真空灭弧室的主屏蔽罩及真空灭弧室
阅读说明:本技术 真空灭弧室的主屏蔽罩及真空灭弧室 (Main shielding case of vacuum arc-extinguishing chamber and vacuum arc-extinguishing chamber ) 是由 刘世柏 李小钊 赵芳帅 薛从军 李锟 刘心悦 亓春伟 齐大翠 王宇浩 刘畅 姚新 于 2020-11-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及真空灭弧室的主屏蔽罩及真空灭弧室。真空灭弧室,包括:外壳,外壳设有两段,两段外壳沿真空灭弧室轴向对接;主屏蔽罩,用于包围在动触头和静触头的结合处的外侧;金属中封环,焊接固定在两段外壳之间,供主屏蔽罩焊接固定;所述主屏蔽罩为陶瓷材质;主屏蔽罩的外周面上设有金属化层;所述金属化层环绕主屏蔽罩的外周面设置,形成中封环连接部位,用于与真空灭弧室的两段外壳之间的金属中封环焊接固定以实现主屏蔽罩的固定。上述方案能够解决现有技术中的真空灭弧室绝缘性能受金属蒸气影响大而不利于小型化的问题。(The invention relates to a main shielding case of a vacuum arc-extinguishing chamber and the vacuum arc-extinguishing chamber. Vacuum interrupter, includes: the shell is provided with two sections which are in butt joint along the axial direction of the vacuum arc extinguish chamber; the main shielding cover is used for surrounding the outer side of the joint of the moving contact and the static contact; the metal middle sealing ring is welded and fixed between the two sections of shells and is used for welding and fixing the main shielding cover; the main shielding cover is made of ceramic materials; the peripheral surface of the main shielding cover is provided with a metallization layer; the metallized layer is arranged around the outer peripheral surface of the main shielding cover to form a middle seal ring connecting part which is used for being welded and fixed with a metal middle seal ring between two sections of shells of the vacuum arc-extinguishing chamber so as to realize the fixation of the main shielding cover. Above-mentioned scheme can be solved vacuum interrupter insulating properties among the prior art and receive metal vapor to influence greatly and be unfavorable for miniaturized problem.)
技术领域
本发明涉及真空灭弧室的主屏蔽罩及真空灭弧室。
背景技术
随着电力工业的不断发展及社会对环保要求的提高,真空灭弧室正在向高电压的输配电方向发展,应用真空灭弧室的开关设备也在向着高电压、小型化方向发展。真空灭弧室的体积对开关设备的整体体积来说是重要因素,因此,真空灭弧室的高电压、小型化是开关设备小型化的基础。然而,随着电压等级的提高,对真空灭弧室产品内部绝缘性能的要求也越来越高。
现有的真空灭弧室如公开号为CN208548315U的中国专利文献中公开的一种真空灭弧室,包括中空的外壳,外壳的轴向两端设有静触头组件和动触头组件,外壳内于轴向中部设有屏蔽筒。其中静触头组件包括静导电杆和静触头,动触头组件包括动导电杆、波纹管以及动触头,动导电杆导向设置在导向套中;外壳为相互拼接的两段式结构,两段外壳之间通过中封环固定连接;屏蔽筒形成主屏蔽罩,用于包围在动触头和静触头的结合处的外侧,其外周面上设有环形限位凸起(即上述专利文献中的限位裙边),用于固定到中封环上,用于起到均衡电场的作用。
但是,动静触头分合闸时会出现燃弧,燃弧会形成金属蒸气,金属蒸气吸附到外壳的内壁面上以后会减弱外壳的内壁面沿灭弧室轴向的绝缘性能,从而需要灭弧室的轴向尺寸较大才能满足真空灭弧室内的绝缘需求,不利于灭弧室小型化,也会增加相应开关产品的安装空间需求,导致成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空灭弧室的主屏蔽罩,解决现有技术中的真空灭弧室绝缘性能受金属蒸气影响大而不利于小型化的问题。另外,本发明的另一个目的是提供一种真空灭弧室,能够更容易地实现小型化。
本发明中真空灭弧室的主屏蔽罩采用如下技术方案:
真空灭弧室的主屏蔽罩,用于包围在动触头和静触头的结合处的外侧;
所述主屏蔽罩为陶瓷材质;
主屏蔽罩的外周面上设有金属化层;
所述金属化层环绕主屏蔽罩的外周面设置,形成中封环连接部位,用于与真空灭弧室的两段外壳之间的金属中封环焊接固定以实现主屏蔽罩的固定。
有益效果:采用上述技术方案,主屏蔽罩采用了陶瓷材质,相比于现有技术中金属材质的屏蔽罩,耐高温性能更好,能够避免在电弧的烧蚀下产生金属蒸气,从而改善真空灭弧室绝缘性能受金属蒸气影响大的问题,并且陶瓷表面的孔隙相比于金属有利于吸附金属蒸气,从而有利于真空灭弧室的小型化;另外,相比于金属主屏蔽罩轴向两端场强较大的情况,陶瓷材质的主屏蔽罩不会导致两端场强大的问题,同样有利于减小轴向尺寸,特别适用于对径向电场防护需求低的真空灭弧室;再者,通过设置金属化层,能够方便地实现陶瓷材质的主屏蔽罩在外壳上的固定,结构简单,制造方便。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的外周面上设有环形凸起,环形凸起的表面设有所述金属化层。
有益效果:通过在环形凸起的表面设置金属化层,能够利用环形凸起对主屏蔽罩实现良好的轴向定位,提高主屏蔽罩的固定可靠性,结构简单,便于制造。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的内壁面在主屏蔽罩轴向上为平直壁面。
有益效果:采用上述技术方案结构简单,便于制造。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的内壁面与端面之间设有倒角,并且/或者,所述主屏蔽罩的外周面与端面之间设有倒角。
有益效果:采用上述技术方案能够便于主屏蔽罩的制造,并且有利于避免主屏蔽罩的棱边处强度较弱而容易受损。
本发明中真空灭弧室采用如下技术方案:
真空灭弧室,包括:
外壳,外壳设有两段,两段外壳沿真空灭弧室轴向对接;
主屏蔽罩,用于包围在动触头和静触头的结合处的外侧;
金属中封环,焊接固定在两段外壳之间,供主屏蔽罩焊接固定;
所述主屏蔽罩为陶瓷材质;
主屏蔽罩的外周面上设有金属化层;
所述金属化层环绕主屏蔽罩的外周面设置,形成中封环连接部位,用于与真空灭弧室的两段外壳之间的金属中封环焊接固定以实现主屏蔽罩的固定。
有益效果:采用上述技术方案,主屏蔽罩采用了陶瓷材质,相比于现有技术中金属材质的屏蔽罩,耐高温性能更好,能够避免在电弧的烧蚀下产生金属蒸气,从而改善真空灭弧室绝缘性能受金属蒸气影响大的问题,并且陶瓷表面的孔隙相比于金属有利于吸附金属蒸气,从而有利于真空灭弧室的小型化;另外,相比于金属主屏蔽罩轴向两端场强较大的情况,陶瓷材质的主屏蔽罩不会导致两端场强大的问题,同样有利于减小轴向尺寸,特别适用于对径向电场防护需求低的真空灭弧室;再者,通过设置金属化层,能够方便地实现陶瓷材质的主屏蔽罩在外壳上的固定,结构简单,制造方便。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的外周面上设有环形凸起,环形凸起的表面设有所述金属化层。
有益效果:通过在环形凸起的表面设置金属化层,能够利用环形凸起对主屏蔽罩实现良好的轴向定位,提高主屏蔽罩的固定可靠性,结构简单,便于制造。
作为一种优选的技术方案:所述金属中封环的横截面为L形结构,包括轴向延伸部分和径向延伸部分;
轴向延伸部分,与主屏蔽罩形成插套配合;
径向延伸部分,焊接固定在真空灭弧室的两段外壳之间;
轴向延伸部分与径向延伸部分的连接处与所述环形凸起沿主屏蔽罩的轴向挡止配合。
有益效果:金属中封环的轴向延伸部分能够对主屏蔽罩起到径向定位作用,并且轴向延伸部分与径向延伸部分的连接处与主屏蔽罩挡止配合能够保证对主屏蔽罩的轴向定位可靠性。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的内壁面在主屏蔽罩轴向上为平直壁面。
有益效果:采用上述技术方案结构简单,便于制造。
作为一种优选的技术方案:所述主屏蔽罩的内壁面与端面之间设有倒角,并且/或者,所述主屏蔽罩的外周面与端面之间设有倒角。
有益效果:采用上述技术方案能够便于主屏蔽罩的制造,并且有利于避免主屏蔽罩的棱边处强度较弱而容易受损。
作为一种优选的技术方案:所述环形凸起的横截面轮廓为弧形。
有益效果:环形凸起的横截面轮廓为弧形不易受损,可靠性好。
对于本专利要保护的主题,同一主题下的各优选技术方案均可以单独采用,在能够组合的情况下,也可以将同一主题下的两个以上优选的技术方案任意组合,组合形成的技术方案此处不再具体描述,以此形式包含在本专利的记载中。
附图说明
图1是本发明中真空灭弧室的实施例1的结构示意图;
图2是图1中主屏蔽罩的结构示意图;
图3是图1中主屏蔽罩与金属中封环的连接处的局部放大图;
图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为:10、外壳;20、金属中封环;21、轴向延伸部分;22、径向延伸部分;31、静盖板;32、静端屏蔽罩;33、静导电杆;34、静触头;41、动盖板;42、动端屏蔽罩;43、动导电杆;44、波纹管;45、动触头;46、导向套;50、主屏蔽罩;51、倒角;52、环形凸起。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,可能出现的语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,可能出现的术语“设有”应做广义理解,例如,“设有”的对象可以是本体的一部分,也可以是与本体分体布置并连接在本体上,该连接可以是可拆连接,也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明中真空灭弧室的实施例1:
如图1所示,该真空灭弧室为一种126kv真空灭弧室,包括中空的外壳10,外壳10为现有结构,采用陶瓷材质,外壳10为相互拼接的两段式结构,两段外壳10之间通过金属中封环20固定连接。外壳10的轴向两端分别设有静触头34组件和动触头45组件,外壳10内于轴向中部设有主屏蔽罩50。
静触头34组件包括静盖板31、静端屏蔽罩32,还包括静导电杆33和静触头34,静盖板31、静端屏蔽罩32和静导电杆33焊接固定在一起,静触头34固定在静导电杆33上。
动触头45组件包括动盖板41、动端屏蔽罩42,还包括动导电杆43、波纹管44以及动触头45,动导电杆43导向设置在导向套46中,导向套46固定在动盖板41上,动触头45固定在动导电杆43上。
上述外壳10、静触头34组件、动触头45组件均可以采用现有技术中真空灭弧室的结构。
如图1和图2,主屏蔽罩50用于包围在动触头45和静触头34的结合处的外侧,为陶瓷材质,可以与外壳10的材质相同。主屏蔽罩50为直筒结构,内壁面在主屏蔽罩50轴向上为平直壁面,外周面上于轴向中部设有环形凸起52,环形凸起52的表面设有金属化层,金属化层环绕主屏蔽罩50的外周面设置,形成中封环连接部位,用于与真空灭弧室的两段外壳10之间的金属中封环20焊接固定,从而实现主屏蔽罩50的固定。金属化层由陶瓷金属化形成,陶瓷金属化为现有技术,此处不再详细说明。为了便于制造和避免受损,所述环形凸起52的横截面轮廓为弧形,同时,所述主屏蔽罩50的内壁面与端面之间设有倒角51,并且所述主屏蔽罩50的外周面与端面之间也设有倒角51。
如图1和图3,金属中封环20的横截面为L形结构,包括轴向延伸部分21和径向延伸部分22;轴向延伸部分21与主屏蔽罩50形成插套配合,径向延伸部分22焊接固定在真空灭弧室的两段外壳10之间。轴向延伸部分21与径向延伸部分22的连接处与所述环形凸起52沿主屏蔽罩50的轴向挡止配合,能够实现主屏蔽罩50的轴向定位。另外,金属中封环20的表面镀银,能够更好地与外壳10和主屏蔽罩50焊接固定。
制造时,使用工装夹具将相应零部件进行定位,然后利用真空钎焊工艺将相应零部件整体钎焊为整体;最后,安装导向套46,从而实现陶瓷主屏蔽罩50真空灭弧室的组装,生产制造成本低,零件结构简单,易实现,适合于批量生产。
工作时,陶瓷材质的主屏蔽罩50能够较好地吸收电弧、避免金属屏蔽罩在电弧的作用下产生金属蒸气,并可以吸附动触头45和静触头34产生的金属蒸气,减少吸附到外壳10的内壁面上的金属蒸气量,从而提高外壳10的内壁面沿灭弧室轴向的绝缘性能,有利于减小真空灭弧室的体积,从而节省相应开关产品的安装空间,为开关产品的小型化和降成本提供了方向。
本发明中真空灭弧室的实施例2:
本实施例与实施例1的不同之处在于,实施例1中,主屏蔽罩50的外周面上设有环形凸起52,环形凸起52的表面设有金属化层,而本实施例中,主屏蔽罩50的外周面为平直面,直接与金属中封环20焊接。
本发明中真空灭弧室的主屏蔽罩的实施例:真空灭弧室的主屏蔽罩的实施例即上述真空灭弧室的任一实施例中记载的主屏蔽罩50,此处不再具体说明。
以上所述,仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,本申请的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本申请的保护范围内。
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