CN111478210A - 一种灭弧充气柜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灭弧充气柜，包括柜体、气箱、第一接线柱、第二接线柱、驱动机构、真空灭弧管和降温组件；所述柜体包括竖直设置的第一侧板；所述气箱固定连接于所述第一侧板的内壁靠上部；所述气箱的顶部开设有进线孔，所述气箱的底部开设有出线孔；所述第一接线柱密封穿设于所述进线孔；通过设置降温组件，将循环套筒套设于真空灭弧管的外管的外壁，在水泵的作用下，水箱里面的水在循环套筒中循环流动，实时带走真空灭弧管工作时产生的热量，解决了因充气柜的独特结构而导致的真空灭弧管的散热性能不佳的问题，保证了充气柜的灭弧性能，提升了充气柜的工作稳定性。

Description

一种灭弧充气柜

技术领域

本发明涉及电气设备技术领域，特别涉及一种灭弧充气柜。

背景技术

充气柜就是指气体绝缘环网柜，充气柜的主要特征是将诸如断路器、隔 离开关和负荷开关等电气设备密封于充满了绝缘惰性气体的气箱中，由于核 心电气设备是密封设置的，能够减少外界环境对电气设备的影响，提升了工 作稳定性和工作寿命，且降低了维护成本；同时惰性气体的绝缘性能相比空 气更佳，电气设备的工作安全性能更佳。

充气柜中的断路器和负荷开关均会采用灭弧装置，现有的技术是一般采 用真空灭弧管；但由于真空灭弧管在使用时，尤其是开闸与合闸的瞬间会产 生大量的热量，而充气柜的独特构造又使得真空灭弧管是处于密封的气箱内， 散热效果不佳，长期高温运行容易对真空灭弧管的内部元件造成损伤，进而 导致真空灭弧管的灭弧性能下降，最终影响整个充气柜的工作性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种灭弧充气柜，旨在解决现有的充气柜内的 真空灭弧管的散热性能不佳，容易对真空灭弧管的内部元件造成损伤，进而 导致真空灭弧管的灭弧性能下降的问题。

为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：

一种灭弧充气柜，包括柜体、气箱、第一接线柱、第二接线柱、驱动机 构、真空灭弧管和降温组件；

所述柜体包括竖直设置的第一侧板；所述气箱固定连接于所述第一侧板 的内壁靠上部；所述气箱的顶部开设有进线孔，所述气箱的底部开设有出线 孔；所述第一接线柱密封穿设于所述进线孔；所述第二接线柱密封穿设于所 述出线孔；所述第一接线柱和所述第二接线柱均竖直设置，且两者同轴设置； 所述真空灭弧管的顶端通过所述驱动机构连接于所述第一接线柱；所述真空 灭弧管的底端连接于所述第二接线柱；所述真空灭弧管同样竖直设置；所述 气箱内充设有惰性气体；

所述真空灭弧管包括外管；所述降温组件包括循环套筒、进水管、出水 管、水箱和水泵；所述循环套筒的水平截面呈环形；所述循环套筒包括内侧 壁、外侧壁、顶壁和底壁；所述内侧壁与所述外管的外壁贴合接触；所述顶 壁开设有出水口；所述底壁开设有进水口；所述出水管的一端连通于所述出 水口；所述出水管的另一端连通于所述水箱；所述进水管的一端连通于所述 进水口；所述进水管的另一端连通于所述水泵的出口端；所述水泵的进口端 连通于所述水箱的靠下部；所述水箱内充设有水；

所述水箱设置于所述柜体内且靠近所述第一侧板；所述进水管和所述出 水管均密封穿设所述气箱。

优选的，所述真空灭弧管还包括静导电杆、静盖板、静触头、动导电杆、 动盖板、波纹管、动触头、内屏蔽罩和导热元件；

所述外管的两端敞口；所述静盖板和所述动盖板分别密封连接于所述外 管的两端；所述静导电杆密封穿设于所述静盖板；所述静触头连接于所述静 导电杆的位于所述外管内的一端；

所述动盖板包括盖顶和盖壁；所述盖壁密封连接于所述外管；所述盖顶 开设有第一通孔；所述动导电杆活动穿设于所述第一通孔；所述所述波纹管 位于所述动盖板内部；所述波纹管的一端固定连接于所述盖顶的内壁；所述 波纹管的另一端密封连接于所述动导电杆；所述动导电杆的位于所述外管内 的一端连接所述动触头；所述动触头和所述静触头正相对设置；所述外管、 所述动盖板及所述静盖板所形成的空间呈真空状态；

所述内屏蔽罩位于所述外管的内部；所述内屏蔽罩罩设于所述动触头及 所述静触头的外部；所述内屏蔽罩与所述静导电杆同轴设置；所述内屏蔽罩 的通过所述导热元件连接于所述外管的内壁。

优选的，所述导热元件呈圆柱体状；所述导热元件的数量为多个；多个 所述导热元件等间距周向分布于所述内屏蔽罩的外壁和所述外管的内壁之 间。

优选的，其特征在于，所述内屏蔽罩的长度设置为当所述动触头移动至 距所述静触头最远时，所述内屏蔽罩仍能罩设所述静触头及所述动触头。

优选的，所述真空灭弧管还包括限位套和波纹管屏蔽罩；所述限位套嵌 设于所述第一通孔；所述限位套的中心开设有限位孔；所述动导电杆活动穿 设于所述限位孔；所述动导电杆和所述限位孔为间隙配合，且最大间隙量为 0.5mm；

所述波纹管屏蔽罩设置于所述动盖板内，且罩设所述波纹管。

优选的，所述内屏蔽罩、所述导热元件和所述波纹管屏蔽罩均由纯铜材 质制成。

优选的，所述外管的内部开设有空腔。

优选的，所述外侧壁和所述内侧壁之间设置有导流翅片；所述导流翅片 呈螺旋状并从下向上延伸。

优选的，所述进水管和所述出水管均为塑料管。

优选的，所述柜体还包括与所述第一侧板相对设置的第二侧板；所述降 温组件还包括第一导热块、第二导热块、第一导热管、第二导热管和散热片； 所述第一导热块贴合于所述动盖板；所述第二导热块贴合于所述静盖板；所 述散热片连接于所述第二侧板的外表面；所述第一导热管的两端分别连接于 所述第一导热块和所述散热片；所述第二导热管的两端分别连接于所述第二 导热块和所述散热片。

与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：

本发明提出的灭弧充气柜，通过设置降温组件，将循环套筒套设于真空 灭弧管的外管的外壁，在水泵的作用下，水箱里面的水在循环套筒中循环流 动，实时带走真空灭弧管工作时产生的热量，解决了因充气柜的独特结构而 导致的真空灭弧管的散热性能不佳的问题，保证了充气柜的灭弧性能，提升 了充气柜的工作稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的 附图。

图1为本发明一种灭弧充气柜一实施例的内部结构示意图；

图2为图1中B处细节放大图；

图3为体1中A-A向俯视图；

图4为本发明一种灭弧充气柜一实施例的正面结构示意图；

图5为本发明一种灭弧充气柜一实施例的后侧面结构示意图；

图6为本发明一种灭弧充气柜一实施例的另一角度的内部结构示意图(未 显示轴流风机)；

图7为本发明一种灭弧充气柜一实施例的真空灭弧管的结构示意图；

图8为本发明一种灭弧充气柜一实施例的循环套筒的结构示意图；

图9为本发明一种灭弧充气柜一实施例的第一导热块的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 作出创造性劳动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，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、 后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位 置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应 地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有 明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广 义理解，例如，“固定”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，除非另有 明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述 术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以 本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无 法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范 围之内。

本发明提出一种一种灭弧充气柜。

请参考附图1-附图9，一种灭弧充气柜的一实施例，包括柜体100、气箱 130、第一接线柱140、第二接线柱150、驱动机构160、真空灭弧管200和降 温组件。

如附图1所示，柜体100包括竖直设置的第一侧板110和第二侧板120， 第一侧板110于第二侧板120正相对设置；气箱130固定连接于第一侧板110 的内壁靠上部；气箱130的顶部开设有进线孔(未示出)，气箱130的底部 开设有出线孔(未示出)；第一接线柱140密封穿设于进线孔；第二接线柱 150密封穿设于出线孔；第一接线柱140和第二接线柱150均竖直设置，且两 者同轴设置；真空灭弧管200的顶端通过驱动机构160连接于第一接线柱140； 驱动机构160能够驱动真空灭弧管200内部元件的合闸和分闸；真空灭弧管 200的底端连接于第二接线柱150；真空灭弧管200同样竖直设置；气箱130 内充设有惰性气体。充气柜的独特构造即将真空灭弧管200密封设置于气箱 130内部，且气箱130内部充满了一定压力的惰性气体(本实施例优选为六氟 化硫)，则充气柜内的真空灭弧管200的散热效果不佳。

如附图1-附图3所示，上述真空灭弧管200包括外管210，为了保证绝缘 性，外管210为陶瓷外管210；降温组件包括循环套筒310、进水管320、出 水管330、水箱340和水泵(未示出)；循环套筒310的水平截面呈环形。循 环套筒310采用导热PPS材质制成，导热性和绝缘性俱佳；循环套筒310包 括内侧壁312、外侧壁311、顶壁和底壁；内侧壁312与外管210的外壁贴合 接触；顶壁开设有出水口314；底壁开设有进水口315；出水管330的一端连 通于出水口314；出水管330的另一端连通于水箱340的靠上部；进水管320 的一端连通于进水口315；进水管320的另一端连通于水泵的出口端；水泵的 进口端连通于水箱340的靠下部；水箱340内充设有水。水箱340设置于柜 体100内且靠近第一侧板110；进水管320和出水管330均密封穿设气箱130。 为了保证绝缘性能，这里的进水管320和出水管330均为塑料管。

本发明提出的灭弧充气柜，通过设置降温组件，将循环套筒310套设于 真空灭弧管200的外管210的外壁，在水泵的作用下，水箱340里面的水在 循环套筒310中循环流动，实时不断带走真空灭弧管200工作时产生的热量， 解决了因充气柜的独特结构而导致的真空灭弧管200的散热性能不佳的问题， 保证了充气柜的灭弧性能，提升了充气柜的工作稳定性。

此外，如附图2和附图7所示，真空灭弧管200还包括静导电杆220、静 盖板230、静触头240、动导电杆270、动盖板290、波纹管293、动触头280、 内屏蔽罩250和导热元件260。

外管210的两端敞口；静盖板230和动盖板290分别密封连接于外管210 的两端；静导电杆220密封穿设于静盖板230；静触头240连接于静导电杆 220的位于外管210内的一端。

动盖板290包括盖顶296和盖壁295；盖壁295密封连接于外管210；盖 顶296开设有第一通孔291；动导电杆270活动穿设于第一通孔291；波纹管 293位于动盖板290内部；波纹管293的一端固定连接于盖顶296的内壁；波 纹管293的另一端密封连接于动导电杆270；动导电杆270的位于外管210内 的一端连接动触头280；动触头280和静触头240正相对设置；外管210、动 盖板290、静盖板230及波纹管293所形成的空间呈真空状态。为了兼顾绝缘 性和散热性，这里的动盖板290和静盖板230均采用导热PPS材质制成。

内屏蔽罩250位于外管210的内部；内屏蔽罩250罩设于动触头280及 静触头240的外部；内屏蔽罩250与静导电杆220同轴设置；内屏蔽罩250 的通过导热元件260连接于外管210的内壁。导热元件260呈圆柱体状；且 导热元件260的数量为多个；多个导热元件260等间距周向分布于内屏蔽罩 250的外壁和外管210的内壁之间，即导热元件260同时连接于内屏蔽罩250 和外管210。

通过设置导热元件260，能够及时将真空灭弧管200内部产生热量传递至 外管210，并通过外管210传递至循环套筒310中流动的水，以及时将真空灭 弧管200内部产生的热量带走，降低真空灭弧管200内部的温度。

同时，内屏蔽罩250的长度设置为当动触头280移动至距静触头240最 远时，内屏蔽罩250仍能罩设静触头240及动触头280，即内屏蔽罩250能始 终罩设于动触头280及静触头240，通过设置内屏蔽罩250，能够防止动触头 280及静触头240在燃弧过程中产生的金属蒸汽和液滴喷溅于外管210的内 壁，避免造成外管210的绝缘强度下降或产生闪络。

同时，真空灭弧管200还包括限位套292和波纹管屏蔽罩294；限位套 292嵌设于第一通孔291；限位套292的中心开设有限位孔297；动导电杆270 活动穿设于限位孔297；动导电杆270和限位孔297为间隙配合，且最大间隙 量为0.5mm；通过设置限位套292能够提升动导电杆270的运动精度，防止 在运动过程中出现较大尺寸的晃动，从而提升工作稳定性。

波纹管屏蔽罩294固定于动导电杆270；波纹管屏蔽罩294设置于动盖板 290内，且罩设波纹管293，波纹管屏蔽罩294主要是保护波纹管293不受金 属蒸气的腐蚀而导致真空灭弧管200的泄漏。

这里的内屏蔽罩250、导热元件260和波纹管屏蔽罩294均由纯铜材质制 成，纯铜材质的导热性好。

此外，外管210的内部开设有空腔(未示出)，通过设置空腔，进一步 提升外管210的导热性能。

此外，如附图8所示，外侧壁311和内侧壁312之间设置有导流翅片313； 导流翅片313呈螺旋状并从下向上延伸，即导流翅片313同时连接于外侧壁 311和内侧壁312。通过设置导流翅片313，使得水在循环套筒310中呈螺旋 状流动，换热效率更好。

如附图1、附图5和附图9所示，降温组件还包括第一导热块440、第二 导热块450、第一导热管410、第二导热管420和散热片430；第一导热块440 贴合于动盖板290；第二导热块450贴合于静盖板230；散热片430连接于第 二侧板120的外表面；第一导热管410的两端分别连接于第一导热块440和 散热片430；第二导热管420的两端分别连接于第二导热块450和散热片430。

具体的，这里的第一导热块440和第二导热块450的结构一致，故只以 第一导热块440举例说明其结构，如附图9所示，第一导热块440包括内块 441，以及包裹于内块441外部的绝缘层442，内块441中心位置还开设有第 二通孔443，第二通孔443用于穿设动导电杆270，第二通孔443的内壁涂抹 有绝缘涂料，内块441的底部呈平面状并与盖顶296的外壁贴合，第一导热 管410穿设绝缘层442并连接于内块441，这里的内块441、第一导热管410 和第二导热管420均为金属材质(优选为铜)支撑，且第一导热管410和第 二导热管420的外部均包裹设置有绝缘套层(未示出)；第一导热管410和 第二导热管420均具有一定的延伸性，以便于适应动导电杆270的运动。

这里的散热片430包括散热底片431和散热翅片432，散热底片431贴合 于第二侧板120的外表面，散热翅片432的数量为多个，多个散热翅片432 均垂直于散热底片431设置，且多个散热翅片432等间距设置。第一导热管 410和第二导热管420均穿设第二侧板120并连接于散热底片431。

通过上述技术方案，第一导热块440和第二导热块450能够将真空灭弧 管200内部产生的热量通过第一导热管410和第二导热管420传递至散热片 430，以此进一步降低真空灭弧管200的工作温度，保证充气柜的灭弧性能。

此外，请参考附图3-附图6，第一侧板110的外表面靠上部还设置有操作 按钮111，操作按钮111与驱动机构160控制连接，这里的操作按钮111用以 控制气箱130内的驱动机构160，以实现充气柜的开闸和合闸；第一侧板110 的外表面靠下部还开设有多个散热格栅112；散热格栅112竖向设置，且散热 格栅112与水箱340正相对设置；在水箱340和第二侧板120之间还设置有 轴流风机350，且轴流风机350同样与散热格栅112正相对设置。

如附图3和附图6所示，水箱340包括多个竖直设置的储水片341，储水 片341垂直于第一侧板110，相邻的储水片341之间通过导管342进行连通， 与连通有出水管330的储水片341进行连通的导管342靠储水片341的上部 设置，且相邻的导管342依次交错位置设置，即前一个导管342靠储水片341 的上部设置，则后一个导管342靠储水片341的下部设置，这样能够使水在 各储水片341中充分流动，增加水与外界空气的换热时间，提升换热效率。

通过上述技术方案，轴流风机350启动后能够将储水片341散发出的热 量通过散热格栅112吹出于柜体100，进一步提升储水片341的换热降温能力， 从而降低循环套筒310内水的温度，进一步整个降温组件的降温能力。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围， 凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构 变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范 围内。

Claims (10)

1.一种灭弧充气柜，其特征在于，包括柜体、气箱、第一接线柱、第二接线柱、驱动机构、真空灭弧管和降温组件；

所述柜体包括竖直设置的第一侧板；所述气箱固定连接于所述第一侧板的内壁靠上部；所述气箱的顶部开设有进线孔，所述气箱的底部开设有出线孔；所述第一接线柱密封穿设于所述进线孔；所述第二接线柱密封穿设于所述出线孔；所述第一接线柱和所述第二接线柱均竖直设置，且两者同轴设置；所述真空灭弧管的顶端通过所述驱动机构连接于所述第一接线柱；所述真空灭弧管的底端连接于所述第二接线柱；所述真空灭弧管同样竖直设置；所述气箱内充设有惰性气体；

所述真空灭弧管包括外管；所述降温组件包括循环套筒、进水管、出水管、水箱和水泵；所述循环套筒的水平截面呈环形；所述循环套筒包括内侧壁、外侧壁、顶壁和底壁；所述内侧壁与所述外管的外壁贴合接触；所述顶壁开设有出水口；所述底壁开设有进水口；所述出水管的一端连通于所述出水口；所述出水管的另一端连通于所述水箱；所述进水管的一端连通于所述进水口；所述进水管的另一端连通于所述水泵的出口端；所述水泵的进口端连通于所述水箱的靠下部；所述水箱内充设有水；

所述水箱设置于所述柜体内且靠近所述第一侧板；所述进水管和所述出水管均密封穿设所述气箱。

2.根据权利要求1所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述真空灭弧管还包括静导电杆、静盖板、静触头、动导电杆、动盖板、波纹管、动触头、内屏蔽罩和导热元件；

所述外管的两端敞口；所述静盖板和所述动盖板分别密封连接于所述外管的两端；所述静导电杆密封穿设于所述静盖板；所述静触头连接于所述静导电杆的位于所述外管内的一端；

所述动盖板包括盖顶和盖壁；所述盖壁密封连接于所述外管；所述盖顶开设有第一通孔；所述动导电杆活动穿设于所述第一通孔；所述所述波纹管位于所述动盖板内部；所述波纹管的一端固定连接于所述盖顶的内壁；所述波纹管的另一端密封连接于所述动导电杆；所述动导电杆的位于所述外管内的一端连接所述动触头；所述动触头和所述静触头正相对设置；所述外管、所述动盖板及所述静盖板所形成的空间呈真空状态；

所述内屏蔽罩位于所述外管的内部；所述内屏蔽罩罩设于所述动触头及所述静触头的外部；所述内屏蔽罩与所述静导电杆同轴设置；所述内屏蔽罩的通过所述导热元件连接于所述外管的内壁。

3.根据权利要求2所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述导热元件呈圆柱体状；所述导热元件的数量为多个；多个所述导热元件等间距周向分布于所述内屏蔽罩的外壁和所述外管的内壁之间。

4.根据权利要求3所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述内屏蔽罩的长度设置为当所述动触头移动至距所述静触头最远时，所述内屏蔽罩仍能罩设所述静触头及所述动触头。

5.根据权利要求4所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述真空灭弧管还包括限位套和波纹管屏蔽罩；所述限位套嵌设于所述第一通孔；所述限位套的中心开设有限位孔；所述动导电杆活动穿设于所述限位孔；所述动导电杆和所述限位孔为间隙配合，且最大间隙量为0.5mm；

所述波纹管屏蔽罩设置于所述动盖板内，且罩设所述波纹管。

6.根据权利要求5所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述内屏蔽罩、所述导热元件和所述波纹管屏蔽罩均由纯铜材质制成。

7.根据权利要求1所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述外管的内部开设有空腔。

8.根据权利要求1所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述外侧壁和所述内侧壁之间设置有导流翅片；所述导流翅片呈螺旋状并从下向上延伸。

9.根据权利要求1所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述进水管和所述出水管均为塑料管。

10.根据权利要求2所述的一种灭弧充气柜，其特征在于，所述柜体还包括与所述第一侧板相对设置的第二侧板；所述降温组件还包括第一导热块、第二导热块、第一导热管、第二导热管和散热片；所述第一导热块贴合于所述动盖板；所述第二导热块贴合于所述静盖板；所述散热片连接于所述第二侧板的外表面；所述第一导热管的两端分别连接于所述第一导热块和所述散热片；所述第二导热管的两端分别连接于所述第二导热块和所述散热片。

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