一种高压风冷降温的固封极柱的制作方法

1.本发明涉及开关柜配件领域，具体涉及一种高压风冷降温的固封极柱。


背景技术：

2.在电力系统中，固封极柱作为开关柜中的重要部件，起着对短路电流进行开断，保护电网设备的重要作用，固封极柱是将真空灭弧室和断路器相关导电零件同时嵌入到固体绝缘材料中形成包覆件，使整个断路器极柱成为一个整体的部件。其中，真空灭弧室也叫真空开关管或真空泡，是真空开关的核心器件，它是用一对密封在真空中的电极(触头)和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流的真空器件。大电流固封极柱在工作时，导电回路中容易产生大量的热，而固封极柱中的重要导电零部件都被绝缘材料包裹在其中，热量难以散出，因此，在产品研发时，必须充分考虑固封极柱的散热性能。
3.目前，为确保散热性能，常规手车式的固封极柱中，大多都采用软连接结构(真空灭弧室的上部为静端，与上出线端连接，真空灭弧室下部为动端，动端包括动导电杆，动导电杆通过软连接与下出线端子连接，以此形成导电回路)，为了寻求软连接试验标准为75k、滑动连接的温升要求为65k的标准，软连接和滑动连接的区域试验温度一样的情况下，其软连接的标准相对标准会更低，但软连接的结构要求产品的体积会随着结构调整变大，无法满足目前市场上的小型化、经济化的要求，尤其是针对市场上小型号的产品，固封极柱温升的设计上这更为困难。
4.同时，常用的手车式为了整体降低温升数值，一般的情况下采用大功率的吹风机置于断路器的底部，如专利文献201820264282.x公开了一种中压柜散热结构，包括第一风机、第二风机、升高座和架空座，第一风机安装于中层隔箱底部，从前下室进气向手车室排出；第二风机安装于前下室中隔板前部，从前下室进气向电缆室排出；第一风机对断路器固封极柱、触臂以及触头进行强迫风冷，经由手车室通道、触头盒及母线室至顶部升高座排出柜外。这种方式虽然能够达到一定的散热效果，但散热效果无法达到最佳，且噪音大、功耗大，不够经济环保。
5.因此，针对市场上小型化的固封极柱，需要对其结构做出相应的设计，以满足温升要求，为小型号固封极柱做更有利的支撑。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高压风冷降温的固封极柱，其可以满足小型化固封极柱的温升要求，更加经济环保。
7.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种高压风冷降温的固封极柱，包括绝缘外壳、真空灭弧室、上出线座及下导电座，所述绝缘外壳内腔设有真空灭弧室，所述真空灭弧室上方连接所述上出线座、下方连接所述下导电座，所述绝缘外壳中至少设置有一个出风通道，所述出风通道的上端连通外部，
所述下导电座中设置有进风通道，所述下导电座上设置有与其导电连接的动端子，所述下导电座于所述动端子的侧边设置有散热通道，所述散热通道的上端连通所述出风通道、下端连通所述进风通道。
9.进一步地，所述散热通道呈螺旋状，并由所述下导电座的顶部向下延伸形成。
10.进一步地，所述下导电座的外壁加工有外螺旋槽，所述下导电座的上端套设有散热架，所述外螺旋槽与散热架之间形成所述散热通道。
11.进一步地，所述散热架采用导热金属材料制成，所述散热架的周侧设置有伞裙结构，所述伞裙结构由所述散热架的周侧往所述下腔体的内壁方向延伸形成。
12.进一步地，所述绝缘外壳的内腔包括上腔体和下腔体，所述真空灭弧室设置于所述上腔体中，所述绝缘外壳围绕所述上腔体至少设置有一个所述出风通道，所述下导电座设置于所述下腔体中，所述出风通道的下端连通所述下腔体。
13.进一步地，所述下导电座设置有上下贯通的安装孔，所述动端子设置于所述安装孔中，所述安装孔中设置有内环形槽，所述内环形槽中设置有弹簧触指，所述弹簧触指与动端子导电连接，所述动端子上连接有绝缘拉杆。
14.进一步地，所述内环形槽呈螺旋状，所述内环形槽中设置有多个所述弹簧触指。
15.进一步地，所述下导电座包括座本体、安装部及导电部，所述座本体的顶部设置有所述安装部，所述动端子和散热架连接于所述安装部上，所述座本体的底部设置有多个呈片状结构的所述导电部。
16.进一步地，所述进风通道的下端连接有绝缘管，所述绝缘管通过接头连接有进风软管，所述进风软管连接风机。
17.进一步地，所述绝缘外壳的顶部连接有隔离刀，所述隔离刀的顶部设置有多个呈片状结构的散热部。
18.采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
19.1、本发明中空气由下导电座的进风通道流入散热通道中，空气由散热通道绕过动端子的附近，将动端子附近温升最高处的热量带到出风通道，由出风通道将热量排到固封极柱外，从而将固封极柱内的热量带出，实现更好的降温效果，可以满足小型化固封极柱的温升要求。
20.2、本发明通过风机和进风软管将空气强压到绝缘管中，使高压空气渗透到产品核心部分把热量强制带走，相较于采用大功率风机吹风降温的方式，不仅噪音更低、功耗更小，而且更加经济环保。
21.3、本发明在动端子这一温升的最高点侧边设置有呈螺旋状的散热通道，螺旋状的散热通道不仅可以增加空气与下导电座的接触面积，带出更多的热量，加快了固封极柱内部的散热速度，而且具有锁住空气流向的功能，即锁住冷空气在螺旋状散热通道内的流动方向，使得从散热通道进来的都是冷风、流出的都是热风，确保固封极柱内部的热量及时散出。
22.4、本发明在下导电座的上端套设有散热架，散热架采用导热金属材料制成，并在周侧设置有伞裙结构，伞裙结构使散热通道的热量更容易散出，进一步加快了固封极柱内部的散热速度。
23.5、本发明中下导电座设置有多个呈片状结构的导电部，绝缘外壳顶部的隔离刀设
置有多个呈片状结构的散热部，多片状散热结构，增加了产品整体的散热效果。
附图说明
24.图1为本发明的俯视图；
25.图2为本发明图1中m-m方向的剖视图；
26.图3为本发明图1中n-n方向的剖视图；
27.图4为本发明中绝缘外壳的剖视图；
28.图5为本发明中散热架的结构示意图；
29.图6为本发明中下导电座的结构示意图。
30.附图标记说明：
31.绝缘外壳100、出风通道110、上腔体120、下腔体130；
32.真空灭弧室200；
33.上出线座300；
34.下导电座400、进风通道410、散热通道420、座本体430、安装部440、安装孔441、内环形槽4411、外螺旋槽442、导电部450；
35.动端子500、绝缘拉杆510；
36.散热架600、伞裙结构610；
37.弹簧触指700；
38.绝缘管800、进风软管810；
39.隔离刀900、散热部910。
具体实施方式
40.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。另外，需要说明的是：
41.术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示本发明的装置或者元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
42.当元件被称为“固定于”或者“设置于”或者“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者间接连接至该另一个元件上。
43.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
44.实施例
45.配合图1至图3所示，本发明公开了一种高压风冷降温的固封极柱，包括绝缘外壳100、真空灭弧室200、上出线座300及下导电座400，绝缘外壳100内腔设有真空灭弧室200，
真空灭弧室200上方连接上出线座300、下方连接下导电座400。绝缘外壳100的顶部连接有隔离刀900，隔离刀900的顶部设置有多个呈片状结构的散热部910，隔离刀900本身除连接进出电流导体作用外，散热部910多片状散热结构，可以增加产品的散热效果。
46.绝缘外壳100中至少设置有一个出风通道110，出风通道110的上端连通外部，下导电座400中设置有进风通道410，下导电座400上设置有与其导电连接的动端子500，下导电座400于动端子500的侧边设置有散热通道420，散热通道420的上端连通出风通道110、下端连通进风通道410。在本实施例中，散热通道420呈螺旋状，并由下导电座400的顶部向下延伸形成，螺旋状的散热通道420不仅可以增加空气与下导电座400的接触面积，带出更多下导电座400产生的热量，进而加快散热速度，而且具有锁住空气流向的功能，即锁住冷空气在螺旋状散热通道420内的流动方向，使冷空气可以有效的接触到动端子500的各个发热点位置，冷空气带走各个发热点的热量流出导电区域之外而不会折返，使得从散热通道420进来的都是冷风，从散热通道420流出的都是热风。
47.配合图2至图6所示，绝缘外壳100的内腔包括上腔体120和下腔体130，真空灭弧室200设置于上腔体120中，绝缘外壳100围绕上腔体120至少设置有一个出风通道110，下导电座400设置于下腔体130中，出风通道110的下端连通下腔体130。
48.下导电座400的外壁加工有外螺旋槽442，下导电座400的上端套设有散热架600，外螺旋槽442与散热架600之间形成散热通道420。在本实施例中，散热架600采用导热金属材料制成，优选地，采用铝或铝合金材料制成，散热架600的周侧设置有伞裙结构610，伞裙结构610使散热通道420的热量更容易散出，伞裙结构610由散热架600的周侧往下腔体130的内壁方向延伸形成。
49.下导电座400设置有上下贯通的安装孔441，动端子500设置于安装孔441中，安装孔441中设置有内环形槽4411，内环形槽4411中设置有弹簧触指700，弹簧触指700与动端子500导电连接，动端子500上连接有绝缘拉杆510，在本实施例中，内环形槽4411呈螺旋状，内环形槽4411中设置有多个弹簧触指700。
50.配合图3和图5所示，在本实施例中，下导电座400包括座本体430、安装部440及导电部450，座本体430的顶部设置有安装部440，安装部440的内壁和外壁分别设置有安装孔441和外螺旋槽442，动端子500和散热架600连接于安装部440上，座本体430的底部设置有多个呈片状结构的导电部450。下导电座400本身除连接进出电流导体作用外(导电部450可作为电流流出口)，导电部450多片状的散热结构，可以增加产品的散热效果。
51.配合图2至图4所示，进风通道410的下端连接有绝缘管800，绝缘管800通过接头连接有进风软管810，进风软管810连接风机，风机的空气通道(即进风软管)为软线、绝缘结构，且进风软管810可以具有足够的长度连接到外部的风机，使得外部风机可以放在柜体的任意位置，不受柜子的空间、电场分布等方面的影响，风机加大空气对流压力，可以将空气强压到进风软管810和绝缘管800内部，并引导到进风通道410。
52.大电流从隔离刀900进入，通过上出线座300进入真空灭弧室200，然后经过动端子500，再经过多根弹簧触指700流入下导电座400，经过该回路连接引出，形成一次电流回路，在此过程中，各个连接界面都会产生回路电阻，各个零件本身也有回路电阻，其中真空灭弧室200的电阻最大，通常都会达到几十微欧，弹簧触指700的连接点也是电阻最大的部位，而这两点处于产品的内部，很难自然散出产品体外，作为产品温升的最高点往往80k，一般很
难满足国标和行业标准65k，其余回路部分多采用高导铜，相对电阻较小。
53.本发明通过高压风机将空气强压到绝缘管800中，高压空气经过下导电座400的进风通道410流入的散热通道420中，空气由螺旋状的散热通道420绕过弹簧触指700的附近，将此处的热量带到下腔体130中，热的空气由下腔体130进入出风通道110，可以由外部的抽风装置将热空气排出，从而将固封极柱内温升最高处的热量散出，实现温度降温。同时，导热金属材料的散热架600周侧设置的伞裙结构610，增加了产品的散热面积，使产热最高点的弹簧触指700附近的热量更容易散出，有利于温度散热。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。