一种超导隔离开关及相应的绝热端子箱的制作方法

1.本发明涉及一种超导设备技术领域，特别是涉及一种超导隔离开关及相应的绝热端子箱。


背景技术：

2.超导体是在临界温度下具有零电阻特性的一种导体，可降低电能传输时的电阻损耗，超导体工作于77k的温度下，需要浸泡在液氮中才能呈现超导特性，采用超导体构造电能传输设备时，为方便检修，避免单个部件故障导致整套系统停运，需要采用超导隔离开关对导体的连接状态进行控制，采用可以在液氮中实现超导体连接状态切换的隔离开关，免除了超导-常温转换环节导致的漏热损耗。
3.隔离开关中需要有相关操作机构用于提升和降下触头，相关操作机构浸泡在液氮中，需要由外接提供电源，采用常规的接线端子箱无法满足液氮温区到室温之间过渡的要求，需要可以满足绝热和绝缘要求的端子箱。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种超导隔离开关及相应的绝热端子箱，可实现液氮温区与室温之间温度过渡的端子箱，用于为隔离开关操作机构提供电源，具有保温隔热的优点。
5.为解决上述技术问题，作为本发明的一方面提供一种绝热端子箱，用于超导隔离开关中，其至少包括绝热端子箱本体、绝热端子法兰、多个绝热端子以及端子排气阀，其中：
6.所述绝热端子箱本体为筒状结构，其筒体一端部中央位置具有一开口，所述开口上形成第一安装圈；所述筒体另一端的边缘向外延伸形成主法兰；在主法兰上设置有绝热端子安装孔，在第一安装圈上设置有绝热端子法兰安装孔；
7.所述绝热端子法兰上从外向内设置有一圈法兰安装孔、一圈端子安装孔以及位于正中位置的抽气孔；
8.所述绝热端子包括：上圆柱段、中圆柱段以及下段接线耳；
9.其中，在上圆柱段为中空结构，其一端中部的排气孔上设置有一真空排气阀，并在所述端的侧部形成一上段接线耳；在所述上圆柱段的另一端向外延伸出第一限位圈；
10.在所述中圆柱段为中空结构，在所述中圆柱段与所述下段接线耳之间进一步设有第二限位圈；
11.在配合时，所述绝热端子插入所述端子安装孔中，并采用粘接的方式与所述绝热端子法兰相固定，并受所述第一限位圈以及第二限位圈进行限位。
12.优选地，所述绝热端子箱本体采用不锈钢板焊接制成，其筒体的壁体采用空心夹层结构，内部抽真空，并填充绝热珍珠岩。
13.优选地，所述绝热端子法兰采用聚四氟乙烯切削粘接制成。
14.优选地，绝热端子法兰内部形成有空心结构，所述抽气孔安装有端子排气阀，以将
绝热端子法兰内部的空气抽出。
15.优选地，所述绝热端子的中圆柱段上设置有凸起结构。
16.优选地，绝热端子下端浸泡在液氮中，上端暴露在空气中，绝热端子下段接线耳与超导直流无刷电机的定子线圈连接，上段接线耳与电机控制器相连接。
17.优选地，所述绝热端子采用上下两节制造，并在绝热端子下节从下往上插入绝热端子法兰的端子安装孔中并进行注胶处理后，将上节与所述下节采用超声波焊接固定。
18.相应地，本发明的另一方面，还提供一种超导隔离开关，其包括：隔离开关腔体，与所述隔离开关腔体连接的两个超低温盆式绝缘子、观察口以及隔离开关操作机构，所述隔离开关操作机构远离所述隔离开关腔体的一端连接有一绝热端子箱，这些部件之间均采用螺栓连接的方式进行固定；
19.所述绝热端子箱采用前述的绝热端子箱。
20.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
21.本发明提供一种超导隔离开关及相应的绝热端子箱。在所述绝热端子箱中设置绝热端子箱本体、绝热端子法兰、多个绝热端子以及端子排气阀。更具体地，在绝热端子箱本体、绝热端子法兰、多个绝热端子中均设置真空空间，可以可实现液氮温区与室温之间温度过渡的端子箱，为隔离开关操作机构提供电源，同时达到保温隔热、绝缘的效果。
附图说明
22.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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
23.图1为本发明提供的一种超导隔离开关的一个实施例的外观结构示意图；
24.图2为本发明提供的一种超导隔离开关的一个实施例的爆炸示意图；
25.图3为图1中绝热端子箱的外观结构示意图；
26.图4为图3的爆炸示意图；
27.图5为图3中的绝热端子箱本体的结构示意图；
28.图6为图5的a-a向剖视图；
29.图7为图3中的绝热端子法兰的结构示意图；
30.图8为图7的b-b向剖视图；
31.图9为图3中的绝热端子的结构示意图；
32.图10为绝热端子拆分后的结构示意图；
33.图11为图10中上节部分的结构示意图；
34.图12为图10中下节部分的结构示意图；
35.图13为图9的局部纵剖面示意图。
具体实施方式
36.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
37.如图1所示，示出了本发明提供的一种超导隔离开关的一个实施例的外观结构示意图；一并结合图2至图13所示，在本发明的实施例中，所述超导隔离开关包括：隔离开关腔体2，与所述隔离开关腔体2连接的两个超低温盆式绝缘子1、观察口3以及隔离开关操作机构4，所述隔离开关操作机构4远离所述隔离开关腔体2的一端连接有一绝热端子箱5，这些部件之间均采用螺栓连接的方式进行固定；超低温盆式绝缘子1一端与隔离开关腔体2相连接，另一端与金属封闭式超导输电线路(未画出)相连接。
38.一并结合图2中的爆炸图，所述超导隔离开关进一步包括a相动触头6、b相动触头7、c相动触头8，该三个相动触头的位置隔离开关操作机构4控制，即通过操作开关操作机构4，可以控制这三个相动触头上下移动；在隔离开关腔体的左侧进一步设置有a相左导体9、b相左导体10、c相左导体11，该三个左导体的位置受左侧的超低温盆式绝缘子1控制，即操作左侧的超低温盆式绝缘子，可以控制这三个左导体水平移动；在隔离开关腔体的右侧进一步设置有a相右导体12、b相右导体13以及c相右导体14，该三个右导体的位置受右侧的超低温盆式绝缘子1控制，即操作右侧的超低温盆式绝缘子，可以控制这三个右导体水平移动；a、b、c相左导体、右导体均呈正三角形排列。绝热端子箱5与隔离开关操作机构4之间采用超导带材连接，通过绝热端子箱5室温部分的导电接头，为隔离开关操作机构4的无刷超导直流电机供电，用于控制动触头上升和下降。
39.下述结合图3至图13所示，一并描述本发明涉及的绝热端子箱5的具体结构。
40.如图3、图4所示，在本发明实施例中，所述绝热端子箱5包括有绝热端子箱本体50、绝热端子法兰51、多个绝热端子52以及端子排气阀53。
41.如图5、图6所示，所述绝热端子箱本体50为筒状结构，其筒体500一端部中央位置具有一开口，所述开口上形成第一安装圈501；所述筒体500另一端的边缘向外延伸形成主法兰502；在主法兰502上设置有绝热端子安装孔503，用于将所述绝热端子箱5与隔离开关操作机构4相连接。在第一安装圈501上设置有绝热端子法兰安装孔504，用于将所述绝热端子法兰51安装于所述绝热端子箱本体50上。所述筒体500的壁体采用空心夹层结构，内部抽真空，并填充绝热珍珠岩，可减少漏热损耗。绝热端子箱本体采用304不锈钢板焊接制成。
42.如图7、图8所示，所述绝热端子法兰51，用于与所述第一安装圈501相配合将所述绝缘端子法兰51固定与所述绝热端子箱本体50相固定；所述绝热端子法兰51采用聚四氟乙烯切削粘接制成，其上从外至内依次设置有一圈法兰安装孔510、一圈端子安装孔511以及位于正中位置的抽气孔512。其中，法兰安装孔11位于最外圈，其用于将绝热端子法兰51固定在绝热端子箱本体50上；端子安装孔511用于安装绝热端子52，在本发明实施例中，绝热端子52插入所述端子安装孔511中，并采用粘接的方式与所述绝热端子法兰51相固定，在本发明中，所述端子安装孔511共有9个。绝热端子法兰51内部形成有空心结构。抽气孔512用于安装端子排气阀53，以将绝热端子法兰51内部的空气抽出，可减少漏热损耗，以实现绝热保温。
43.绝热端子52一共有九个，每一绝热端子的结构尺寸均相同，分别对应于隔离开关a、b、c三相的超导直流无刷电机，每个电机与三个绝热端子相配合。
44.请参照图9至图13所示，所述绝热端子52包括：上圆柱段520、中圆柱段521以及下段接线耳523。
45.在上圆柱段520为中空结构，其一端中部的排气孔529上设置有一真空排气阀524，
并在所述端的侧部形成一上段接线耳525；在所述上圆柱段520的另一端向外延伸出第一限位圈526；
46.在所述中圆柱段521亦为中空结构，其上设置有凸起结构527，用于增加绝热端子与绝热端子法兰粘接的牢固性。
47.在所述中圆柱段521与所述下段接线耳523之间进一步设有第二限位圈528。
48.在本发明中，绝热端子52下端浸泡在液氮中，上端暴露在空气中。绝热端子52下段接线耳523与超导直流无刷电机的定子线圈连接，上段接线耳525与电机控制器相连接。请参见图13的纵剖视图所示，真空排气阀524用于抽出绝热端子内部的空气，减少漏热损失。
49.在本发明实施例中，所述绝热端子52采用上下两节制造，采用铜车削，上下两部分采用超声波连接。具体地，其连接工艺为，将绝热端子52下节(包括中圆柱段521以及下段接线耳523)从下往上插入绝热端子法兰51的端子安装孔511中，此时所述第二限位圈528会抵靠在所述绝热端子法兰51的下侧；然后进行注胶处理，待粘接牢固时，将绝热端子52的上节与下节对接，施加压力并通超声波，使上节与下节的接触面受热发生局部熔化，完成焊接；此时，端子即与绝热端子法兰可靠连接，且第一限位圈526抵靠在在所述绝热端子法兰51的上侧，即所述第一限位圈526与第二限位圈528对所述绝热端子52达到了限位作用，可以防止绝热端子52发生移动。
50.实施本发明实施例，具有如下的有益效果：
51.本发明提供一种超导隔离开关及相应的绝热端子箱。在所述绝热端子箱中设置绝热端子箱本体、绝热端子法兰、多个绝热端子以及端子排气阀。更具体地，在绝热端子箱本体、绝热端子法兰、多个绝热端子中均设置真空空间，可以可实现液氮温区与室温之间温度过渡的端子箱，为隔离开关操作机构提供电源，同时达到保温隔热、绝缘的效果。
52.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。