CN202585235U - 一种多层屏蔽结构的真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，属于高压电器绝缘技术领域。它解决了现有技术中动静触头表面的断口绝缘强度低的问题。该多层屏蔽结构的真空灭弧室，包括玻璃罩、静端盖板和动端盖板，在玻璃罩内设有静导电杆和动导电杆，静导电杆内端为静触头，动导电杆内端为动触头，在静触头外套设有第一屏蔽罩一，在动触头外套设有第一屏蔽罩二，在静导电杆外套设有第二屏蔽罩一，在动导电杆外套设有第二屏蔽罩二，在静导电杆外套设有第三屏蔽罩一，第三屏蔽罩一位于第一屏蔽罩一和第二屏蔽罩一内，在动导电杆外套设有第三屏蔽罩二，第三屏蔽罩二位于第一屏蔽罩二和第二屏蔽罩二内。本实用新型能够提高断口的绝缘强度。

Description

一种多层屏蔽结构的真空灭弧室

技术领域

本实用新型属于高压电器绝缘技术领域，涉及一种多层屏蔽结构的真空灭弧室。

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。其原理是利用高真空工作绝缘灭弧介质，靠密封在真空中的一对触头来实现电力电路的通断功能，当其断开电流时，动静触头在分离的瞬间，电流收缩到触头刚分离的一点上，出现电极间电阻剧烈增大和温度迅速提高，直至发生电极金属的蒸发，长久使用后，动静触头表面会形成凸起，使得动静触头表面的电荷分布不均匀，在断开电流的时候会形成尖端放电，降低了动静触头表面的断口绝缘强度，使得真空灭弧室开断电流的能力降低。

例如，中国专利公开了一种高压真空灭弧室[其申请号为：201120297257.X；其授权公告号为：CN 202159627U]，包括绝缘外壳，绝缘外壳内设置有一层由上下两部分构成的外壳，其中，上部分为绝缘外壳b，下部分为绝缘外壳c；所述绝缘外壳的外端面设置有带有开口的静盖板，所述绝缘外壳的外端面设置有带有开口的动盖板；所述绝缘外壳b与静导电板的连接处设置有静均压罩，所述绝缘外壳c与动盖板的连接处设置有动均压罩；所述绝缘外壳b与绝缘外壳c构成的外壳内中间位置设置有屏蔽筒；所述绝缘外壳a的两端还设置有静导电杆和动导电杆，所述静导电杆的端头设置有静触头，所述动导电杆的端头设置有动触头，所述动触头与动盖板之间还通过设置在动导电杆表面的波纹管连接；所述静导电杆上设置有静屏蔽罩，所述动导电杆上设置有动屏蔽罩；所述动盖板的开口处设置有导向套。该实用新型专利提高了高压真空灭弧室的使用寿命，但是还是存在不足。由于在静触头和动触头的表面会产生凸起，在电流断开后，在静触头和动触头的凸起处会形成尖端放电，而在本专利中上述的屏蔽罩不能有效的对该尖端电流进行遏制，导致静触头和动触头的断口绝缘强度降低，使得真空灭弧室开断电流的能力降低。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够提高断口绝缘强度的多层屏蔽结构的真空灭弧室。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，包括玻璃罩、固定在玻璃罩两端用于形成真空腔室的静端盖板和动端盖板，在玻璃罩内设有固定在静端盖板上的静导电杆和滑动连接在动端盖板上的动导电杆，所述的静导电杆内端为静触头，动导电杆内端为动触头，其特征在于，在所述的静触头外套设有固定玻璃罩上的第一屏蔽罩一，在所述的动触头外套设有固定玻璃罩上的第一屏蔽罩二，在所述的静导电杆外套设有固定在静端盖板内侧的第二屏蔽罩一，在所述的动导电杆外套设有固定在动端盖板内侧的第二屏蔽罩二，在所述的静端盖板内到静触头一段的静导电杆外套设有固定在静端盖板上的第三屏蔽罩一，第三屏蔽罩一位于第一屏蔽罩一和第二屏蔽罩一内，在所述的动端盖板内到动触头一段的动导电杆外套设有固定在动端盖板上的第三屏蔽罩二，第三屏蔽罩二位于第一屏蔽罩二和第二屏蔽罩二内。

真空腔室能够腔室内的绝缘强度；第一屏蔽罩一和第一屏蔽罩二能够阻止电流断开时产生的电弧溅射到玻璃罩上，同时第一屏蔽罩一和第一屏蔽罩二上会产生电荷；第二屏蔽罩一与第一屏蔽罩一相对设置，在断开电流之前，第二屏蔽罩一上带电，当电流断开的一段时间内，第二屏蔽罩一上的电荷与第一屏蔽罩一上的电荷相对均匀分布，第二屏蔽罩一与第一屏蔽罩一之间不存在电势差，两者配合抵消了相互之间的放电现象；同理，第二屏蔽罩二与第一屏蔽罩二相互配合抵消了两者之间的放电现象；带电导体之间的放电与两者之间的距离有关，距离近的优先于距离远的开始放电，在一定程度上能够屏蔽距离远的带电导体放电，基于该原理，在动触头与静触头分开的一段时间里，首先动触头与静触头之间开始放电，由于动触头与静触头的表面存在的不平整，使得动触头与静触头之间放电的放电多为尖端放电，而介质的绝缘强度与介质和介质的状态有关，尖端放电会使放电电压较高，导致介质容易被击穿，丧失绝缘功能；而设置了第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二之后，在动触头与静触头分开，动触头移动到第三屏蔽罩二内，此时第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二优于动触头与静触头之间开始放电，而第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二的表面的电荷分布几乎均匀，两者之间几乎不存在电势差，因此两者之间放电现象很弱而不能击穿介质；本实用新型提高了断口的绝缘强度，使得真空灭弧室开断电流的能力提高。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述的第三屏蔽罩一为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边，上述的第三屏蔽罩二具有与第三屏蔽罩一相同的结构，且两者位于同一轴线上。第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二的形状与玻璃罩的相似，便于将第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二设置在玻璃罩内；圆弧形内翻边有利于电荷的均匀分布，使第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二的内翻边上电荷分布均匀，避免尖端放电；弧形外翻边具有较大的接触面，方便第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二分别固定在静端盖板和动端盖板上。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述第三屏蔽罩一的内翻边与第三屏蔽罩二的内翻边相对且相距一段距离，上述的静触头的端面延伸至第三屏蔽罩一内翻边的内边沿，在真空灭弧室断开时上述的动触头的端面滑动至沿第三屏蔽罩二内翻边的内边。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述第三屏蔽罩一的外翻边固定在静端盖板的内侧面上，所述第三屏蔽罩二的外翻边固定在动端盖板的内侧面上。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述的玻璃罩包括静端玻璃罩和动端玻璃罩，静端玻璃罩和动端玻璃罩的内端和外端均固接有金属的连接件，上述的静端盖板连接在静端玻璃罩外端的连接件上，上述的动端盖板连接在动端玻璃罩外端的连接件上，静端玻璃罩内端的连接件与动端玻璃罩内端的连接件通过金属环连接。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述的第一屏蔽罩一为圆筒状，外端为向内侧面翻入的圆弧形外翻边，内端为向外侧面翻出的弧形外翻边且固定在上述的金属环上，上述的第一屏蔽罩二具有与第一屏蔽罩一相同的结构且第一屏蔽罩二和第一屏蔽罩一对称设置，第一屏蔽罩二的弧形外翻边固定在上述金属环上。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述的第二屏蔽罩一为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边且固定在上述的静端盖板内侧面上，上述的第二屏蔽罩二具有与第一屏蔽罩一相同的结构且第二屏蔽罩二的弧形外翻边固定在上述动端盖板内侧面上。

在上述的多层屏蔽结构的真空灭弧室中，所述的第一屏蔽罩一和第二屏蔽罩一的内翻边相对且相距一段距离，所述的第一屏蔽罩二和第二屏蔽罩二的内翻边相对且相距一段距离。

与现有技术相比，本多层屏蔽结构的真空灭弧室具有以下优点：

1、在动触头与静触头分开，动触头移动到第三屏蔽罩二内，此时第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二优于动触头与静触头之间开始放电，而第三屏蔽罩一和第三屏蔽罩二的表面的电荷分布几乎均匀，两者之间几乎不存在电势差，因此两者之间放电现象很弱而不能击穿介质，提高了断口的绝缘强度，使得真空灭弧室开断电流的能力提高。

2、开断电流时，触头间的磁场对真空灭弧室的开断性能会有很大的影响。本实用新型的触头采用了特殊的结构，在开断电流时，触头间产生很强的磁场，能产生扩散电弧，从而减少触头局部过度烧伤，使开断过程中的后期，触头间真空介质的绝缘性能更加稳定，不易出现重击穿现象。

附图说明

图1是一种多层屏蔽结构的真空灭弧室的结构示意图。

图中，1、玻璃罩；1a、静端玻璃罩；1b、动端玻璃罩；2、静端盖板；2a、法兰盘；3、动端盖板；4、静导电杆；4a、静触头；5、动导电杆；5a、动触头；6a、第一屏蔽罩一；6b、第一屏蔽罩二；7a、第二屏蔽罩一；7b、第二屏蔽罩二；8a、第三屏蔽罩一；8b、第三屏蔽罩二；9、内翻边；10、外翻边；11、连接件；12、金属环；13、波纹管；14、绝缘套。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，包括玻璃罩1、固定在玻璃罩1两端用于形成真空腔室的静端盖板2和动端盖板3，在玻璃罩1内设有固定在静端盖板2上的静导电杆4和滑动连接在动端盖板3上的动导电杆5，静导电杆4内端为静触头4a，动导电杆5内端为动触头5a，静触头4a外套设有固定玻璃罩1上的第一屏蔽罩一6a，在动触头5a外套设有固定玻璃罩1上的第一屏蔽罩二6b，在静导电杆3外套设有固定在静端盖板2内侧的第二屏蔽罩一7a，在动导电杆5外套设有固定在动端盖板3内侧的第二屏蔽罩二7b，在静端盖板2内到静触头4a一段的静导电杆4外套设有固定在静端盖板2上的第三屏蔽罩一8a，第三屏蔽罩一8a位于第一屏蔽罩一6a和第二屏蔽罩一7a内，在动端盖板3内到动触头5a一段的动导电杆5外套设有固定在动端盖板3上的第三屏蔽罩二8b，第三屏蔽罩二8b位于第一屏蔽罩二6b和第二屏蔽罩二7b内。

其中，玻璃罩1包括静端玻璃罩1a和动端玻璃罩1b，静端玻璃罩1a和动端玻璃罩1b的内端和外端均固接有金属的连接件11，静端盖板2连接在静端玻璃罩1a外端的连接件11上，动端盖板3连接在动端玻璃罩1b外端的连接件11上，静端玻璃罩1a内端的连接件11与动端玻璃罩1b内端的连接件11通过金属环12连接。玻璃罩1呈圆筒状，具有绝缘的作用，能够防止玻璃罩1内的电流传递到玻璃罩1外，避免在操作中触电。连接件11采用合金材料，连接件11与静端玻璃罩1a和动端玻璃罩1b之间均采用钎焊的方式相固定，连接件11与金属环12也是采用钎焊的方式相固定。整个玻璃罩1与静端盖板2、动端盖板3构成一个密闭的空间并且内部为真空状态，因为真空状态具有较高的击穿电压，能够较快的实现灭弧。在静端盖板2的外侧面上焊接固定有一法兰盘2a，静导电杆4穿过法兰盘2a中的安装孔并固定在法兰盘2a上，设置法兰盘2a是为了方便固定静导电杆4。在动端盖板3的外侧面上还固定有绝缘套14，动导电杆5穿过绝缘套14中的安装孔并固定在绝缘套14上，设置绝缘套14是为了方便固定动导电杆5。在位于玻璃罩1内的动导电杆5部分套设有波纹管13，该波纹管13为金属波纹管13，与动端盖板3焊接固定电相连，该波纹管13与被套设部分的动导电杆5以及动端盖板3构成封闭状态，在动导电杆5的开断过程中，波纹管13能够始终保持整个玻璃罩1的密闭。

第三屏蔽罩一8a为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边9，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边10，第三屏蔽罩二8b具有与第三屏蔽罩一8a相同的结构，且两者位于同一轴线上。第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b的形状与玻璃罩的相似，便于将第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b设置在玻璃罩1内；圆弧形内翻边9有利于电荷的均匀分布，使第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b的内翻边9上电荷分布均匀，避免尖端放电；弧形外翻边10具有较大的接触面，方便第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b分别固定在静端盖板2和动端盖板3上。第三屏蔽罩一8a的内翻边9与第三屏蔽罩二8b的内翻边9相对且相距一段距离，静触头4a的端面延伸至第三屏蔽罩一8a内翻边9的内边沿，在真空灭弧室断开时动触头5a的端面滑动至沿第三屏蔽罩二8b内翻边9的内边。第三屏蔽罩一8a的外翻边10固定在静端盖板2的内侧面上，第三屏蔽罩二8b的外翻边10固定在动端盖板3的内侧面上。第三屏蔽罩一8a与静端盖板2之间电相连，第三屏蔽罩二8b与动端盖板3之间电相连，上述的固定方式均可采用钎焊的方式。

第一屏蔽罩一6a为圆筒状，外端为向内侧面翻入的圆弧形外翻边10，内端为向外侧面翻出的弧形外翻边10且固定在上述的金属环12上，第一屏蔽罩二6b具有与第一屏蔽罩一6a相同的结构且第一屏蔽罩二6b和第一屏蔽罩一6a对称设置，第一屏蔽罩二6b的弧形外翻边10固定在金属环12上。上述的固定方式均可采用钎焊的方式。

第二屏蔽罩一7a为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边9，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边10且固定在静端盖板2内侧面上，第二屏蔽罩二7b具有与第一屏蔽罩一7a相同的结构且第二屏蔽罩二7b的弧形外翻边10固定在动端盖板3内侧面上。第二屏蔽罩一7a与静端盖板2电相连，第二屏蔽罩二7b与动端盖板3电相连，上述的固定方式均可采用钎焊的方式。第一屏蔽罩一6a和第二屏蔽罩一7a的内翻边9相对且相距一段距离，第一屏蔽罩二6b和第二屏蔽罩二7b的内翻边9相对且相距一段距离。

在真空灭弧室开断电流的过程中，第一屏蔽罩一6a和第一屏蔽罩二6b能够阻止电流断开时产生的电弧溅射到玻璃罩1上，同时第一屏蔽罩一6a和第一屏蔽罩二6b上会产生电荷；第二屏蔽罩一7a与第一屏蔽罩一6a相对设置，在断开电流之前，第二屏蔽罩一7a上带电，当电流断开的一段时间内，第二屏蔽罩一7a上的电荷与第一屏蔽罩一6a上的电荷相对均匀分布，第二屏蔽罩一7a与第一屏蔽罩一6a之间不存在电势差，两者配合抵消了相互之间的放电现象；同理，第二屏蔽罩二7b与第一屏蔽罩二6b相互配合抵消了两者之间的放电现象；带电导体之间的放电与两者之间的距离有关，距离近的优先于距离远的开始放电，在一定程度上能够屏蔽距离远的带电导体放电，基于该原理，在动触头5与静触头4分开的一段时间里，首先动触头5与静触头4之间开始放电，由于动触头5与静触头4的表面存在的不平整，使得动触头5与静触头4之间放电的放电多为尖端放电，而介质的绝缘强度与介质和介质的状态有关，尖端放电会使放电电压较高，导致介质容易被击穿，丧失绝缘功能；而设置了第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b之后，在动触头5与静触头4分开，动触头5移动到第三屏蔽罩二8b内，此时第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b优于动触头5与静触头4之间开始放电，而第三屏蔽罩一8a和第三屏蔽罩二8b的表面的电荷分布几乎均匀，两者之间几乎不存在电势差，因此两者之间放电现象很弱而不能击穿介质；本实用新型提高了断口的绝缘强度，使得真空灭弧室开断电流的能力提高。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了玻璃罩1、静端玻璃罩1a、动端玻璃罩1b、静端盖板2、法兰盘2a、动端盖板3、静导电杆4、静触头4a、动导电杆5、动触头5a、第一屏蔽罩一6a、第一屏蔽罩二6b、第二屏蔽罩一7a、第二屏蔽罩二7b、第三屏蔽罩一8a、第三屏蔽罩二8b、内翻边9、外翻边10、连接件11、金属环12、波纹管13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，包括玻璃罩(1)、固定在玻璃罩(1)两端用于形成真空腔室的静端盖板(2)和动端盖板(3)，在玻璃罩(1)内设有固定在静端盖板(2)上的静导电杆(4)和滑动连接在动端盖板(3)上的动导电杆(5)，所述的静导电杆(4)内端为静触头(4a)，动导电杆(5)内端为动触头(5a)，其特征在于，在所述的静触头(4a)外套设有固定玻璃罩(1)上的第一屏蔽罩一(6a)，在所述的动触头(5a)外套设有固定玻璃罩(1)上的第一屏蔽罩二(6b)，在所述的静导电杆(4)外套设有固定在静端盖板(2)内侧的第二屏蔽罩一(7a)，在所述的动导电杆(5)外套设有固定在动端盖板(3)内侧的第二屏蔽罩二(7b)，在所述的静端盖板(2)内到静触头(4a)一段的静导电杆(4)外套设有固定在静端盖板(2)上的第三屏蔽罩一(8a)，第三屏蔽罩一(8a)位于第一屏蔽罩一(6a)和第二屏蔽罩一(7a)内，在所述的动端盖板(3)内到动触头(5a)一段的动导电杆(5)外套设有固定在动端盖板(3)上的第三屏蔽罩二(8b)，第三屏蔽罩二(8b)位于第一屏蔽罩二(6b)和第二屏蔽罩二(7b)内。

2.根据权利要求1所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述的第三屏蔽罩一(8a)为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边(9)，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边(10)，上述的第三屏蔽罩二(8b)具有与第三屏蔽罩一(8a)相同的结构，且两者位于同一轴线上。

3.根据权利要求1或2所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述第三屏蔽罩一(8a)的内翻边(9)与第三屏蔽罩二(8b)的内翻边(9)相对且相距一段距离，上述的静触头(4a)的端面延伸至第三屏蔽罩一(8a)内翻边(9)的内边沿，在真空灭弧室断开时上述的动触头(5a)的端面滑动至沿第三屏蔽罩二(8b)内翻边(9)的内边。

4.根据权利要求3所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述第三屏蔽罩一(8a)的外翻边(10)固定在静端盖板(2)的内侧面上，所述第三屏蔽罩二(8b)的外翻边(10)固定在动端盖板(3)的内侧面上。

5.根据权利要求4所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述的玻璃罩(1)包括静端玻璃罩(1a)和动端玻璃罩(1b)，静端玻璃罩(1a)和动端玻璃罩(1b)的内端和外端均固接有金属的连接件(11)，上述的静端盖板(2)连接在静端玻璃罩(1a)外端的连接件(11)上，上述的动端盖板(3)连接在动端玻璃罩(1b)外端的连接件(11)上，静端玻璃罩(1a)内端的连接件(11)与动端玻璃罩(1b)内端的连接件(11)通过金属环(12)连接。

6.根据权利要求5所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述的第一屏蔽罩一(6a)为圆筒状，外端为向内侧面翻入的圆弧形外翻边(10)，内端为向外侧面翻出的弧形外翻边(10)且固定在上述的金属环(12)上，上述的第一屏蔽罩二(6b)具有与第一屏蔽罩一(6a)相同的结构且第一屏蔽罩二(6b)和第一屏蔽罩一(6a)对称设置，第一屏蔽罩二(6b)的弧形外翻边(10)固定在上述金属环(12)上。

7.根据权利要求6所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述的第二屏蔽罩一(7a)为圆筒状，内端为向内侧面翻入的圆弧形内翻边(9)，外端为向外侧面翻出的弧形外翻边(10)且固定在上述的静端盖板(2)内侧面上，上述的第二屏蔽罩二(7b)具有与第一屏蔽罩一(6a)相同的结构且第二屏蔽罩二(7b)的弧形外翻边(10)固定在上述动端盖板(3)内侧面上。

8.根据权利要求7所述的一种多层屏蔽结构的真空灭弧室，其特征在于，所述的第一屏蔽罩一(6a)和第二屏蔽罩一(7a)的内翻边(9)相对且相距一段距离，所述的第一屏蔽罩二(6b)和第二屏蔽罩二(7b)的内翻边(9)相对且相距一段距离。

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