CN1963972A - 一种高额定电流值的高压真空断路器 - Google Patents

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余小玲
王季梅
刘志远
修士新
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Xian Jiaotong University
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    • H01H9/52—Cooling of switch parts
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Abstract

本发明涉及一种高额定电流值的高压真空断路器，其真空灭弧室极柱的结构包括：作为绝缘支柱的陶瓷套管，在陶瓷套管内装有真空灭弧室，真空灭弧室的两端分别有静导电杆和动导电杆，静导电杆周围有上导电环和上法兰，并在陶瓷套管外面设有和上导电环连接的上接线端子；动导电杆周围有下导电环和导电支撑，导电支撑的下方有下法兰，并通过下导电环连接陶瓷套管外面的下接线端子；在上法兰的上方，还有第一散热器，在下法兰周围设有第二散热器，在陶瓷套管与真空灭弧室以及陶瓷套管与导电支撑之间的空隙中有作为散热的绝缘油，静导电杆的轴向开有一个或多个孔，孔内插有热管。本发明不改变真空灭弧室基本结构前提下，可显著提高真空断路器的额定电流。

Description

一种高额定电流值的高压真空断路器
技术领域
本发明涉及一种高压断路器，特别涉及一种高额定电流值的高压真空断路器。
背景技术
当前在126kV及以上的高压和超高压断路器中SF6断路器为主流产品。SF6气体是《京都议定书》指出的6种温室效应气体中温室效应最强的一种气体。真空断路器具有绿色环保，产品性能高等优点，目前在中压等级是主流产品。用高压真空断路器来代替SF6断路器是一种很好的选择。真空断路器在短路电流开断方面能力突出，但在额定电流参数方面不容易提高。
发明内容
本发明的目的旨在提出一种高额定电流值的高压真空断路器，该高压真空断路器在现有的真空灭弧室不变的前提下，能够提高高压真空断路器额定电流等级。
实现上述发明的技术解决方案是，一种高额定电流值的高压真空断路器，包括一真空断路器，该真空断路器真空灭弧室极柱的结构包括有作为绝缘支柱的陶瓷套管，在陶瓷套管内装有真空灭弧室，真空灭弧室的两端分别有静导电杆和动导电杆，静导电杆周围有上导电环和上法兰，并在陶瓷套管外面设有和上导电环连接的上接线端子；动导电杆周围有下导电环和导电支撑，导电支撑的下方有下法兰，并通过下导电环连接陶瓷套管外面的下接线端子；在上法兰的上方，还有第一散热器，在下法兰周围设有第二散热器，在陶瓷套管与真空灭弧室以及陶瓷套管与导电支撑之间的空隙中有作为散热的绝缘油，其特征在于，所述的静导电杆的轴向开有一个或多个孔，孔内***热管。
本发明的高额定电流值的高压真空断路器，在不改变传统的真空灭弧室基本结构的前提下，通过在静导电杆中轴向打孔，并在孔内***热管来提高静导电杆的导热性能，以及采用合理的散热结构来提高散热器的散热性能两方面措施来提高高压真空断路器的额定电流。可以显著提高高压真空断路器的额定电流性能，根据申请人所作的资料检索，本申请所采用的热管技术方案在国内外的72.5kV及以上等级的高压真空断路器中都没有采用过。
附图说明
图1为真空灭弧室极柱图；其中图(a)是第一散热器11为金属片的结构图，图(b)为第一散热器11为翅片呈放射状分布的板翅式散热器的结构图，图中各符号为：1、第一接线端子，2、第二接线端子，3、陶瓷套管，4、上法兰，5、下法兰，6、上导电环，7、下导电环，8、真空灭弧室，9、绝缘油(如硅油)，10、导电支撑，11、第一散热器，12、第二散热器，13、静导电杆，14、动导电杆，16、热管。
图2为静导电杆13结构图；图中各符号为：15、孔，16、热管。
图3为热管的结构图，图中各符号为：1601、液态工质，1602、管壁。
图4为翅片呈放射状分布的板翅式散热器11图；图中符号为：11、第一散热器，1101第一散热器肋片。
图5为散热器12图；图中符号为：12、第一散热器，1201、第二散热器肋片。
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明的高压真空断路器的真空灭弧室极柱结构如图1所示。包括传统的真空断路器，该真空断路器真空灭弧室极柱的结构包括有作为绝缘支柱的陶瓷套管3，在陶瓷套管3内装有真空灭弧室8，真空灭弧室8的两端分别有静导电杆13和动导电杆14，静导电杆13周围有上导电环6和上法兰4，并在陶瓷套管3外面设有和上导电环6连接的上接线端子1；动导电杆14周围有下导电环7和导电支撑10，导电支撑10的下方有下法兰5，并通过下导电环7连接陶瓷套管外面的下接线端子2；在上法兰4的上方，还有第一散热器11，在下法兰5周围设有第二散热器12，在陶瓷套管3与真空灭弧室8以及陶瓷套管3与导电支撑10之间的空隙中有作为散热的绝缘油9；静导电杆13的轴向开有一个或多个孔15，孔15内插有热管16。
电流可经由上接线端子1到上法兰4，再经过上导电环6到静导电杆13，再经过真空灭弧室，到动导电杆14，经过下导电环7再到导电支撑10，最后由下法兰5和下接线端子2流出。电流流向也可与上述方向相反。
陶瓷套管3起到机械支撑的作用，绝缘油9(如硅油或β油)在陶瓷套管3与真空灭弧室8以及陶瓷套管3与导电支撑10之间的空隙中，它主要起绝缘作用，同时也起到对流散热的作用。
第一散热器11可以是金属片，也可以是翅片呈放射状分布的板翅式散热器。金属片散热器直接安装在热管16的冷端(图1(a))；翅片呈放射状分布的板翅式散热器安装在上法兰4上面(图1(b))，第二散热器12是翅片呈放射状分布的板翅式散热器，可安装在下法兰7的上面、下面或侧面。
真空灭弧室触头接触处的热量和灭弧室动导电杆部分传递过来的热量主要通过热管16内的液态工质1601的相变过程传递至第一散热器11，再经第一散热器11散出。具体过程为：液态工质1601吸收热量变成蒸气，蒸气上升至第一散热器11端，将热量传递给第一散热器11后冷凝成液体，液体在重力作用下顺着管壁1602回流到静触头端，如此周而复始地循环便可带走真空灭弧室触头接触处的热量和灭弧室动导电杆部分传递过来的热量。真空灭弧室动导电杆部分的其余热量由动导电杆14、下导电环7、导电支撑10、下法兰5和第二散热器12散出。
由于热管16的当量热导率远大于铜金属实体，因此，静导电杆13内***热管16后，能使静导电杆13的热传导能力大大提高，而且还能减轻静导电杆13的重量，节省材质。
发明人对以上实施例进行了初步的温度场分析，结果表明，当真空灭弧室结构如图1(a)所示，通过额定电流为2000A时，静导电杆带有热管的真空断路器触头的最高温度比静导电杆为铜金属实体时低80℃左右。

Claims (3)

1.一种高额定电流值的高压真空断路器，包括一真空断路器，该真空断路器的真空灭弧室极柱结构包括：
作为绝缘支柱的陶瓷套管(3)，在陶瓷套管(3)内装有真空灭弧室(8)，真空灭弧室(8)的两端分别有静导电杆(13)和动导电杆(14)，静导电杆(13)周围有上导电环(6)和上法兰(4)，并在陶瓷套管(3)外面设有和上导电环(6)连接的上接线端子(1)；动导电杆(14)周围有下导电环(7)和导电支撑(10)，导电支撑(10)的下方有下法兰(5)，并通过下导电环(7)连接陶瓷套管外面的下接线端子(2)；在上法兰(4)的上方，还有第一散热器(11)，在下法兰(5)周围设有第二散热器(12)，在陶瓷套管(3)与真空灭弧室(8)以及陶瓷套管(3)与导电支撑(10)之间的空隙中有作为散热的绝缘油(9)，其特征在于，所述的静导电杆(13)的轴向开有一个或多个孔(15)，孔(15)内插有热管(16)，热管(16)内装有液态工质。
2.如权利要求1所述的高额定电流值的高压真空断路器，其特征在于，所述的第一散热器(11)为金属片或翅片呈放射状分布的板翅式散热器，第二散热器(12)为翅片呈放射状分布的板翅式散热器。
3.如权利要求1所述的高额定电流值的高压真空断路器，其特征在于，所述的绝缘油(9)为硅油或β油。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101303944B (zh) * 2008-06-03 2010-11-10 西安交通大学 一种用于高电压真空灭弧室的单管热管静导电杆
CN102074409A (zh) * 2011-01-28 2011-05-25 湖北网安科技有限公司 带散热装置的固封极柱
CN105374597A (zh) * 2015-11-23 2016-03-02 西安交通大学 一种高压大电流真空断路器散热结构
CN112216552A (zh) * 2020-08-19 2021-01-12 天津平高智能电气有限公司 一种真空断路器

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