一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓斷路器散熱技術領域，特別涉及一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構。
【背景技術】
[0002]當前在126kV及以上的高壓和超高壓斷路器中SF6斷路器為主流產品。SF6氣體已被《京都議定書》指定為一種強的溫室效應氣體，并建議于2030年全面禁用SF6氣體。真空斷路器具有綠色環保，產品性能高等優點，目前在中壓等級是主流產品。用高壓真空斷路器來代替SF6斷路器是一種很好的選擇。真空斷路器在短路電流開斷方面能力突出，但在額定電流參數方面不容易提高。

【發明內容】

[0003]為了克服上述現有技術存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，在不改變真空滅弧室結構的前提下提高高壓真空斷路器額定電流。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0005]—種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，包括安裝在靜導電桿13端部的散熱導桿12，安裝在散熱導桿12另一端的與散熱導桿12—體化鑄造的多層輻射式散熱器11，所述散熱導桿12與真空斷路器的上端蓋19間通過軸密封件18密封;還包括設置在下法蘭5外周圈且伸出下法蘭5外緣的翅片散熱器15，所述翅片散熱器15與下法蘭5—體化鑄造。
[0006]所述散熱導桿12與靜導電桿13螺紋連接，螺紋連接處設置有高導熱硅脂，以減小接觸熱阻。
[0007]所述散熱導桿12四周的真空斷路器的上端蓋19外設置有防雨臺17，散熱導桿12上位于防雨臺17上部處設置有遮雨罩16。
[0008]所述多層輻射式散熱器11的翅片由內向外分為3層，且翅片數目由內層向外層逐漸增多，相鄰層翅片間有筋連接，每一層的翅片根部翅片間隙都不小于10mm。
[0009]所述翅片散熱器15的翅片呈福射狀分布。
[0010]本實用新型在不改變真空滅弧室的前提下用合理的散熱結構來提高高壓真空斷路器的額定電流。這種方案在世界范圍內126kV及以上等級的高壓真空斷路器中都沒有采用過。本實用新型的優點詳細說明如下：
[0011]1、通過安裝在靜導電桿13端部的散熱導桿12，安裝在散熱導桿12另一端的與散熱導桿12—體化鑄造的多層輻射式散熱器11，利用高導熱性能的散熱導桿將真空斷路器滅弧室內的熱量傳導至多層輻射式散熱器11，再散到環境中，降低溫升，以提高高壓真空斷路器的額定電流;一體化鑄造以消除接觸熱阻。
[0012]2、通過設置在下法蘭5外周圈且伸出下法蘭5外緣的翅片散熱器15，進一步快速的將真空斷路器滅弧室內的熱量散到環境中；且翅片散熱器15與下法蘭5—體化鑄造，減少了因接觸面帶來的接觸熱阻。延伸翅片結構有效增大了散熱面積，同時提高了對流換熱系數，強化了散熱效果。
【附圖說明】
[0013]圖I為真空滅弧室極柱圖；圖中各符號為：I一上接線端子，2—下接線端子，3—陶瓷套管，4 一上法蘭，5—下法蘭，6 —上導電觸指，7 —下導電觸指，8 —真空滅弧室，9 一絕緣油，10 —下導電支撐，11 一多層福射式散熱器，12—散熱導桿，13—靜導電桿，14一動導電桿，15-翅片散熱器，16-遮雨罩，17-防雨臺，18-軸密封件，19-上端蓋。
[0014]圖2為圖I的局部放大圖。
[0015]圖3為多層輻射式翅片散熱器11的立體圖。
[0016]圖4為翅片散熱器15的立體圖。
[0017]圖5為不安裝多層輻射式散熱器11和翅片散熱器15的真空斷路器模型一與安裝多層輻射式散熱器11和翅片散熱器15的真空斷路器模型二的溫度分布對比圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖給出的具有高額定電流等級的高壓真空斷路器實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0019]本實用新型的高壓真空斷路器的真空滅弧室極柱結構如圖I和圖2所示。
[0020]上接線端子I與上法蘭4通過螺栓連接，上法蘭4通過上導電觸指6與靜導電桿13軟連接，靜導電桿13伸入真空滅弧室8中與動、靜觸頭對連接，動觸頭與動導電桿14連接，經過下導電觸指7連接到下導電支撐10，再連接到下法蘭5，下法蘭5上鑄有翅片散熱器15，與下接線端子2螺栓連接。靜導電桿13的上端通過螺栓與散熱導桿12連接，散熱導桿頂端鑄有多層輻射式散熱器11.在上端蓋19的上端面鑄有防雨臺17，防雨臺17上面的散熱導桿鑄有遮雨罩16。真空滅弧室8與陶瓷瓷殼之間充滿了絕緣油9。
[0021]多層輻射式散熱器11與散熱導桿12鑄造成一體，靠螺紋緊固于靜導電桿13的頂端，這里溫度較高，通常在100°C以上，翅片安裝在溫度高的部位會取得更好的散熱效果。
[0022]靜導電桿13頂部打Φ18mm的螺孔，散熱導桿12與靜導電桿13通過螺紋連接，且連接處涂有高導熱硅脂，減小了接觸面的接觸熱阻，增強導熱效果;散熱導桿12與上端蓋19之間采用軸密封，實現與外界的隔絕;上端蓋19上有防雨臺17與遮雨罩16，防止降水飛濺或者虹吸滲入到斷路器內部。
[0023]下法蘭5與其翅片散熱器15通過鑄造工藝成為一體，減少了因接觸面帶來的接觸熱阻。延伸翅片結構有效增大了散熱面積，同時提高了對流換熱系數，強化了散熱效果。
[0024]如圖3所示，多層輻射式翅片散熱器11的翅片由內向外分為3層，且翅片數目由內層向外層逐漸增多。這樣的布置可以得到以下效果：
[0025]I)在有限的空間內布置更多的翅片散熱面，每一層的翅片根部翅片間隙都不小于IOmm，從而減小翅片壁面之間換熱的干擾，提高自然對流換熱系數；
[0026]2)翅片圍成的小空腔可以產生抽吸的效果，增加了空氣流過空腔的速度，強化對流換熱效果；
[0027]3)翅片的分層布置，兩層之間有筋連接，增加了翅片散熱器的結構強度。
[0028]如圖4所示，翅片散熱器15在原有的結構基礎上，翅片沿徑向延伸2倍長度，延伸出下法蘭的外緣，該結構的散熱面積增大I倍多，且對流換熱條件得到改善，強化了散熱效果。
[0029]溫度場分析:針對126kV/2500A真空斷路器分別進行兩組溫度場仿真計算，模型一沒有加裝多層輻射式散熱器11和翅片散熱器15;模型二加裝了多層輻射式散熱器11和翅片散熱器15。如圖5結果顯示，模型一的各個關鍵測溫點的溫度都比模型二高，可見，使用本實用新型可以顯著提高高壓真空斷路器的額定電流性能。
【主權項】
1.一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，其特征在于:包括安裝在靜導電桿(13)端部的散熱導桿(12)，安裝在散熱導桿（12)另一端的與散熱導桿(12) —體化鑄造的多層輻射式散熱器（U)，所述散熱導桿（12)與真空斷路器的上端蓋（19)間通過軸密封件（18)密封;還包括設置在下法蘭（5)外周圈且伸出下法蘭(5)外緣的翅片散熱器（15)，所述翅片散熱器(15)與下法蘭(5) 一體化鑄造。2.根據權利要求I所述的一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，其特征在于：所述散熱導桿（12)與靜導電桿（13)螺紋連接，螺紋連接處設置有高導熱硅脂，以減小接觸熱阻。3.根據權利要求I所述的一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，其特征在于：所述散熱導桿（12)四周的真空斷路器的上端蓋（19)外設置有防雨臺（17)，散熱導桿（12)上位于防雨臺（17)上部處設置有遮雨罩(16)。4.根據權利要求I所述的一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，其特征在于：所述多層輻射式散熱器（11)的翅片由內向外分為3層，且翅片數目由內層向外層逐漸增多，相鄰層翅片間有筋連接，每一層的翅片根部翅片間隙都不小于10mm。5.根據權利要求I所述的一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，其特征在于：所述翅片散熱器(15)翅片呈福射狀分布。
【專利摘要】本實用新型公開了一種提升高壓真空斷路器額定電流的散熱結構，包括安裝在靜導電桿端部的散熱導桿，安裝在散熱導桿另一端的與散熱導桿一體化鑄造的多層輻射式散熱器，所述散熱導桿與真空斷路器的上端蓋間通過軸密封件密封；還包括設置在下法蘭外周圈且伸出下法蘭外緣的翅片散熱器，所述翅片散熱器與下法蘭一體化鑄造；這樣的設計能夠有效增大斷路器的散熱面積，降低溫升，顯著提高高壓真空斷路器的額定電流，且制造工藝簡單，造價低，可靠性高。
【IPC分類】H01H9/52
【公開號】CN205159154
【申請號】CN201520940273
【發明人】余小玲, 高兵, 劉志遠, 馬慧, 李鵬
【申請人】西安交通大學, 中國西電電氣股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月23日