之间增加第二磁屏蔽层，第二导电层和第三导电层之间增加第三磁屏蔽层，避免导电杆层磁场对第一导电层、第二导电层和第三导电层的影响；同时第一导电层、第二导电层和第三导电层的厚度接近铜材料屈服效应深度，且相邻两个导电层间设有磁屏蔽层，充分利用导电杆层的载流能力，提高了直径30mm以上的真空灭弧室导电杆的载流能力，也降低了直径30mm以上的真空灭弧室导电杆在相同电流下的温升值，显著改善了在大电流下真空灭弧室的载流性能和温升性能；此外真空灭弧室导电杆以第一导电单元为基础，根据实际载流需求在第一导电单元外增加第二导电单元和第三导电单元，满足电流承载需求，能够克服趋肤效应。
附图说明
图1为本发明真空灭弧室导电杆的剖视结构示意图；
图2为本发明真空灭弧室导电杆的俯视图。
附图标记：
1-第一导电单元；11-导电杆层；12-第一磁屏蔽层；13-第一导电层；
2-第二导电单元；21-第二磁屏蔽层；22-第二导电层；
3-第三导电单元；31-第三磁屏蔽层；32-第三导电层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1、2所示，一种真空灭弧室导电杆包括第一导电单元1、第二导电单元2和第三导电单元3；第二导电单元2和第三导电单元3由内而外依次套设在第一导电单元1上。
第一导电单元1包括导电杆层11、第一磁屏蔽层12和第一导电层13；导电杆层11为圆柱体且直径为2A,在本实施例中，2mm≤A≤16mm；第一磁屏蔽层12套设在导电杆层11外部，且与导电杆层11轴线相重合，同时第一磁屏蔽层12为圆管，且圆管厚度为B，0.1mm≤B≤6mm；第一导电层13套设在第一磁屏蔽层12外部，且与第一磁屏蔽层12轴线相重合，此外第一导电层13为圆管，圆管厚度为C，2mm≤C≤16mm。
第二导电单元2包括第二磁屏蔽层21和第二导电层22；第二磁屏蔽层21套设在第一导电层13外部，且与第一导电层13轴线相重合，同时第二磁屏蔽层21为圆管，且圆管厚度为B，0.1mm≤B≤6mm；第二导电层22套设在第一导电层13外部，且与第二磁屏蔽层21轴线相重合，此外第二导电层22为圆管，圆管厚度为C，2mm≤C≤16mm。第三导电单元3包括第三磁屏蔽层31和第三导电层32；第三磁屏蔽层31套设在第二导电层22外部，且与第二导电层22轴线相重合，同时第三磁屏蔽层31为圆管，且圆管厚度为B，0.1mm≤B≤6mm；第三导电层32套设在第三磁屏蔽层31外部，且与第三磁屏蔽层31轴线相重合，此外第三导电层32为圆管，圆管厚度为C，2mm≤C≤16mm。
真空灭弧室导电杆以第一导电单元1为基础，第二导电单元2和第三导电单元3根据实际载流需求确定，第一导电层13与第一磁屏蔽层12、第二导电层22与第二磁屏蔽层21以及第三导电层32与第三磁屏蔽层31均留出0.1-5mm间隙或者过盈配合，同时，导电杆层11、第一导电层13、第二导电层22和第三导电层32采用高导电率的铜材料制作，如无氧铜；第一磁屏蔽层12、第二磁屏蔽层21和第三磁屏蔽层31采用高磁导率材料制作，如电工纯铁。
本发明一种真空灭弧室导电杆，采用多层圆柱管层设置的真空灭弧室导电结构，以第一导电单元1为基础，根据实际载流需求在第一导电单元1增加第二导电单元2和第三导电单元3，满足电流承载需求，且相邻两个导电层间设有磁屏蔽层。充分利用了导电杆层、第一导电层、第二导电层和第三导电层的载流能力，从而提高了具有直径30mm以上的真空灭弧室导电杆的载流能力，也降低了直径30mm以上的真空灭弧室导电杆在相同电流下的温升值，显著改善了大电流真空灭弧室的载流性能和温升性能，适用于额定电流性能超过4000A的发电机出口断路器用大电流真空灭弧室。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
Claims (10)
1.一种真空灭弧室导电杆，其特征在于：
包括第一导电单元(1)，所述第一导电单元(1)包括导电杆层(11)、第一磁屏蔽层(12)和第一导电层(13)；
所述第一磁屏蔽层(12)和第一导电层(13)由内而外依次套设在导电杆层(11)上，且导电杆层(11)、第一磁屏蔽层(12)和第一导电层(13)的轴线相重合。
2.根据权利要求1所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
还包括第二导电单元(2)和第三导电单元(3)；
所述第二导电单元(2)和第三导电单元(3)由内而外依次套设在第一导电层(13)上。
3.根据权利要求2所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第二导电单元(2)包括第二磁屏蔽层(21)和第二导电层(22)；
所述第二磁屏蔽层(21)和第二导电层(22)由内而外依次套设在第一导电层(13)上，且第二磁屏蔽层(21)、第二导电层(22)与第一导电层(13)的轴线相重合。
4.根据权利要求3所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第三导电单元(3)包括第三磁屏蔽层(31)和第三导电层(32)；
所述第三磁屏蔽层(31)和第三导电层(32)由内而外依次套设在第二导电层(22)上，且第三磁屏蔽层(31)、第三导电层(32)与第二导电层(22)的轴线相重合。
5.根据权利要求4所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第一导电单元(1)与第二导电单元(2)为间隙配合或过盈配合；
所述第二导电单元(2)与第三导电单元(3)为间隙配合或过盈配合。
6.根据权利要求5所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述导电杆层(11)为圆柱体，直径为2A,2mm≤A≤16mm；
所述第一磁屏蔽层(12)为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；
所述第一导电层(13)为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
7.根据权利要求6所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第二磁屏蔽层(21)为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；
所述第二导电层(22)为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
8.根据权利要求7所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第三磁屏蔽层(31)为圆管，圆管厚度为B,0.1mm≤B≤6mm；
所述第三导电层(32)为圆管，圆管厚度为C,2mm≤C≤16mm。
9.根据权利要求8所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述导电杆层(11)、第一导电层(13)、第二导电层(22)和第三导电层(32)采用铜材料制作。
10.根据权利要求9所述的真空灭弧室导电杆，其特征在于：
所述第一磁屏蔽层(12)、第二磁屏蔽层(21)和第三磁屏蔽层(31)采用高磁导率材料制作。
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