CN213519732U - 一种真空灭弧室结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气设备，公开了一种真空灭弧室结构。真空灭弧室结构包括绝缘外壳、屏蔽筒、静导电杆以及动导电杆，屏蔽筒的两端分别连接于两个绝缘外壳，绝缘外壳与屏蔽筒之间形成真空腔，静导电杆和动导电杆穿设于真空腔并能够相互抵接，以在真空腔内形成电场，本实用新型还包括第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件，第一屏蔽环组件设置于真空腔内并连接于一个绝缘外壳内壁，静导电杆穿设于第一屏蔽环组件，第二屏蔽环组件设置于真空腔内并连接于另一个绝缘外壳内壁，动导电杆穿设于第二屏蔽环组件，第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件共同用于均衡真空腔内电场。

Description

一种真空灭弧室结构

技术领域

本实用新型涉及电气设备，尤其涉及一种真空灭弧室结构。

背景技术

电弧是由于电压过高，电场强度较大，气体发生电崩溃而持续形成等离子体，使得电流通过空气所产生的瞬间火花现象。真空灭弧室，又叫做真空开关管，主要由瓷壳、屏蔽筒、导电回路、动触头以及静触头组成，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是，通过管内真空绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄灭电弧，避免事故和意外的发生。

真空灭弧室中所用屏蔽筒采用无氧铜、不锈钢、电工纯铁或者铜铬合金等材料制成，减轻触头在燃弧过程中产生的金属蒸汽和液滴喷溅对绝缘外壳内壁的污染。但是由于屏蔽筒所用材料的限制，会影响真空灭弧室中电场分布，不能使之均匀分布，进一步影响产品的绝缘水平，存在质量隐患。其次，现有的真空灭弧室结构为四节瓷壳全屏蔽结构。四节瓷壳全屏蔽结构的灭弧室，四节瓷节之间利用分节环连接，瓷壳要保证同轴度的要求，四节瓷壳无法完全对称，装配难度大，成本过高，屏蔽筒包裹在四节瓷壳的内部，导致真空灭弧室的直径过大，而且使屏蔽筒的散热性变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空灭弧室结构，结构简单，均匀真空腔内部电场。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种真空灭弧室结构，包括绝缘外壳、屏蔽筒、静导电杆以及动导电杆，所述屏蔽筒的两端分别连接于两个所述绝缘外壳，所述绝缘外壳与所述屏蔽筒之间形成真空腔，所述静导电杆和所述动导电杆穿设于所述真空腔并能够相互抵接，以在所述真空腔内形成电场，还包括：

第一屏蔽环组件，其设置于所述真空腔内并连接于一个所述绝缘外壳内壁，所述静导电杆穿设于所述第一屏蔽环组件；

第二屏蔽环组件，其设置于所述真空腔内并连接于另一个所述绝缘外壳内壁，所述动导电杆穿设于所述第二屏蔽环组件；

所述第一屏蔽环组件和所述第二屏蔽环组件共同用于均衡所述真空腔内电场。

作为优选，所述第一屏蔽环组件和所述第二屏蔽环组件均包括多个平行且间隔设置的屏蔽环。

作为优选，所述绝缘外壳的内壁上设置环形凸起，位于所述绝缘外壳中部的所述屏蔽环上对应所述环形凸起设置有环形凹槽，所述环形凸起卡接于所述环形凹槽。

作为优选，所述环形凸起上设置有第一金属化层，位于所述绝缘外壳中部的所述屏蔽环能够通过所述第一金属化层焊接于所述绝缘外壳内壁。

作为优选，在所述绝缘外壳两端的内壁设置有第二金属化层，位于所述绝缘外壳两端的所述屏蔽环通过所述第二金属化层焊接于所述绝缘外壳的内壁。

作为优选，在所述屏蔽环的端部沿其周向凸设有加强部，所述加强部向靠近所述屏蔽环轴线的方向延伸，所述加强部用于加强所述屏蔽环端部的电场。

作为优选，所述绝缘外壳上设置有外壳凸起，使所述绝缘外壳爬电距离增大，其中爬电距离是指所述动导电杆和所述静导电杆周围的所述绝缘外壳被电极化，使所述绝缘外壳呈现带电现象的带电区。

作为优选，所述屏蔽环沿所述绝缘外壳轴向方向的宽度可调。

作为优选，沿所述绝缘外壳轴向方向，位于所述绝缘外壳中部的所述屏蔽环的宽度大于位于所述绝缘外壳两端的所述屏蔽环的宽度。

作为优选，还包括波纹管，所述动导电杆穿设于所述波纹管。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的真空灭弧室，采用绝缘外壳对静导电杆和动导电杆起到绝缘作用，防止操作人员在静导电杆和动导电杆抵接时误碰而引起触电，提高操作安全性，将绝缘外壳分别连接于屏蔽筒的两端，使屏蔽筒外漏，有利于静导电杆和动导电杆的散热。同时，屏蔽筒和绝缘外壳直径形成绝缘真空腔，避免了外界空气进入腔体。动导电杆被配置为能够沿屏蔽筒的轴线方向移动，当动导电杆抵接于静导电杆时，电路导通。当动导电杆远离静导电杆，动导电杆与静导电杆之间的高电压击穿空气，形成电弧放射在屏蔽筒内，随着动导电杆远离静导电杆，电弧熄灭。

由于屏蔽筒采用无氧铜、不锈钢、电工纯铁或者铜铬合金等材料制成，影响真空灭弧室中电场分布，不能使真空腔内的电场均匀分布。为了解决这个问题，本实用新型提供的真空灭弧室通过设置第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件，使第一屏蔽环组件设置于真空腔内并连接于一个绝缘外壳内壁，静导电杆穿设于第一屏蔽环组件，第二屏蔽环组件设置于真空腔内并连接于另一个绝缘外壳内壁，动导电杆穿设于第二屏蔽环组件，利用第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件解决真空腔内电场分布不均压的问题。

与现有技术采用的真空灭弧室结构相比，本实用新型提供的真空灭弧室结构，在屏蔽筒的两端分别连接于两个绝缘外壳，使屏蔽筒外漏，保证了屏蔽筒的散热性，同时在绝缘外壳内壁分别连接第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件，使之设置于真空腔内，利用第一屏蔽环组件和第二屏蔽环组件来均衡真空腔内电场。

附图说明

图1是本实用新型实施例真空灭弧室结构提供的真空灭弧室的剖视图；

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是本实用新型实施例真空灭弧室结构提供的第二屏蔽环的结构示意图图；

图4是本本实用新型实施例真空灭弧室结构提供的第二屏蔽环的剖视图。

图中：

1、屏蔽筒；

2、绝缘外壳；21、真空腔；22、环形凸起；23、外壳凸起；

3、静导电杆；

4、动导电杆；41、动端盖；42、波纹管；

5、第一屏蔽环组件；51、第一屏蔽环；52、第二屏蔽环；521、环形凹槽；53、第三屏蔽环；54、加强部；

6、第二屏蔽环组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实施例提供了一种真空灭弧室结构，涉及电气设备。如图1所示，真空灭弧室结构包括绝缘外壳2、屏蔽筒1、静导电杆3以及动导电杆4，屏蔽筒1的两端分别连接于两个绝缘外壳2，绝缘外壳2与屏蔽筒1之间形成真空腔21，静导电杆3和动导电杆4穿设于真空腔21并能够相互抵接，以在真空腔21内形成电场。采用绝缘外壳2对静导电杆3和动导电杆4起到绝缘作用，防止操作人员在静导电杆3和动导电杆4抵接时误碰而引起触电，提高操作安全性。将绝缘外壳2分别连接于屏蔽筒1的两端，使屏蔽筒1外漏，有利于静导电杆3和动导电杆4的散热，同时，可以减小真空灭弧室的直径。同时，屏蔽筒1和绝缘外壳2直径形成绝缘真空腔21，避免了外界空气进入腔体。动导电杆4被配置为能够沿屏蔽筒1的轴线方向移动，当动导电杆4抵接于静导电杆3时，电路导通。真空灭弧室切真空电弧取决于动导电杆4与静导电杆3在电流过零前的金属蒸汽浓度，金属蒸汽浓度大，电弧在电流过零时仍能够维持，金属蒸汽浓度小，电弧就会熄灭。当动导电杆4远离静导电杆3，动导电杆4与静导电杆3之间的高电压击穿空气，形成电弧放射在屏蔽筒1内，随着动导电杆4远离静导电杆3，动导电杆4与静导电杆3之间的金属蒸汽浓度降低，电弧熄灭。

由于屏蔽筒1采用无氧铜、不锈钢、电工纯铁或者铜铬合金等材料制成，会影响真空灭弧室中电场分布，不能使真空腔21内的电场均匀分布。为了解决这个问题，本实施例提供的真空灭弧室结构还包括第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6，第一屏蔽环组件5设置于真空腔21内并连接于一个绝缘外壳2内壁，静导电杆3穿设于第一屏蔽环组件5，第二屏蔽环组件6设置于真空腔21内并连接于另一个绝缘外壳2内壁，动导电杆4穿设于第二屏蔽环组件6，第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6共同用于均衡真空腔21内电场。

本实施例提供的真空灭弧室通过设置第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6，使第一屏蔽环组件5设置于真空腔21内并连接于一个绝缘外壳2内壁，静导电杆3穿设于第一屏蔽环组件5，第二屏蔽环组件6设置于真空腔21内并连接于另一个绝缘外壳2内壁，动导电杆4穿设于第二屏蔽环组件6，利用第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6解决真空腔21内电场分布不均压的问题。

与现有技术采用的真空灭弧室结构相比，本实施例提供的真空灭弧室结构，在屏蔽筒1的两端分别连接于两个绝缘外壳2，使屏蔽筒1外漏，保证了屏蔽筒1的散热性，同时在绝缘外壳2内壁分别连接第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6，使之设置于真空腔21内，利用第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6来均衡真空腔21内电场。

进一步地，如图1所示，真空灭弧室还包括波纹管42，动导电杆4穿设于波纹管42。优选地，在绝缘外壳2的外侧设置有动端盖41，波纹管42连接于动端盖41并套设于动导电杆4。当动导电杆4沿屏蔽筒1的轴线方向进行运动时，动导电杆4带动波纹管42进行往复运动，通过设置波纹管42，对真空腔21进一步密封。如果不设置波纹管42，由于动导电杆4的往复运动，真空腔21内进行气体，会破坏真空灭弧室的气密性。

进一步地，如图1所示，第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6均包括多个平行且间隔设置的屏蔽环。第一屏蔽环组件5和第二屏蔽环组件6均包括多个屏蔽环，用于均衡真空腔21的电场。本实施例屏蔽环的数量优选为三个，其具体数量可以根据实际生产需要进行调整。为了方便描述，根据屏蔽环在绝缘外壳2的位置进行区分，其中第一屏蔽环51设置在绝缘外壳2端部远离屏蔽筒1的一端，第二屏蔽环52设置于绝缘外壳2的中间，第三屏蔽环53设置在绝缘外壳2端部靠近屏蔽筒1的一端。第二屏蔽环组件6与第一屏蔽环组件5结构类似，区别仅是静导电杆3穿设于第一屏蔽环组件5，动导电杆4穿设于第二屏蔽环组件6，故在此不再详细赘述。

通常，绝缘外壳2远离屏蔽筒1的一端电场强度弱，靠近屏蔽筒1的位置电场较强，为了使绝缘外壳2两端的电场强度相等，屏蔽环沿绝缘外壳2轴向方向的宽度可调。在本实施例中，设置第一屏蔽环51的宽度大于第三屏蔽环53的宽度，通过调节屏蔽环沿绝缘外壳2轴向方向的宽度，从而使绝缘外壳2两端的电场强度相等，实现了调整绝缘外壳2内部的电场的目的。

通常，绝缘外壳2的中部电场强度低于绝缘外壳2两端的电场强度，为了解决这一问题，如图1所示，沿绝缘外壳2轴向方向，位于绝缘外壳2中部的屏蔽环的宽度大于位于绝缘外壳2两端的屏蔽环的宽度。本实施例第一屏蔽环组件5中第二屏蔽环52设置在绝缘外壳2的中部，从而达到了增强了绝缘外壳2中部的电场强度目的。

屏蔽环由于自身结构的原因，中间部位的电场强，两端的电场弱，为了解决这个问题，在屏蔽环的端部沿其周向凸设有加强部54(如图3和图4所示)，加强部54向靠近屏蔽环轴线的方向延伸，加强部54用于加强屏蔽环端部的电场。通过在屏蔽环的端部沿其周向凸设有加强部54，加强部54用来增加屏蔽环端部的电场，从而使屏蔽环自身的电场分布更加均匀。在本实施例中，第一屏蔽环51和第三屏蔽环53只有一侧的端部设置有加强部54(如图1所示)，另一侧由于要连接于绝缘外壳2的端面所以没有设置加强部54；第二屏蔽环52的连接部位在第二屏蔽环52的外端面的中部，所以在第二屏蔽环52的两端都凸设有加强部54。

进一步地，如图2所示，绝缘外壳2的内壁上设置环形凸起22，位于绝缘外壳2中部的屏蔽环上对应环形凸起22设置有环形凹槽521，环形凸起22卡接于环形凹槽521。优选地，本实例中的绝缘外壳2是瓷壳。具体的，在第二屏蔽环52上设置有环形凹槽521，使环形凸起22卡接于环形凹槽521，从而使第二屏蔽环52能够卡接于绝缘外壳2的内壁，结构简单，方便组装。

如果不设置环形凸起22，直接使第二屏蔽环52焊接于瓷壳内壁，由于瓷壳耐热性差，在焊接过程中容易引起瓷壳的炸裂，从而破坏整个真空灭弧室结构。但是只设置卡接结构，使第二屏蔽环52卡接于瓷壳内壁，当真空灭弧室竖直放置时，第二屏蔽环52受重力作用向下掉落，第二屏蔽环52与绝缘外壳2的连接失效。如图2所示，在环形凸起22上设置有第一金属化层，位于绝缘外壳2中部的屏蔽环能够通过第一金属化层焊接于瓷壳的内壁。通过在绝缘外壳2内壁的环形凸起22上设置有第一金属化层，使第二屏蔽环52能够通过第一金属化层焊接于绝缘外壳2的内壁，实现第二屏蔽环52与绝缘外壳2的内壁实现固定连接。

由于瓷壳的特性，如果不设置金属化层，将第一屏蔽环51和第三屏蔽环53直接焊接于瓷壳的端部，在焊接过程中，会引起瓷壳端部的损坏，为了解决这一问题，如图1所示，在瓷壳两端的内壁设置有第二金属化层，位于瓷壳两端的屏蔽环通过第二金属化层焊接于绝缘外壳2的内壁。在本实施例第一屏蔽环组件5中，通过在瓷壳的两端设置第二金属化层，使位于瓷壳两端的第一屏蔽环51和第三屏蔽环53能够通过第二金属化层焊接在瓷壳。

爬电距离是指动导电杆4和静导电杆3周围的绝缘外壳2被电极化，使绝缘外壳2呈现带电现象的带电区，由于动导电杆4抵接于静导电杆3，如图1所示，在绝缘外壳2上设置有外壳凸起23，使绝缘外壳2的爬电距离增大。当静导电杆3和动导电杆4抵接时，静导电杆3和动导电杆4的抵接部位产生电弧，使动导电杆4和静导电杆3周围的绝缘外壳2被电极化，通过在绝缘外壳2上设置外壳凸起23，增大绝缘外壳2的爬电距离，增强绝缘外壳2的绝缘性，从而增大了绝缘外壳2的使用寿命，提高了产品耐用性。

在本实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空灭弧室结构，包括绝缘外壳(2)、屏蔽筒(1)、静导电杆(3)以及动导电杆(4)，所述屏蔽筒(1)的两端分别连接于两个所述绝缘外壳(2)，所述绝缘外壳(2)与所述屏蔽筒(1)之间形成真空腔(21)，所述静导电杆(3)和所述动导电杆(4)穿设于所述真空腔(21)并能够相互抵接，以在所述真空腔(21)内形成电场，其特征在于，还包括：

第一屏蔽环组件(5)，其设置于所述真空腔(21)内并连接于一个所述绝缘外壳(2)内壁，所述静导电杆(3)穿设于所述第一屏蔽环组件(5)；

第二屏蔽环组件(6)，其设置于所述真空腔(21)内并连接于另一个所述绝缘外壳(2)内壁，所述动导电杆(4)穿设于所述第二屏蔽环组件(6)；

所述第一屏蔽环组件(5)和所述第二屏蔽环组件(6)共同用于均衡所述真空腔(21)内电场。

2.根据权利要求1所述的真空灭弧室结构，其特征在于，所述第一屏蔽环组件(5)和所述第二屏蔽环组件(6)均包括多个平行且间隔设置的屏蔽环。

3.根据权利要求2所述的真空灭弧室结构，其特征在于，所述绝缘外壳(2)的内壁上设置环形凸起(22)，位于所述绝缘外壳(2)中部的所述屏蔽环上对应所述环形凸起(22)设置有环形凹槽(521)，所述环形凸起(22)卡接于所述环形凹槽(521)。

4.根据权利要求3所述的真空灭弧室结构，其特征在于，所述环形凸起(22)上设置有第一金属化层，位于所述绝缘外壳(2)中部的所述屏蔽环能够通过所述第一金属化层焊接于所述绝缘外壳(2)内壁。

5.根据权利要求2所述的真空灭弧室结构，其特征在于，在所述绝缘外壳(2)两端的内壁设置有第二金属化层，位于所述绝缘外壳(2)两端的所述屏蔽环通过所述第二金属化层焊接于所述绝缘外壳(2)内壁。

6.根据权利要求2所述的真空灭弧室结构，其特征在于，在所述屏蔽环的端部沿其周向凸设有加强部(54)，所述加强部(54)向靠近所述屏蔽环轴线的方向延伸，所述加强部(54)用于加强所述屏蔽环端部的电场。

7.根据权利要求1所述的真空灭弧室结构，其特征在于，所述绝缘外壳(2)上设置有外壳凸起(23)，使所述绝缘外壳(2)爬电距离增大，其中爬电距离是指所述动导电杆(4)和所述静导电杆(3)周围的所述绝缘外壳(2)被电极化，使所述绝缘外壳(2)呈现带电现象的带电区。

8.根据权利要求2所述的真空灭弧室结构，其特征在于，所述屏蔽环沿所述绝缘外壳(2)轴向方向的宽度可调。

9.根据权利要求2所述的真空灭弧室结构，其特征在于，沿所述绝缘外壳(2)轴向方向，位于所述绝缘外壳(2)中部的所述屏蔽环的宽度大于位于所述绝缘外壳(2)两端的所述屏蔽环的宽度。

10.根据权利要求1-9任一项所述的真空灭弧室结构，其特征在于，还包括波纹管(42)，所述动导电杆(4)穿设于所述波纹管(42)。

Images