一种罐式断路器的制作方法

本申请涉及电力设备领域，特别是涉及一种罐式断路器。

背景技术：

1、在变电站系统中，罐式断路器（dtb）主要承担电能通断控制、故障隔离等功能，是保障电力系统安全稳定运行的关键电力设备。

2、传统的罐式断路器通常采用铝合金等金属壳体作为主体结构，承担机械承载、气体密封、电磁屏蔽、接地防护等功能，且普遍需要在壳体内填充六氟化硫（sf6）气体作为绝缘及开断介质，以承担电气绝缘、电弧熄灭、散热等功能。然而，sf6气体是强效温室气体，随着近年来温室效应的不断加剧，全球各国政府都在加速推进电力领域的无sf6环保技术，即利用洁净空气等环保型气体替代sf6气体，但是环保型气体的绝缘性能和灭弧性能低于sf6气体，故需要设计更高的气体压力才能满足罐式断路器的使用要求，随着气体设计压力的提高，金属壳体的壁厚也需要随之增加，材料和加工成本都更高，且金属壳体一般通过金属板材拼焊成型，壳体厚度的增加还会显著提升焊接难度，焊缝处极易产生未熔合/未焊透、冷/热裂纹、气孔、夹渣、撕裂等隐蔽的内部缺陷，在后续服役过程中会逐步扩展失效，进而引发气体泄露，最终导致接地故障、设备损坏、线路跳闸等电力事故。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请的目的之一是提供一种罐式断路器，通过复合壳体取代传统的金属壳体，能够消除金属焊缝带来的各种隐患，提升设备的安全性和可靠性，大幅度降低全生命周期成本，且更环保。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：一种罐式断路器，包括复合壳体、若干个安装在复合壳体内部的内部元件、若干个安装在复合壳体外部的外部元件，复合壳体包括：主壳体，呈空心柱状结构，主壳体的轴线沿水平方向设置，主壳体包括第一内衬层和套设在第一内衬层外周的第一外壳层；两个端部法兰，分别设置在主壳体的两端，且同时连接第一内衬层与第一外壳层；至少两个子壳体，间隔连接在主壳体的侧壁上，子壳体包括至少一个第二内衬层和第二外壳层，第二内衬层呈空心柱状结构，第二内衬层的第一端同时连接在第一内衬层和第一外壳层的侧壁上，第二外壳层沿第一外壳层的周向环绕连接在第一外壳层的外周面上，并包覆第二内衬层的全部外周面；其中，第一内衬层、第二内衬层和端部法兰采用金属材料制成，第一外壳层和第二外壳层采用复合材料通过缠绕工艺制成。

3、在一实施方式中，第二外壳层的径向截面尺寸自第二外壳层的轴向中部朝着第二外壳层的轴向两端逐渐减小。

4、在一实施方式中，第二内衬层上设有翻边，翻边自第二内衬层的第二端沿着第二内衬层的径向朝外延伸至凸出第二内衬层的外周面。

5、在一实施方式中，至少部分第二外壳层与第二内衬层的第二端齐平，以形成平面区域，平面区域内设有若干个连接孔，若干个连接孔环向分布在第二内衬层的第二端外侧，连接孔内设有嵌件，用于连接外部元件。

6、在一实施方式中，第二外壳层的底部设有至少一个安装槽，安装槽内通过胶装工艺连接有支架，用于支撑复合壳体。

7、在一实施方式中，安装槽的槽底面和支架的顶面均为弧形面，弧形面的弧度与主壳体的外周面的弧度相匹配。

8、在一实施方式中，第一外壳层通过缠绕工艺连接在端部法兰的外侧，或者，端部法兰通过胶装工艺连接在第一外壳层的端部外侧。

9、在一实施方式中，第一内衬层的壁厚为2~6mm。

10、在一实施方式中，第二内衬层的轴线与主壳体的轴线之间的夹角大于等于30°且小于等于90°。

11、在一实施方式中，复合壳体的至少部分外表面包覆有防护层，用于保护复合壳体。

12、本申请的有益效果是：本申请的罐式断路器采用复合壳体取代传统的金属壳体，在满足设备性能、运输、安装、调试、运维等各项要求的同时，消除了金属焊缝处可能产生的未熔合/未焊透、冷/热裂纹、气孔、夹渣、撕裂等隐蔽缺陷，提升了设备的安全性和可靠性。

13、同时，本申请的罐式断路器的复合壳体的主体结构采用复合材料制成，具有比强度高、比模量高、质量轻、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能好、减震性能好等优势；与采用金属材料焊接而成的金属壳体相比，复合材料单价更低，且成型方便，制造成本也更低，以及后期无需频繁防锈维护，运维成本也更低，从而大幅度降低全生命周期成本。

14、此外，本申请的罐式断路器能够填充环保型气体作为绝缘及开断介质，更环保，且有助于加速电力领域的sf6气体替代进程。

1.一种罐式断路器，其特征在于，所述罐式断路器包括复合壳体、若干个安装在所述复合壳体内部的内部元件、若干个安装在所述复合壳体外部的外部元件，所述复合壳体包括：

2.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第二外壳层的径向截面尺寸自所述第二外壳层的轴向中部朝着所述第二外壳层的轴向两端逐渐减小。

3.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第二内衬层上设有翻边，所述翻边自所述第二内衬层的第二端沿着所述第二内衬层的径向朝外延伸至凸出所述第二内衬层的外周面。

4.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，至少部分所述第二外壳层与所述第二内衬层的第二端齐平，以形成平面区域，所述平面区域内设有若干个连接孔，若干个所述连接孔环向分布在所述第二内衬层的所述第二端外侧，所述连接孔内设有嵌件，用于连接所述外部元件。

5.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第二外壳层的底部设有至少一个安装槽，所述安装槽内通过胶装工艺连接有支架，用于支撑所述复合壳体。

6.如权利要求5所述的罐式断路器，其特征在于，所述安装槽的槽底面和所述支架的顶面均为弧形面，所述弧形面的弧度与所述主壳体的外周面的弧度相匹配。

7.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第一外壳层通过缠绕工艺连接在所述端部法兰的外侧，或者，所述端部法兰通过胶装工艺连接在所述第一外壳层的端部外侧。

8.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第一内衬层的壁厚为2~6mm。

9.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述第二内衬层的轴线与所述主壳体的轴线之间的夹角大于等于30°且小于等于90°。

10.如权利要求1所述的罐式断路器，其特征在于，所述复合壳体的至少部分外表面包覆有防护层，用于保护所述复合壳体。