一种全密封防凝露的户外高压跌落式熔断器的制作方法

本发明涉及熔断器，更具体地说，涉及一种全密封防凝露的户外高压跌落式熔断器。

背景技术：

1、户外高压跌落式熔断器是配电网中应用最为广泛的保护电器之一，主要安装在配电变压器高压侧或配电线路分支线路上，用于开断过载电流和短路电流，并提供明显的断开点。当前行业中主流的产品，如rw11、rw12系列跌落式熔断器，其熔管结构普遍采用上端设置释压片、下端喷口永久敞开的设计。该结构是为适应灭弧功能而生的，当熔丝熔断产生电弧时，内层消弧管在电弧高温下产气，沿熔管轴向向下经下喷口高速喷出，形成纵向吹弧；在大短路电流下，上端释压片破裂，形成双向泄压防爆通道。这一逐级排气灭弧原理经过数十年验证，是行业通用的经典技术方案。

2、然而，这种为灭弧而生的开口式结构，带来了无法根除的固有缺陷。由于下喷口是一个永久贯通敞口，直接暴露于大气中，户外环境中的潮湿空气、雾气、雨水所携带的水汽，可以随昼夜温差和四季温度变化引发的熔管内部热胀冷缩效应，自由进出熔管内腔。当水汽在内部反复凝结后，会在消弧管的内壁和熔丝表面形成凝露。凝露造成的危害是多方面的：它会导致熔丝表面持续氧化锈蚀，使熔丝的电阻值发生漂移，引发正常负荷下的提前误熔断或故障时的过载拒动；同时，产气钢纸消弧管在长期受潮后，其内部的绝缘性能和结构强度会显著下降，灭弧能力大幅衰减，严重时会因无法有效灭弧而引发熔管炸裂，或因消弧管软化导致熔断后机构卡滞、无法翻转跌落。这一系列问题构成了一个结构性的矛盾：要保证灭弧性能就必须保留敞口，敞口必然引入水汽，水汽必然导致凝露和老化失效。

3、多年来，行业内试图通过优化消弧管材料配方、改善工艺来提升耐潮性，但这只能延缓劣化进程，无法改变水汽可以自由进入的物理现实。也有部分方案设想将下喷口完全封堵，但这会引发新的更严重的问题。封堵后，熔管内部成为完全密闭腔体，环境温度变化和太阳直射造成的内部空气热胀冷缩，会产生巨大的正压或负压无法释放。正压会造成熔管管壁长期承受应力而蠕变鼓包甚至胀裂；负压则会将外部潮湿空气通过任何微小缝隙强力吸入，反而加剧凝露。此外，完全封堵将使熔断器彻底丧失小电流故障时的纵向吹弧排气路径，内部电弧无法有效熄灭。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全密封防凝露的户外高压跌落式熔断器，以解决上述的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

3、一种全密封防凝露的户外高压跌落式熔断器，包括熔管、绝缘支柱、和下触头系统，所述熔管上端设置有与电性连接的释压帽，所述熔管下端设置有与下触头系统电性连接的全密封底座，所述熔管自外至内依次包括外层保护管、内层灭弧管以及熔丝，所述全密封底座包括一体成型的连接座、第二螺纹套以及开设于连接座中心处的熔丝孔，所述第二螺纹套位于连接座上侧并与外层保护管下端螺纹密封连接，所述熔丝孔内壁上固定连接有包裹熔丝的柔性套管。

4、作为本发明进一步的改进，所述连接座沿熔管轴线处开设有多个圆周分布的变径通道，所述变径通道中心处设置有密封球芯，所述变径通道上侧开口处固定安装有固定件，所述固定件和密封球芯之间固定连接有可热胀冷缩的连接件，密封球芯常态下在变径通道中可以封堵，实现熔管的全密封，在熔管出现温度波动后，连接件可以热胀冷缩进而驱动密封球芯进行上下移动，在高低温的工况下均可以开放通道进行气压平衡。

5、作为本发明进一步的改进，所述变径通道呈“8”字形，且中间区域镶嵌安装有与密封球芯过盈配合的防凝露密封环，密封球芯在中间区域时可以通过与防凝露密封环的配合进一步提高密封性，在连接件的驱动下进行升降后均可以开放通道。

6、作为本发明进一步的改进，所述固定件包括环形支架、导热网以及聚热盘，所述环形支架固定安装于变径通道的上侧开口处，所述聚热盘位于环形支架中心处，所述导热网由多根导热丝构成网状结构并连接于环形支架和聚热盘之间，导热网既可以允许气体通过同时可以将熔管内的热量传递至聚热盘处，进而作用在连接件上。

7、作为本发明进一步的改进，所述连接件包括由形状记忆合金制成的可伸缩套管，高于平衡温度时伸长，低于平衡温度时缩短。

8、作为本发明进一步的改进，所述连接件还包括可断开连接盘和防脱拉绳，所述可伸缩套管下端通过可断开连接盘与密封球芯之间实现可断开式的连接，所述防脱拉绳固定连接于聚热盘和密封球芯之间，正常状态下，可伸缩套管通过可断开连接盘建立临时连接，在可伸缩套管驱动密封球芯升降时保持可靠连接，在熔管紧急泄压时由于内部压力较大，迫使可断开连接盘断开连接，密封球芯在压力和自身重力作用下迅速下降至变径通道外，使得熔管内的压力可以迅速释放出去，防脱拉绳则可以悬挂密封球芯防止其直接脱落。

9、作为本发明进一步的改进，所述密封球芯包括下配重半球、上受压半球以及环形磁体并共同构成一个完整的球状结构，所述环形磁体套设于下配重半球和上受压半球的对接处，下配重半球可以压低中心保持整体稳定性，上受压半球的粗糙特性可以在内部气压作用下增大与气流的接触面积，进而可以提高密封球芯受压可断开连接盘断开的响应速度，防脱拉绳则可以与防凝露密封环配合利用磁吸效果提高密封性。

10、作为本发明进一步的改进，所述防凝露密封环包括环形套体以及位于环形套体内侧的一个吸湿圈和一对密封圈，一对所述密封圈关于吸湿圈上下对称分布，所述密封圈内侧镶嵌有与环形磁体相互磁吸的内磁体，高温工况下不易产生凝露，低温工况下容易产生凝露，但是可伸缩套管低温时会缩短驱动密封球芯上升打开通道，外界的空气可能携带水汽进入，在经过下配重半球时由于球面分散特性，会从四周内侧壁处向上流动，因此必然会经过吸湿圈然后被其吸附，保持空气的干燥性，而内磁体利用与环形磁体之间的相互磁吸作用，迫使密封圈与密封球芯之间紧密抵触，提高常态下的密封性。

11、作为本发明进一步的改进，所述环形套体外侧开设有排水孔，所述连接座外侧开设有多个与排水孔相连通且向下倾斜的排水通道，所述排水通道的外侧开口处设置有可开合的弹性挡片，在低温工况恢复常温后，可伸缩套管驱动密封球芯复位从而对吸湿圈进行挤压，使其释放水分来恢复吸附性，水分可以从排水孔进入到排水通道中，当到达一定量后会挤压弹性挡片向外偏转从而排出，并在弹力作用下复位防止水汽从该处进入导致吸湿圈出现误吸附的情况。

12、作为本发明进一步的改进，所述释压帽包括导电柱、第一螺纹套、开设于导电柱中心处的泄压孔以及固定连接于泄压孔内腔的释压膜片，所述第一螺纹套位于导电柱下侧并与外层保护管上端螺纹密封连接，紧急泄压时会冲破释压膜片，与下方的全密封底座配合快速释放巨大压力，防止熔管胀裂爆炸。

13、相比于现有技术，本发明的优点在于：

14、（1）本发明通过由形状记忆合金驱动的密封球芯与防凝露密封环的配合，在常态下实现了熔管下端喷口的全密封，完全阻断了潮湿空气进出熔管内部的路径，从根源上杜绝了凝露水分在熔丝和灭弧管壁上的凝结。这与传统熔断器下端永久敞开的结构相比，从根本上改变了熔管的内部环境，极大提升了设备的运行可靠性和使用寿命。

15、（2）本发明利用形状记忆合金对温度感知而产生的轴向位移，无需任何外部能源或控制电路，即可在低温工况时自动打开呼吸通道平衡压差，并同时引导进入的空气流经吸湿圈进行干燥处理；在常温恢复时自动关闭通道强力密封，并通过挤压将吸湿圈中截留的水分排出，这种在高低温公开下均可以临时开放通道进行气压平衡的方式，既避免了密闭腔体的憋压变形，又确保了呼吸过程不引入有害湿气，维持了熔管内部的长期干燥。

16、（3）本发明不仅完整保留了传统跌落式熔断器的故障灭弧能力和泄压防爆安全性，而且当故障发生时，内部气压可瞬间冲破可断开连接盘，使密封球芯脱落以敞开下喷口，并可配合上端的释压膜片破裂，形成上下双向全通径泄压通道，确保故障电弧气体快速排放，很好的平衡了正常温度波动和紧急泄压两种状态下对于通道的开放需求，既解决了常态凝露问题，又丝毫不牺牲故障保护性能，实现了设备可靠性和安全性的统一提升。