專利名稱:氣體絕緣開關設備及其壓氣式負荷開關滅弧室的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣體絕緣開關設備及其壓氣式負荷開關滅弧室，包括：絕緣筒、靜觸頭系統和動觸頭系統。在絕緣筒兩端分別澆注有金屬屏蔽網卷制而成的靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構，該金屬屏蔽結構與絕緣筒一體化澆注成型。絕緣筒、靜觸頭系統和動觸頭系統構成負荷開關滅弧室。金屬屏蔽結構制造成本低，滅弧室直徑尺寸小，開斷能力強，絕緣性能好，解決了金屬導體、氣體介質和環氧樹脂三種材料交界處的電場集中問題，滅弧室結構簡單、安裝方便，提高了負荷開關的穩定性，使負荷開關得到小型化。
【專利說明】氣體絕緣開關設備及其壓氣式負荷開關滅弧室

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓開關設備【技術領域】，特別涉及一種壓氣式負荷開關滅弧室及具有該壓氣式負荷開關滅弧室的氣體絕緣開關設備。

【背景技術】
[0002]負荷開關廣泛應用于氣體絕緣開關設備，為氣體絕緣開關設備的主要元件，安裝于氣體絕緣開關設備的密封箱體內，用于關合短路電流和開斷負荷電流，通常采用壓氣式、金屬去離子柵式等滅弧結構；壓氣式負荷開關采用壓氣式原理，通過壓縮氣體產生高速氣流用以冷卻并熄滅電弧，該結構滅弧能力強，有較普遍的應用。
[0003]現有的壓氣式負荷開關的動、靜觸頭置于絕緣筒內，并充入高壓力SF6氣體進行絕緣和滅弧。動觸頭與導電桿相連，導電桿內有壓氣室；當負荷開關分閘時動、靜觸頭分離產生電弧，壓縮氣體從與導電桿相連的動觸頭中心孔噴出，冷卻并熄滅電弧，該結構具有一定的開斷能力和斷口絕緣水平。
[0004]現有壓氣式負荷開關滅弧室結構復雜，斷口電場分布不均勻，極大限制了負荷開關的滅弧性能和絕緣性能。有的滅弧室外部雖設有屏蔽層，但影響了產品的直徑尺寸，安裝不便。
[0005]另外，在負荷開關以外的其他高壓開關裝置中，也普遍具有動觸頭和靜觸頭組成的斷口結構。這些結構中，有的也在絕緣外壁上設置有屏蔽結構，這種結構雖然可以有效的減小斷口距離，但是直徑尺寸大，并且不能將絕緣筒壁做的很薄。
[0006]申請公布號為CN103022928A(以下稱文獻I)，名稱為《一種觸頭雙屏蔽結構》的中國實用新型專利，公開了一種觸頭雙屏蔽結構，這種雙屏蔽結構可以大大降低由氣體絕緣介質絕緣強度較低所帶來的內部故障問題。
[0007]授權公告號為CN203205758U(以下稱文獻2)，名稱為《固體絕緣開關設備及其氣體間隙絕緣結構》的中國實用新型專利，公開了一種固體絕緣開關設備及其氣體間隙絕緣結構，該氣體絕緣結構包括具有接地層的固體絕緣殼體，解決了固體絕緣結構的氣體間隙中電場集中問題。
[0008]申請公布號為CN102760607A(以下稱文獻3)，名稱為《一種氣體絕緣環網柜用壓氣式負荷開關》的中國實用新型專利，公開了一種氣體絕緣環網柜用壓氣式負荷開關，該結構設置了第一高壓屏蔽罩和第二高壓屏蔽罩，可以使負荷開關分閘后動觸頭與靜觸頭之間的電場分布更加均勻，能極大提高斷口的絕緣能力。
[0009]授權公告號為CN101164131B (以下稱文獻4)，名稱為《負載隔離開關及帶有負載隔離開關的開關裝置》的中國實用新型專利，公開了一種具有殼體的負載隔離開關，該裝置設置有第一場控制環和第二場控制環，起均勻電場作用。
[0010]綜上所述，在目前的現有技術中，還沒有發現通過將屏蔽結構內嵌于環氧材料的絕緣筒內以實現小型化的負荷開關滅弧室結構。實用新型內容
[0011]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種壓氣式負荷開關滅弧室，在絕緣筒兩端均設置有屏蔽結構且與絕緣筒一體化澆注，滅弧室直徑尺寸小，結構簡單，實現了小型化，并且具有良好的滅弧性能和絕緣性能。
[0012]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0013]一種壓氣式負荷開關滅弧室，用于氣體絕緣開關設備，包括:絕緣筒，該絕緣筒內設置有靜觸頭系統和動觸頭系統；所述絕緣筒兩端分別澆注有靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構，該靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構均包括有第一和第二平行部分及第一和第二折彎部分，該第一和第二折彎部分均自對應的第一和第二平行部分末端朝向絕緣筒外部蜷曲為圓弧結構，所述平行部分的端部固定有嵌件，該嵌件固定澆注在絕緣筒內。
[0014]所述靜端高壓屏蔽結構的第一折彎部分的端面位于靜觸頭系統的端面以內；所述動端高壓屏蔽結構的第二折彎部分的端面位于動觸頭系統的端面以內。
[0015]所述折彎部分的圓弧結構為四分之三圓。
[0016]所述絕緣筒具有第一圓弧形凸起和第二圓弧形凸起，分別與靜端高壓屏蔽結構的第一折彎部分和動端高壓屏蔽結構的第二折彎部分位于相同高度。
[0017]所述靜端高壓屏蔽結構和所述動端高壓屏蔽結構與所述絕緣筒的內表面之間的間隙為第一間隙，所述靜端高壓屏蔽結構和所述動端高壓屏蔽結構與所述絕緣筒的外表面之間的最小間隙為第二間隙；所述第一間隙和所述第二間隙的距離均為4-8_。
[0018]所述絕緣筒的筒身開有排氣孔；所述排氣孔位于動觸頭系統的運動行程范圍以外且未超出靜觸頭系統所在位置。
[0019]一種氣體絕緣開關設備，所述氣體絕緣開關設備具有上述壓氣式負荷開關滅弧室。
[0020]本實用新型具有以下有益效果:本實用新型在滅弧室絕緣筒的斷口之間分別澆注有靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構，且該靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構均包括有平行部分和折彎部分，所述平行部分的端部固定有嵌件，該嵌件固定澆注在絕緣筒內。如此，本實用新型保證了斷口的動、靜觸頭在開斷、關合過程中的引弧以及最終位置的絕緣性能由弧觸頭和帶有屏蔽結構的絕緣筒共同確定，既保證引弧發生在動、靜觸頭之間，又具有綜合的絕緣性能，同時，靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構穩固地澆注在絕緣筒內。
[0021]所述靜端高壓屏蔽結構和動端高壓屏蔽結構與絕緣筒一體化澆注成型，這種結構利用鑲嵌的金屬屏蔽網解決了金屬導體、氣體介質與環氧樹脂三種材料交界處的電場集中問題，金屬屏蔽網兩端均有固定方式，保證了屏蔽網在澆注時不會變形。相比外置屏蔽結構的滅弧室結構更加可靠、直徑尺寸減小、成本降低、實現了滅弧室的小型化。

【附圖說明】

[0022]圖1為本實用新型的壓氣式負荷開關滅弧室結構示意圖；
[0023]圖2為圖1中圈A的局部放大圖。
[0024]圖3為圖1中圈B的局部放大圖。
[0025]圖4為圖1中圈C的局部放大圖。
[0026]圖5為圖1中圈D的局部放大圖。
[0027]圖6為本實用新型嵌件結構的示意圖。
[0028]其中:1為絕緣筒；2為靜觸頭系統；3為動觸頭系統；11為靜端高壓屏蔽結構；12為動端高壓屏蔽結構；21為第一圓弧形凸起；22為第二圓弧形凸起；23為排氣孔；24為嵌件；111為第一平行部分；112為第一折彎部分；121為第二平行部分；122為第二折彎部分。

【具體實施方式】
[0029]體現本實用新型特征與優點的典型實施例將在以下的說明書中進行詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的范圍。
[0030]本實用新型的氣體絕緣開關設備，具有本實用新型實施例的壓氣式負荷開關滅弧室。
[0031]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細描述:
[0032]請參閱圖1，一種壓氣式負荷開關滅弧室，包括絕緣筒1、靜觸頭系統2和動觸頭系統3，靜觸頭系統2和動觸頭系統3位于絕緣筒I的內部，絕緣筒I的斷口之間分別澆注有由金屬導電材料卷制成的靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12。
[0033]本實施例的壓氣式負荷開關滅弧室，絕緣筒I為管狀環氧澆注體，其內表面兼作動觸頭系統往復運動使用的壓氣缸。絕緣筒I的斷口兩端的屏蔽結構(即靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12)保證了斷口的動、靜觸頭在開斷、關合過程中的引弧以及最終位置的絕緣性能由弧觸頭和帶有屏蔽結構的滅弧室共同確定，既保證引弧發生在動、靜觸頭之間，又具有綜合的絕緣性能，同時，也解決了金屬導體(指金屬屏蔽網)、氣體介質(即滅弧室內填充的SF6)和環氧樹脂(即絕緣筒)三種材料交界處的電場集中問題，提高斷口的絕緣水平。
[0034]在本實施例中，絕緣筒I的內壁沒有安裝單獨的壓氣缸，而是將該絕緣筒兼做壓氣缸，當滅弧室動觸頭系統3的壓氣活塞運動時，所述絕緣筒即具有建立吹弧所需的氣體壓力，即滅弧壓力的功能。本實施例由絕緣筒I兼作壓氣缸使用，縮小了絕緣筒的直徑尺寸。滅弧室的通流依靠動、靜觸頭系統，因而采用絕緣筒直接作為壓氣缸的方式并不影響滅弧室的通流能力。
[0035]請參閱圖2，所述靜端高壓屏蔽結構具有第一平行部分111和第一折彎部分112 ;所述動端高壓屏蔽結構12具有第二平行部分121和第二折彎部分122 ;所述第一和第二平行部分在同一直線上，且與滅弧方向或者動觸頭系統移動方向同向，所述第一和第二折彎部分為自各自的平行部分末端朝向絕緣筒外部的方向向上蜷曲而形成。
[0036]所述靜端高壓屏蔽結構11第一折彎部分112的端面(即靜端高壓屏蔽結構的最低斷面)m’位于靜觸頭系統2的端面(即靜觸頭系統的最低斷面)m以內，且兩端面間距為dl ;動端高壓屏蔽結構12的第二折彎部分122的端面η’位于動觸頭系統3的端面η以內，且兩端面間距為d2。為保證在開斷、關合過程中由動、靜觸頭進行引弧，dl的數值應大于靜觸頭端面圓角的半徑Rl，d2的數值應大于動觸頭端面圓角的半徑R2。另外，考慮到裝配誤差，dl和d2的數值應具有一定的裕度。
[0037]第一折彎部分112和第二折彎部分122優選的是圓弧形，該圓弧形優選為四分之三圓，該結構的設計優化了電場分布，且具有一定的剛度，保證了金屬屏蔽結構不易變形。
[0038]所述靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12與絕緣筒I的內表面之間的間隙為第一間隙，靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12與絕緣筒I的外表面之間的最小間隙為第二間隙，第一間隙和第二間隙的距離均為4-8mm。
[0039]請參閱圖3，為了進一步減小絕緣筒I的直徑尺寸，將絕緣筒I的壁厚進行了削減，但為了保證屏蔽結構折彎部分的第二間隙不小于4_，該部分的絕緣筒壁厚不可以削減，因此絕緣筒I在與折彎部分對應的位置設置有第一圓弧形凸起21和第二圓弧形凸起22，分別與靜端高壓屏蔽結構11的第一折彎部分112和動端高壓屏蔽結構12的第二折彎部分122相匹配，以保證上述第一間隙和第二間隙的距離尺寸要求。
[0040]請參閱圖4，絕緣筒I的筒身上開有排氣孔23，該排氣孔的位置在動觸頭系統3的運動行程范圍以外，但不超過靜觸頭系統所在位置，因此，該結構不影響負荷開關的分、合閘。在筒身開設排氣孔23，可以使滅弧室在開斷、關合的過程中排出熱氣流，達到散熱的效果O
[0041]請參閱圖5，靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12采用金屬屏蔽網卷制工藝制成，并通過環氧澆注工藝與絕緣筒I 一體化澆注成型。靜端高壓屏蔽結構11和動端高壓屏蔽結構12平行部分的端部的外表面均勻固定有嵌件24，嵌件24固定澆注在絕緣筒I上，連同屏蔽結構的折彎部分可同時保證金屬屏蔽網兩端固定牢靠，保證其在與絕緣筒澆注過程中不發生變形。
[0042]本實用新型專利申請與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0043](I)【背景技術】中提到的文獻I和文獻2公開的兩種固體絕緣結構，其殼體表面均噴有接地層，殼體為接地狀態，僅殼體內部具有場強，其內嵌屏蔽環的作用是均勻電場。而本實用新型所述的是一種負荷開關滅弧室結構，其絕緣筒殼體沒有接地，殼體內外均有場強，其內嵌屏蔽網的作用除均勻場強外，更重要的是負荷開關的引弧和滅弧。
[0044](2)【背景技術】中提到的文獻3公開的壓氣式負荷開關，其第一高壓屏蔽罩和第二高壓屏蔽罩均設置在絕緣筒外部。而本實用新型所述的滅弧室結構，其金屬屏蔽網采用澆注的方式內嵌于絕緣筒內部，將屏蔽的功能集成在絕緣筒身上。相比文獻3而言，本實用新型在具備完整功能的前提下結構簡單，實現了滅弧室的小型化設計。
[0045](3)【背景技術】中提到的文獻4公開的負載隔離開關，也是在其殼體外部設置有屏蔽功能的場控制環，有效減小了斷口間的距離，場控制環是圓弧突出結構。但是由于這種裝置在使用場合和工藝上的限制，無法將屏蔽設置在殼體內部，且無法將殼體壁厚做的很薄以實現小型化。
[0046]通過以上可知，本實用新型所實現的功能和有益效果均與上述文獻不同，本實用新型結構采用絕緣筒和屏蔽環一體化、小型化設計，滅弧室結構簡單、直徑尺寸小。
[0047]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征以及本實用新型的優點。本領域技術人員應該了解到本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。
【權利要求】
1.一種壓氣式負荷開關滅弧室，用于氣體絕緣開關設備，包括:絕緣筒(I)，該絕緣筒內設置有靜觸頭系統(2)和動觸頭系統(3);其特征在于:所述絕緣筒(I)兩端分別澆注有靜端高壓屏蔽結構(11)和動端高壓屏蔽結構(12)，該靜端高壓屏蔽結構(11)和動端高壓屏蔽結構(12)均包括有第一和第二平行部分及第一和第二折彎部分，該第一和第二折彎部分均自對應的第一和第二平行部分末端朝向絕緣筒外部蜷曲為圓弧結構，所述平行部分的端部固定有嵌件(24)，該嵌件固定澆注在絕緣筒內。2.如權利要求1所述的壓氣式負荷開關滅弧室，其特征在于:所述靜端高壓屏蔽結構(11)的第一折彎部分(111)的端面位于靜觸頭系統(2)的端面以內； 所述動端高壓屏蔽結構(12)的第二折彎部分(122)的端面位于動觸頭系統(3)的端面以內。3.如權利要求1所述的壓氣式負荷開關滅弧室，其特征在于:所述折彎部分的圓弧結構為四分之三圓。4.如權利要求2所述的壓氣式負荷開關滅弧室，其特征在于:所述絕緣筒(I)具有第一圓弧形凸起(21)和第二圓弧形凸起(22)，分別與靜端高壓屏蔽結構(11)的第一折彎部分(111)和動端高壓屏蔽結構(12)的第二折彎部分(122)位于相同高度。5.如權利要求1所述的壓氣式負荷開關滅弧室，其特征在于:所述靜端高壓屏蔽結構(11)和所述動端高壓屏蔽結構(12)與所述絕緣筒(I)的內表面之間的間隙為第一間隙，所述靜端高壓屏蔽結構(11)和所述動端高壓屏蔽結構(12)與所述絕緣筒(I)的外表面之間的最小間隙為第二間隙；所述第一間隙和所述第二間隙的距離均為4-8mm。6.如權利要求1-5中任意一項所述的壓氣式負荷開關滅弧室，其特征在于:所述絕緣筒(I)的筒身開有排氣孔(23);所述排氣孔(23)位于動觸頭系統(3)的運動行程范圍以外且未超出靜觸頭系統所在位置。7.—種氣體絕緣開關設備，其特征在于:所述氣體絕緣開關設備具有權利要求1-6任一所述的壓氣式負荷開關滅弧室。
【文檔編號】H01H33-72GK204289253SQ201420753958
【發明者】王平, 付魯軍, 韓辰光, 李樹平 [申請人]中國西電電氣股份有限公司