大电流固封极柱及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种大电流固封极柱，涉及一种中高压开关柜配件，用于解决单一的散热方法实现的效果并不理想，需综合多种方法才能达到快速散热的目的，尤其是，大电流固封极柱用的下出线座及软连接，软连接用的软导体极易发生热氧化的问题。它包括极柱本体，设置于极柱本体内的真空灭弧室、上出线导体、下出线导体和绝缘外壳，所述绝缘外壳内腔设有真空灭弧室，所述真空灭弧室上方连接上出线导体，所述真空灭弧室下方连接下出线导体，所述真空灭弧室外圈设有至少2个烟囱式梯形的通风风道，所述通风风道上端连通外部，其下端连通绝缘外壳内部。本技术方案提高散热效果，防止软连接用的软导体发生热氧化。本发明专利技术还公开了一种大电流固封极柱制造方法。

【技术实现步骤摘要】
大电流固封极柱及其制造方法
本专利技术涉及一种中高压开关柜配件，具体来说，是大电流固封极柱及其使用方法。
技术介绍
在电力系统中，固封极柱作为开关柜中的重要部件，起着对短路电流进行开断，保护电网设备的重要作用。固封极柱是将真空灭弧室和断路器相关导电零件同时嵌入到固体绝缘材料中形成包覆件，使整个断路器极柱成为一个整体的部件。其中，真空灭弧室也叫真空开关管或真空泡，是真空开关的核心器件。它是用一对密封在真空中的电极(触头)和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流的真空器件。大电流固封极柱在工作时，导电回路中容易产生大量的热，而固封极柱中的重要导电零部件都被绝缘材料包裹在其中，热量难以散出，而在强制风冷的情况下，若风扇出现故障时可导致温升过高，危及真空断路器的安全运行。而且，增加额外的风机等辅助散热装置，成本高，安装过程复杂且需要经常检修。专利文献201120136111.7公开了一种大电流真空断路器用固封极柱，包括一个中空的环氧树脂绝缘体，在绝缘体上下部位分别设有上出线座和下出线座，在绝缘体内腔设有真空灭弧室，该真空灭弧室的动端和下出线座采用软连接结构。环氧树脂绝缘体外壁的前部和背部设置多条对称的轴向散热加强筋，既提高了固封极柱本体的机械强度，又起到了很好的散热效果。该设计只能通过环氧树脂绝缘体来进行散热，而环氧树脂腔体内部与外界无法进行对流，下出线座和软连接产生的热量囤积在内部没有得到有效的排放。专利文献201420628037.4公开了一种大电流自冷式真空断路器固封极柱，包括由绝缘材料制成且上下开口的固风筒，固风筒的内腔中从上往下依次浇铸成型有上出线座、真空泡、导电柱和下出线座，上出线座、真空泡、导电柱和下出线座通过上下分布的静触头和动触头相互串联；在靠近热源处的下出线座上开设散热孔，固风筒上也开设有与散热孔位置相对应且相互连通的散热通道。该大电流自冷式真空断路器固封极柱能够有效地对固风筒内部进行快速散热，但在下出线导体和真空泡之间仍然有一部分是相对密封的空间，此区域不容易散热。而且，采用滑动式连接对零部件本身的质量、加工质量及产品同轴度等要求较高，下出线座的体积和重量较大。专利文献201120547089.5公开了一种智能节电高压真空断路器，包括至少一个固封极柱，所述固封极柱包括壳体，所述壳体上纵向设置有连通所述壳体内部空间与外界的风道。所述壳体的外币向外凸出对称设置两条纵向凸肋，每条凸肋内设置一条风道，风道出口设于凸肋的顶端面。该设计能有效地让壳体内部囤积的热量以对流方式散出，从而使导电电路的元件温升被控制在允许值以内。但从制造工艺角度来看，图示2的风道与壳体内部的连接通道在成型方面较难实现，模具上的芯子只能从壳体内部脱出，但芯子的脱出与真空灭弧室动端导杆存在干涉的情况。另外，下出线导体靠近风道的端部容易漏胶，不利于密封。上述技术方案针对大电流固封极柱存在的散热问题有采用在固封极柱上出线座上加装散热片的方法，也有在绝缘外壳表面增加散热筋的方法，还有在绝缘外壳外部开设风道，使绝缘外壳内部和外部之间连通起来的方法等。现有技术存在以下不足，单一的散热方法实现的效果并不理想，需综合多种方法才能达到快速散热的目的，尤其是，大电流固封极柱用的下出线座及软连接，软连接用的软导体极易发生热氧化。多种方法彼此如何配合使用提高散热效果，如何防止软连接用的软导体发生热氧化，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是旨在提供了一种提高散热效果，防止软连接用的软导体发生热氧化的大电流固封极柱。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：大电流固封极柱，包括极柱本体，设置于极柱本体内的真空灭弧室、上出线导体、下出线导体和绝缘外壳，所述绝缘外壳内腔设有真空灭弧室，所述真空灭弧室上方连接上出线导体，所述真空灭弧室下方连接下出线导体，所述真空灭弧室外圈设有至少2个烟囱式梯形的通风风道，所述通风风道上端连通外部，其下端连通绝缘外壳内部；所述通风风道内部靠近真空灭弧室区域设置有沿径向圆周均匀阵列分布的散热筋条，所述绝缘外壳包括第一外壳区域和第二外壳区域，所述第一外壳区域为真空灭弧室外侧的风道区域，所述第一外壳区域的壁厚小于或等于第二外壳区域的壁厚；所述下出线导体横截面成正八边形，所述下出线导体上设有软连接和通风通孔，所述软连接与所述通风通孔间隔错开设置。采用上述技术方案的专利技术，在极柱本体内，其一，下出线导体上的软连接和通风通孔错开设置，通风风道上端连通外界，其下端利用通风通孔连通到极柱本体内部，通风风道通过下出线导体上的通风通孔可以使极柱本体内部真空灭弧室下方的热量和下出线导体产生的热量以空气对流的方式自然散出；其二，3～4个软连接分布使下出线导体在分合闸动作中受力均衡，增加了系统的稳定性，同时，间隔错开设置有利于加快软连接导体周围的空气流动，防止软连接用的软导体发生热氧化；其三，通风风道的结构可采用风道顶部通流面积小风道底部通流面积大的烟囱式梯形设计，由于通风风道下面热量高，造成下面温度比上面温度高，烟囱式梯形设计能形成对流，能提到空气对流的速度；其四，在通风风道内部靠近真空灭弧室区域设置有沿径向圆周均匀阵列分布的散热筋条，散热筋条一方面能有效整体散热，另一方面，增加机械强度；其五，第一外壳区域的壁厚小于或等于第二外壳区域的壁厚，利于不同的壁厚在真空灭弧室外侧的风道区域形成导流。进一步限定，所述上出线导体电连接真空灭弧室静端，所述下出线导体电连接真空灭弧室动端，所述真空灭弧室动端外圈套设有导电夹，所述真空灭弧室动端下端设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆外壁设有第一伞裙，所述极柱本体内壁设有第二伞裙。真空中电极间电弧是这样产生的：当触头行将分离前，触头上原先施加的接触压力开始减弱，动静触头间的接触电阻开始增大，由于负荷电流的作用，发热量增加。在触头刚要分离瞬间，动静触头之间仅靠几个尖峰联系着，此时负荷电流将密集收缩到这几个尖峰桥上，接触电阻急剧增大，同时电流密度又剧增，导致发热温度迅速提高，致使触头表面金属产生蒸发。同时微小的触头距离下也会形成极高的电场强度，造成强烈的场致发射，间隙击穿，继而形成真空电弧。真空电弧一旦形成，就会出现电流密度在104A/cm2以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域的金属不断熔化和蒸发，以维持真空电弧。在电弧熄灭后，电极之间与电极周围的金属蒸气迅速扩散，密度快速下降直到零，触头间恢复高真空绝缘状态。在触头刚要分离瞬间，发热温度迅速提高，产生阳极斑点，真空电弧一旦聚集，阴极斑点与阳极斑点便不再移动或以很缓慢的速度运动，阳极和阴极表面被局部强烈加热，导致严重熔化。更严重的，在真空灭弧室分断工频交流电弧时，电流过零后，这些过量的金属蒸汽在电极间还将持续一段时间，这时电极间的介质恢复速度降低,从而很可能导致真空灭弧室的分断失败。利用相互配合的内伞裙和外伞裙，在触头刚要分离瞬间，通过延长爬电路径，防止阳极斑点聚集。进一步限定，所述上出线导体上端设有散热支架。在极柱本体上部，固封极柱依靠上出线导体上端安装的散热支架，快速将真空灭弧室上端以及上出线导体的热量扩散到空气中。进一步限定，所述真空灭弧室外表设有硅胶层，所述真空灭弧室动端与所述下出线导体之间设有密封盖板本文档来自技高网...

【技术保护点】
大电流固封极柱，包括极柱本体，设置于极柱本体内的真空灭弧室、上出线导体、下出线导体和绝缘外壳，所述绝缘外壳内腔设有真空灭弧室，所述真空灭弧室上方连接上出线导体，所述真空灭弧室下方连接下出线导体，其特征在于：所述真空灭弧室外圈设有至少2个烟囱式梯形的通风风道，所述通风风道上端连通外部，其下端连通绝缘外壳内部；所述通风风道内部靠近真空灭弧室区域设置有沿径向圆周均匀阵列分布的散热筋条，所述绝缘外壳包括第一外壳区域和第二外壳区域，所述第一外壳区域为真空灭弧室外侧的风道区域，所述第一外壳区域的壁厚小于或等于第二外壳区域的壁厚；所述下出线导体横截面成正八边形，所述下出线导体上设有软连接和通风通孔，所述软连接与所述通风通孔间隔错开设置。

【技术特征摘要】
1.大电流固封极柱，包括极柱本体，设置于极柱本体内的真空灭弧室、上出线导体、下出线导体和绝缘外壳，所述绝缘外壳内腔设有真空灭弧室，所述真空灭弧室上方连接上出线导体，所述真空灭弧室下方连接下出线导体，其特征在于：所述真空灭弧室外圈设有至少2个烟囱式梯形的通风风道，所述通风风道上端连通外部，其下端连通绝缘外壳内部；所述通风风道内部靠近真空灭弧室区域设置有沿径向圆周均匀阵列分布的散热筋条，所述绝缘外壳包括第一外壳区域和第二外壳区域，所述第一外壳区域为真空灭弧室外侧的风道区域，所述第一外壳区域的壁厚小于或等于第二外壳区域的壁厚；所述下出线导体横截面成正八边形，所述下出线导体上设有软连接和通风通孔，所述软连接与所述通风通孔间隔错开设置。2.根据权利要求1所述的大电流固封极柱，其特征在于：所述上出线导体电连接真空灭弧室静端，所述下出线导体电连接真空灭弧室动端，所述真空灭弧室动端外圈套设有导电夹，所述真空灭弧室动端下端设有绝缘拉杆，所述绝缘拉杆外壁设有第一伞裙，所述极柱本体内壁设有第二伞裙。3.根据权利要求2所述的大电流固封极柱，其特征在于：所述上出线导体上端设有散热支架。4.根据权利要求3所述的大电流固封极柱，其特征在于：所述真空灭弧室外表设有硅胶层，所述真空灭弧室动端与所述下出线导体之间设有密封盖板；所述密封盖板底部与下出线导体顶部接触。5.根据权利要求4所述的大电流固封极柱，其特征在于：所述密封盖板底部镶嵌有密封圈。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大电流固封极柱，其特征在于：所述通风风道设置于绝缘外壳外表面，所述通风风道沿绝缘外壳中心轴线方向延伸，所述通风风道上端连通外部，其下端延伸至下出线导体，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赟，乌博明，陈榆秀，张建宏，王振良，林喜涛，
申请(专利权)人：麦克奥迪厦门电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35