CN208722805U - 充气柜用固封极柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充气柜用固封极柱，涉及中高压开关设备，用于解决目前大部分的固封极柱普遍整体较大材料多，鉴于用户对产品的小型化的要求下，产品的温升和绝缘都出现一定的问题，尤其是会产生额定电压下的局部放电的问题。它包括绝缘壳体，设置于绝缘壳体上端的上出线端，设置于绝缘壳体下端的下出线端，所述绝缘壳体内腔设有真空灭弧室，所述上出线端为同轴圆柱形结构。通过优化的设计方案，使得产品在开关柜中电场分布更为均匀，从而提高对地及相间的耐压水平，减少产品的尺寸，增强产品强度，提高散热性能。

Description

充气柜用固封极柱

技术领域

本实用新型涉及中高压开关设备，具体来说，是充气柜用固封极柱。

背景技术

现有的固封极柱，一般由真空灭弧室、上出线端子、下出线端子、软连接、拉杆、和环氧树脂壳体构成。目前大部分的固封极柱普遍整体较大材料多，鉴于用户对产品的小型化的要求下，产品的温升和绝缘都出现一定的问题，尤其是会产生额定电压下的局部放电的问题。

文献CN 201510877190.X公开了一种充气柜及其固封极柱，所述固封极柱具有真空灭弧室、上出线端、下出线母排，通过APG工艺用环氧树脂整体固封成一体。其中上出线端外侧具有绝缘隔板，绝缘隔板高于上出线端，极柱下部设有对称的散热孔。

但是上述技术方案存在以下不足，由于气体与环氧树脂的介电常数差异较大，因此上出线端设置的绝缘隔板会将绝大部分的场强加在绝缘隔板和上出线端之间，造成局部场强过高。此外绝缘隔板的设置使得产品成型的模具结构相对复杂，需要额外设置模头，同时在绝缘隔板边缘处会有分型线，分型线后期需要打磨处理否则会影响产品的绝缘性能。

另外，在灭弧室下端，该方案中与下端子的连接部位，由于下端子为母排结构，也容易产生场强集中的问题，影响相间绝缘。其次，下出线端子的结构在APG生产过程中，平面较大不利于排气，固化收缩时树脂与导体都会存在粘接不良的问题。

文献CN 201510121202.6公开了一种固封极柱的极部件，所述固封极柱的极部件包括上屏蔽，下屏蔽和真空灭弧室通过绝缘材料浇注成一体。该技术方案将场强引入到绝缘材料内部，能有效的屏蔽装配过程中导致的局放问题。

但是上述技术方案存在以下不足，由于上下触头座都是采用装配的，因此整体强度不如触头座浇注进去的高，另外较多的屏蔽网也会使得生产更为复杂，产品合格率不高。下部内腔为近似封闭结构，不利于散热。

目前固封极柱中导体与真空灭弧室等相关组件整体浇注在绝缘材料中不利于产品的散热，充气柜中相间及对地由于电场分布不均匀导致的放电问题。同时在极柱下出线端与绝缘材料及绝缘气体的三交处的电场分布不均匀容易导致局部场强偏高产生局放及耐压闪络等问题。因此，在保证产品小型化的同时，如何提高产品的散热水平，提高产品的耐压强度迫在眉睫。

发明内容

本实用新型目的是旨在提供了一种通过优化的设计方案，使得产品在开关柜中电场分布更为均匀，从而提高对地及相间的耐压水平，减少产品的尺寸，增强产品强度，提高散热性能。为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

充气柜用固封极柱，包括绝缘壳体，设置于绝缘壳体上端的上出线端，设置于绝缘壳体下端的下出线端，所述绝缘壳体内腔设有真空灭弧室，所述上出线端为同轴圆柱形结构。

采用上述技术方案的实用新型，由于作为导体的上出线端为同轴圆柱体，因此导体表面的电场分布均匀，不会存在场强集中的问题。具体加工的时候，先把真空灭弧室、上出线端及下出线端装配完成后，固定在模具的芯子上，再采用绝缘壳体浇注成一体。

进一步限定，所述上出线端顶部没有绝缘隔板。

为了增大了相间及对地气体的绝缘距离，上出线端顶部没有绝缘隔板，有利于气隙的耐压水平。

进一步限定，所述下出线端为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，所述下出线端内设有滑动触头，所述下出线端上端延伸进绝缘壳体内部。

将高压引入绝缘强度较高的绝缘壳体内部，从而屏蔽三介质交点的场强集中问题，同时不会存在软连接方式导致的尖端放电。下出线端为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，减小高压导体相间的场强，有效避免产品生产时的排气问题，同时不会存在收缩不一致导致开裂的问题，减小相间距离要求，有利于开关设备的小型化。

进一步限定，所述绝缘壳体采用环氧树脂材料层或者热塑性材料层。

进一步限定，所述绝缘壳体外壁下段设有加强筋。

增设加强筋设计，提高产品的整体强度，在使用绝缘材料较少的情况下，提高产品抵抗电动力的要求。

进一步限定，所述绝缘壳体外壁下段前侧设有第一散热孔，且所述绝缘壳体外壁下段后侧设有第二散热孔，所述第一散热孔和第二散热孔采用非对称布置。

为了增强内腔的扰流，使对称布置时的层流变成非对称布置的湍流，从而增强散热性能。

进一步限定，所述绝缘壳体的横截面为椭圆形或跑道形。

由于产品小型化要求，导致相间气体绝缘距离变小，为保证相间的耐压，通过优化相间位置的外形，即绝缘壳体的横截面，采用椭圆形或跑道形，增大绝缘气隙的同时避免场强集中，从而保证产品的耐压水平。

本实用新型相比现有技术，充气柜小型化过程中，提升产品的绝缘水平，提高产品的通流能力，降低产品的温升，本实用新型具有非常重要作用，经济效益客观。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型充气柜用固封极柱正视图；

图2为图1为中A-A剖面视图；

图3为本实用新型充气柜用固封极柱左视图；

图4为图3为中B-B剖面视图；

图5为本实用新型充气柜用固封极柱滑动触头示意图；

主要元件符号说明如下：

绝缘壳体1，上出线端2，下出线端3，真空灭弧室4，加强筋5，第一散热孔6，第二散热孔7，跑道形8，滑动触头9，第一触头10，滑动拉杆11，滑动外筒12，锁紧齿13、滑动内筒14，自锁腔道15，第一腔道151，第二腔道152，第三腔道153，锁紧环16。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

实施例一，

如图1，图2，图3，图4所示，充气柜用固封极柱，包括绝缘壳体1，设置于绝缘壳体1上端的上出线端2，设置于绝缘壳体1下端的下出线端3，绝缘壳体1内腔设有真空灭弧室4，上出线端2为同轴圆柱形结构。

上出线端2顶部没有绝缘隔板（图示未画出）。

下出线端3为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，下出线端3内设有滑动触头9，下出线端3上端延伸进绝缘壳体1内部。

绝缘壳体1采用环氧树脂材料层，当然，需要指出的是，绝缘壳体1也可以采用热塑性材料层。

绝缘壳体1外壁下段设有加强筋5。

本技术方案通过优化固封极柱的上出线端，上出线端也叫静端，上出线端采用同轴圆柱形结构，因此导体表面的电场分布均匀，不会存在场强集中的问题。本技术方案通过优化固封极柱的下出线端，下出线端也叫动端，下出线端采用能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，下出线端内设有滑动触头，下出线端上端延伸进绝缘壳体内部，从而屏蔽极柱下侧的电场分布不均的问题，主要是三介质交界处及导电体的尖端导致电场值超标的问题。

实施例二，

如图1，图2，图3，图4所示，充气柜用固封极柱，包括绝缘壳体1，设置于绝缘壳体1上端的上出线端2，设置于绝缘壳体1下端的下出线端3，绝缘壳体1内腔设有真空灭弧室4，上出线端2为同轴圆柱形结构。

上出线端2顶部没有绝缘隔板（图示未画出）。

下出线端3为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，下出线端3内设有滑动触头9，下出线端3上端延伸进绝缘壳体1内部。

绝缘壳体1采用环氧树脂材料层，当然，需要指出的是，绝缘壳体1也可以采用热塑性材料层。

绝缘壳体1外壁下段设有加强筋5。

绝缘壳体1外壁下段前侧设有第一散热孔6，且绝缘壳体1外壁下段后侧设有第二散热孔7，第一散热孔6和第二散热孔7采用非对称布置。

绝缘壳体1的横截面为跑道形8。当然，需要指出的是，绝缘壳体1的横截面也能采用椭圆形。

实施例一和实施例二的区别在于，相对实施例一来说，实施例二中，绝缘壳体的横截面为椭圆形或跑道形设计，优化了极柱整体的电场分布，增大绝缘气隙的同时避免场强集中，从而保证产品的耐压水平。另外，非对称散热孔的设置提高了产品的散热性能，同时，通过加强筋的设计，提高了产品的强度，本技术方案在产品相间距离不变的情况下，保证产品的绝缘要求，同时产品生产成本也会较低。需要指出的是，实施例一或者实施二中，再不改变其他技术方案的前提下，如图5所示，还可以改进滑动触头9，具体的滑动触头9包括第一触头10、滑动拉杆11、滑动外筒12、设置于滑动外筒12内壁的锁紧齿13、滑动内筒14、设置于滑动内筒14外壁的用于和锁紧齿13匹配的卡合齿（图示未画出），滑动内筒14内部设有自锁腔道15，自锁腔道15包括第一腔道151、第二腔道152、第三腔道153，第一腔道151为梯形槽，第一腔道151开口口径大于第二腔道152，第三腔道153为条形，滑动外筒12前端外套有锁紧环16，第一触头10下端连接滑动拉杆11。具体使用的时候，控制第一触头向下运动，第一触头带动滑动拉杆靠近滑动内筒，第一触头设有锁紧环端依次穿过第一腔道、第二腔道、第三腔道，当锁紧环完全进入第三腔道后，完成滑动拉杆和滑动内筒的自锁，控制第一触头向下运动继续向下运动，通过滑动外筒内壁的锁紧齿和滑动内筒外壁的卡合齿完成整个滑动触头9的锁定。通过增设自锁结构，确保将高压引入绝缘强度较高的绝缘壳体内部，从而屏蔽三介质交点的场强集中问题的时候，充气柜用固封极柱的滑动触头上下滑动的过程中不会出现接触点出的尖端放电现象。

充气柜用固封极柱制作方法，包括以下步骤，

步骤一，壳体浇注，先把真空灭弧室、上出线端及下出线端装配完成后，上出线端、下出线端分别用同轴圆柱体作为导体，然后固定在模具的芯子上，再采用绝缘壳体浇注成一体；

步骤二，壳体开孔，绝缘壳体外壁下段前侧开设第一散热孔，且绝缘壳体外壁下段后侧开设第二散热孔，其中，第一散热孔和第二散热孔采用非对称布置；

步骤三，场强分散，下出线端为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，将高压引入绝缘强度较高的绝缘壳体内部，从而避免三介质交点的场强集中，同时不会存在软连接方式导致的尖端放电。

其中，步骤三，场强分散中，通过优化相间位置的外形，采用椭圆形或跑道形的绝缘壳体的横截面，增大绝缘气隙的同时避免场强集中，从而保证产品的耐压水平。

以上对本实用新型提供的充气柜用固封极柱及其制作方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.充气柜用固封极柱，包括绝缘壳体，设置于绝缘壳体上端的上出线端，设置于绝缘壳体下端的下出线端，所述绝缘壳体内腔设有真空灭弧室，其特征在于：所述上出线端为同轴圆柱形结构。

2.根据权利要求1所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述上出线端顶部没有绝缘隔板。

3.根据权利要求1或2所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述下出线端为能滑动导电连接的同轴圆柱形结构，所述下出线端内设有滑动触头，所述下出线端上端延伸进绝缘壳体内部。

4.根据权利要求3所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述绝缘壳体采用环氧树脂材料层或者热塑性材料层。

5.根据权利要求4所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述绝缘壳体外壁下段设有加强筋。

6.根据权利要求5所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述绝缘壳体外壁下段前侧设有第一散热孔，且所述绝缘壳体外壁下段后侧设有第二散热孔，所述第一散热孔和第二散热孔采用非对称布置。

7.根据权利要求6所述的充气柜用固封极柱，其特征在于：所述绝缘壳体的横截面为椭圆形或跑道形。