一种真空断路器及其支撑导体结构的制作方法

1.本发明属于真空开关技术领域，具体涉及一种真空断路器及其支撑导体结构。


背景技术：

2.真空断路器凭借免维护、寿命长、优秀的绝缘性能等优势而普遍应用于中低压交流领域。真空断路器通常包括外绝缘套筒和真空灭弧室，真空灭弧室是真空断路器实现电流开断的核心器件，真空灭弧室常密封在外绝缘套筒中，在真空灭弧室的下方布置有支撑导体结构。其中，支撑导体结构如授权公告号为cn105374597b的中国发明专利所示，包括位于外绝缘套筒（即该专利中的陶瓷套管）内的导电支撑筒（即该专利中的下导电支撑）以及设置在导电支撑筒底部的下导电座（即该专利中的动端导电法兰），下导电座固定在外绝缘套筒上，导电支撑筒向上支撑真空灭弧室，真空灭弧室的动端导电杆穿入导电支撑筒中并通过触指与导电支撑筒保持导电连通，在动端导电杆的下方连接有绝缘拉杆，绝缘拉杆由导电支撑筒以及下导电座中向下穿出并与操动机构相连。现有技术的导电支撑筒与下绝缘极柱之间沿径向间隔排布，间隔形成的环形空间内充满绝缘油或绝缘气体等绝缘流动介质。
3.在正常工作时，真空灭弧室的动静触头是闭合的，当动静触头通过较高的额定电流时，所产生的热量大部分通过热传导的方式转移到与其动端和静端相连的导体（包括导电支撑筒）上，造成各接点温升过高，严重影响真空灭弧室和断路器的使用寿命，导体上的热量无法释放出去导致动静触头的温度过高，而动静触头在使用时需要承受分合闸过程中的机械冲击，若触头发生塑性形变，会危害真空灭弧室的机械特性，进而影响其绝缘特性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种真空断路器的支撑导体结构，以解决现有技术中与动静触头相连的导体上的热量无法释放而影响真空灭弧室机械特性、绝缘特性的技术问题；还提供一种使用该支撑导体结构的真空断路器，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构的技术方案是：一种真空断路器的支撑导体结构，包括：导电支撑筒以及设于导电支撑筒底部的下导电座，所述导电支撑筒用于与动端导电杆导电相连；所述导电支撑筒的外部设有散热翅片，以将导电支撑筒上的热量传导出去。
6.有益效果：增加散热翅片后能够增加散热面积，提升导电支撑筒与外部之间的自然换热能力和辐射换热能力，能够将导电支撑筒上的热量快速地传导出去。而导电支撑筒与动静触头相连，导电支撑筒上的热量传导出去之后能够降低动静触头的温度，避免动静触头在分合闸过程中发生塑性形变，保证真空灭弧室的机械特性和绝缘特性。
7.优选地，所述散热翅片为螺旋翅片，所述螺旋翅片沿所述导电支撑筒的轴向螺旋盘绕布置。当导电支撑筒与外绝缘套筒之间填充的是绝缘气体时，螺旋翅片能够与导电支
撑筒形成完整的螺旋状的气流通道，利于绝缘气体的流动，以便快速进行热传导，增加了导电支撑筒与外部的换热能力。
8.优选地，所述散热翅片为与所述导电支撑筒同轴布置的环形翅片，环形翅片沿导电支撑筒的轴向间隔排布有多个。
9.优选地，所述散热翅片为沿所述导电支撑筒的轴向延伸的竖向翅片，所述竖向翅片沿导电支撑筒的周向间隔排布有多个。
10.优选地，所述导电支撑筒上沿周向均布有偶数个径向孔，径向孔连通导电支撑筒内外。径向孔为沿周向均布的偶数个，径向孔之间正对布置，能够加快绝缘流动介质的流速，进一步提高换热能力。
11.本发明真空断路器的技术方案是：一种真空断路器，包括：外绝缘套筒；真空灭弧室，设于外绝缘套筒内，真空灭弧室包括动触头和静触头，所述动触头上连接有动端导电杆；支撑导体结构，包括位于外绝缘套筒内的导电支撑筒以及设于导电支撑筒底部的下导电座，所述下导电座与所述外绝缘套筒相连，所述真空灭弧室支撑于所述导电支撑筒上，所述动端导电杆穿入所述导电支撑筒内并与所述导电支撑筒导电相连；所述导电支撑筒与所述外绝缘套筒沿径向间隔排布而形成环形间隔空间，所述环形间隔空间内填充有绝缘流动介质；所述导电支撑筒的外部设有散热翅片，以将导电支撑筒上的热量传导至所述环形间隔空间中，散热翅片位于所述环形间隔空间中。
12.有益效果：增加散热翅片后能够增加散热面积，提升导电支撑筒与外部之间的自然换热能力和辐射换热能力，能够将导电支撑筒上的热量快速地传导出去。而导电支撑筒与动静触头相连，导电支撑筒上的热量传导出去之后能够降低动静触头的温度，避免动静触头在分合闸过程中发生塑性形变，保证真空灭弧室的机械特性和绝缘特性。
13.优选地，所述绝缘流动介质为绝缘气体；所述散热翅片为螺旋翅片，所述螺旋翅片沿所述导电支撑筒的轴向螺旋盘绕布置。当导电支撑筒与外绝缘套筒之间填充的是绝缘气体时，螺旋翅片能够与导电支撑筒形成完整的螺旋状的气流通道，利于绝缘气体的流动，以便快速进行热传导，增加了导电支撑筒与外部的换热能力。
14.优选地，所述散热翅片为与所述导电支撑筒同轴布置的环形翅片，环形翅片沿导电支撑筒的轴向间隔排布有多个。
15.优选地，所述散热翅片为沿所述导电支撑筒的轴向延伸的竖向翅片，所述竖向翅片沿导电支撑筒的周向间隔排布有多个。
16.优选地，所述导电支撑筒上沿周向均布有偶数个径向孔，径向孔连通导电支撑筒内外。径向孔为沿周向均布的偶数个，径向孔之间正对布置，能够加快绝缘流动介质的流速，进一步提高换热能力。
附图说明
17.图1为本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构实施例1的立体图；
图2为本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构实施例1的主视图；图3为本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构实施例2的立体图；图4为本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构实施例3的立体图；图5为本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构实施例3的主视图；图6为本发明所提供的真空断路器的结构示意图；附图标记说明：100、支撑导体结构；101、导电支撑筒；102、下导电座；103、螺旋翅片；104、径向孔；105、绝缘拉杆穿孔；106、竖向翅片；107、环形翅片；200、真空灭弧室；300、动端导电杆；400、机构箱；500、绝缘支柱；600、外绝缘套筒。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
20.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
21.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
24.本发明所提供的真空断路器的支撑导体结构的具体实施例1：如图1和图2所示，真空断路器的支撑导体结构（以下简称为支撑导体结构100）的主要构成部分包括导电支撑筒101、下导电座102和螺旋翅片103，导电支撑筒101、下导电座102均为导体。
25.导电支撑筒101为上下贯通的筒体，上端用来向上支撑真空灭弧室，使用时动端导电杆穿入导电支撑筒101内，通常地，动端导电杆与导电支撑筒101之间有弹簧触指，保证导电支撑筒101和动端导电杆导电连通。下导电座102设置在导电支撑筒101的下端，下导电座102具体可以与导电支撑筒101一体成型，或者分体固定在一起。下导电座102用来固定在真空断路器的外绝缘套筒上，在下导电座102的中间位置开设有绝缘拉杆穿孔105，绝缘拉杆穿孔105供绝缘拉杆穿过，具体使用时绝缘拉杆穿孔105和绝缘拉杆之间有密封结构，防止绝缘流动介质泄漏，本实施例中的支撑导体结构对应的绝缘流动介质为绝缘气体。
26.导电支撑筒101与动触头相连，在正常工作时动静触头会产生大量的热量并传导至导电支撑筒101上，为了能够将导电支撑筒101上的热量快速传导出去，以便降低动静触头处的温度。如图1和图2所示，在导电支撑筒101的外部固定有散热翅片，通过散热翅片增大散热面积，能够将导电支撑筒101上的热量快速传导出去，提升导电支撑筒101与外部之间的自然换热能力和辐射换热能力。此处的散热翅片为螺旋翅片103，螺旋翅片103沿导电支撑筒101的轴向螺旋盘绕，设置螺旋翅片103的目的在于，通常地，在由导电支撑筒101和外绝缘套筒之间形成的环形空间内填充有绝缘气体，螺旋翅片103能够与导电支撑筒101配合而在导电支撑筒101的外部形成完整的螺旋状的气流通道，利于环形空间内绝缘气体的流动，以便快速进行热传导，增加了导电支撑筒101与外部的换热能力。
27.本实施例中，螺旋翅片103的宽度为5mm，厚度为3mm，在导电支撑筒101上的盘旋圈数为80圈。其他实施例中，螺旋翅片的尺寸可以根据实际情况进行改变。
28.如图1和图2所示，在导电支撑筒101上开设有四个径向孔104，四个径向孔104分为沿导电支撑筒101轴向间隔排布的两组，每组径向孔104沿导电支撑筒101的周向均布。径向孔104连通导电支撑筒101的内外，能够使导电支撑筒101内的热量经径向孔104传导至环形空间内，而且每一组径向孔104均沿周向均布，每一组的两个径向孔104正对布置，加快绝缘气体的流动。
29.下导电座102通常为法兰结构，与外绝缘套筒之间通过螺栓进行固定，下导电座102上一般固定动端接线座，用来接线。
30.本发明真空断路器的支撑导体结构的具体实施例2：如图3所示，与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热翅片为螺旋翅片，本实施例中，散热翅片为竖向翅片106，竖向翅片106沿导电支撑筒101的轴向延伸，具体延伸长度可以根据所需的散热能力来决定，竖向翅片106沿导电支撑筒101的周向间隔排布有多个，其数量根据实际情况来改变，但至少有两个。通过增加竖向翅片106能够提高导电支撑筒101的换热能力。而下导电座102和径向孔104的结构与实施例1的相同。
31.本发明真空断路器的支撑导体结构的具体实施例3：如图4和图5所示，与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热翅片为螺旋翅片，本实施例中，散热翅片为环形翅片107，环形翅片107与导电支撑筒101同轴布置，环形翅片107沿导电支撑筒101的轴向间隔排布有多个，且数量根据实际情况来改变，但至少有两个。而下导电座102和径向孔104的结构与实施例1的相同。
32.本发明真空断路器的支撑导体结构的具体实施例4：与实施例1的不同之处在于，实施例1中，散热翅片为螺旋翅片。本实施例中，散热翅片的形状、布置区域可以根据实际情况进行改变，也可以是实施例1、实施例2和实施例3
的结合。
33.本发明真空断路器的支撑导体结构的具体实施例5：与实施例1的不同之处在于，实施例1中，径向孔有四个，四个径向孔分为上下排布的两组，各组径向孔的数量均为两个且沿导电支撑筒的周向均布。本实施例中，径向孔的数量可以进行增减，但为偶数个，且沿导电支撑筒的周向均布。其他实施例中，将径向孔取消。
34.本发明真空断路器的具体实施例：如图6所示，真空断路器包括外绝缘套筒600，外绝缘套筒600内安装有真空灭弧室200，真空灭弧室200的下方布置有支撑导体结构100，支撑导体结构100的结构与上述真空断路器的支撑导体结构的结构一致，在此不再赘述。支撑导体结构100中的导电支撑筒与外绝缘套筒之间间隔排布而形成环形间隔空间，环形间隔空间内填充有绝缘流动介质，绝缘流动介质可以为绝缘气体，也可以为绝缘油。真空灭弧室200下方的动端导电杆300与支撑导体结构100中的导电支撑筒导电相连，动端导电杆300的下端连接有绝缘拉杆，绝缘拉杆由支撑导体结构100中向下穿出。真空断路器还包括位于外绝缘套筒下方的机构箱400，机构箱400内有操动机构，操动机构带动绝缘拉杆往复移动。真空断路器还包括绝缘支柱500，机构箱400安装在绝缘支柱500上。
35.其中，外绝缘套筒600可以为由环氧树脂浇注形成的结构，也可以为普通的绝缘套管。
36.最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。