一种新型跌落式熔断器熔管的制作方法

1.本发明属于输变电设备技术领域，尤其涉及一种新型跌落式熔断器熔管。


背景技术：

2.配电网作为电网的重要组成部分，直接面向电力用户，与广大人民群众的生产生活息息相关，配电网的稳定运行是保障和改善民生的重要前提，跌落式熔断器是配电网最常用的短路保护开关之一，具有维护方便、经济实用、适应户外环境能力强等特点，被广泛应用于配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作。
3.跌落式熔断器在开断故障电流时，熔断件金属熔体融化后产生电弧，电弧的高温作用下使熔管内壁表面的产气材料产生大量的高分子气体，燃弧区域上游迅速建立高气压，使燃弧区域上、下游区域存在明显的压强差，形成强烈的气吹，在气吹的作用下，气流通过能量交换带走电弧大量的内能，随着弧道能量的持续降低，电弧熄灭；电弧熄灭后断口间介质由导电的等离子态变为绝缘介质，在断口间瞬态恢复电压trv作用下，无重击穿现象，熄弧成功；熔体融化后，在熔管失去熔丝的系近力，在重力的作用下，熔管上触头与底座跌落断开，形成明显断口，保证运行安全。
4.但是，跌落式熔断器在开断电流时仍存在着开断失败的风险，跌落式熔断器主要是依靠电弧能量烧蚀熔管内壁产气材料进行吹弧，进而将电弧熄灭，开断失败的影响因素很多，例如：当开断小电流时，电弧能量小，在熔管内压强不足产生强气吹，进而影响熔断器开断电流的可靠性；当开断大电流时，熔管内压强上升太快，使熔管炸裂，导致开断失败。熔体熔断后，软铜绞线在压强与重力的作用下向熔管末端运动，熔管内压强较小时，软铜绞线运动的距离短，增大了弧后断口间重击穿的可能性，使电弧重燃，给电力作业造成不安全隐患。
5.因此，传统熔断器结构在开断时，软铜绞线在吹弧压强和重力的作用下运动，运动速度不可控，经常导致熄弧时刻没有足够的断口距离承受恢复电压，造成断口发生重击穿的问题，就成为本领域技术人员需要研发的重要课题。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种新型跌落式熔断器熔管。其目的是为了实现提高跌落式熔断器开断电流的可靠性，使作业安全性得到显著提高的的发明目的。
7.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种新型跌落式熔断器熔管，在熔管的一端连接有熔管帽，所述熔管上连接有拉环，熔管的内部设有电弧缩短管，电弧缩短管的一端与熔管帽相连接，电弧缩短管的另一端通过第二弹簧与熔体相连接，熔体的另一端与软铜绞线相连接。
8.更进一步的，所述熔管的内壁设有多个波纹式凸起，并且自最后一个波纹式凸起开始，熔管内部后半段为内径逐渐增大的梯形结构。
9.更进一步的，所述电弧缩短管的内部为两部分空心结构，一部分空心结构上设有多个开孔，另一部分空心结构内置有第二弹簧。
10.更进一步的，所述熔管帽为镂空结构的泄压帽。
11.更进一步的，所述泄压帽为上小下大的空心结构，在其上部均匀设有多个开孔；泄压帽内部顶端固定连接有弹簧，阀片置于弹簧的另一端，弹簧与阀片相接触；泄压帽内上部和下部连接件之间设有通孔，使电弧缩短杆的空心开口一端与通孔相对应。
12.更进一步的，所述熔管内径大小根据实际熔断器的需求最小至最大范围值是：13.6mm-16mm。
13.更进一步的，所述波纹式凸起设有8个，半径为14mm，弧度为0.28-0.33rad。
14.更进一步的，所述电弧缩短管的内部空心内径最小至最大范围值是：6mm-8mm；所述电弧缩短管的开孔半径范围是：1.5mm-2.5mm；开孔个数是：4-6个；所述电弧缩短管与熔体连接弹簧长度、直径和弹性系数是：长度2mm-3mm、直径3mm-4mm、弹性系数0.25n/mm。
15.更进一步的，所述泄压帽的开孔大小是：长3mm-4mm，宽5mm-7mm；开孔个数为5-6个；泄压帽内阀片结构的长度为10mm-12mm、高度为2.5mm-3mm。
16.更进一步的，所述拉环通过环氧树脂胶与熔管相连。
17.本发明具有以下有益效果及优点：本发明提供的一种新型跌落式熔断器熔管，通过电弧缩短管与熔体间的弹簧提高了燃弧时刻的分断速度，增大了弧区长度，使电弧缩短管和软铜绞线间的电场减小，进而减小了弧后断口间重击穿的可能性；通过增大烧蚀面积提高电弧能量的利用率，提高小电流的开断能力；开断大电流时，通过泄压阀片，保证熔管不会因炸裂而导致开断失败，此时双向吹弧可以排出更多的弧区热气，有利于电弧熄灭，弹簧阀片结构可保证熔管内有足够的压强进行吹弧，增强了跌落式熔断器的熄弧能力，使作业的安全性得到了显著的提高，有效排除了不安全隐患，同时也使工作效率得到提高。
附图说明
18.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本发明一种新型跌落式熔断器熔管部分的结构示意图；图2是本发明中带有波纹式凸起的结构熔管结构示意图；图3是本发明中空心结构的电弧缩短管的结构示意图；图4是本发明中带有镂空结构泄压帽的结构示意图；图5是本发明中带有弹簧阀片的带镂空结构泄压帽结构示意图；图6是本发明中拉环结构示意图。
19.图中：阀片1，泄压帽2，第一弹簧3，拉环4，电弧缩短管5，熔体6，熔管7，软铜绞线8，波纹式凸起9，开孔10，通孔11，第二弹簧13。
具体实施方式
20.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实
施例及实施例中的特征可以相互组合。
21.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
22.下面参照图1-图4描述本发明一些实施例的技术方案。
23.实施例1本发明提供了一个实施例，是一种新型跌落式熔断器熔管。如图1所示，是本发明一种新型跌落式熔断器熔管部分的结构示意图，是在现有熔断器熔管结构的基础上，将熔管内壁、熔管帽和电弧缩短管部分进行了技术改进，使其提高了小电流的开断能力，保证熔管不会因炸裂而开断失败，保证熔管内有足够的压强进行吹弧，增强跌落式熔断器的熄弧能力。
24.本发明包括：阀片1、泄压帽2、弹簧3、拉环4、电弧缩短管5、熔体6、熔管7及软铜绞线8。在熔管7的一端连接有熔管帽，在熔管7上固定连接有拉环4，在熔管7的内部设有电弧缩短管5，电弧缩短管5的一端与熔管帽相连接，电弧缩短管5通过熔管帽与熔管7之间的螺纹固定在熔管帽与熔管之间，电弧缩短管5的另一端通过过第二弹簧13与熔体6焊接连接，熔体6的另一端与软铜绞线8焊接相连接。
25.如图6所示，图6是本发明中拉环结构示意图。拉环4通过环氧树脂胶固定连接在熔管7上，靠近熔管帽的一端。所述拉环的一端外部设螺纹，置于熔管帽内，二者螺纹连接。拉环的一侧还设有环形环。
26.如图2所示，是本发明中带有波纹式凸起的结构熔管结构示意图。本发明所述熔管7的内壁设有带有多个波纹式凸起9，所述波纹式凸起9为凸起的波纹状结构，并从最后一个凸起结构开始，将熔管7内部后半段设计为内径逐渐增大的梯形结构。所述熔管7内径大小根据实际熔断器的需求而定，波纹式凸起9的个数、尺寸根据实际熔断器的需求而定，所述熔管内径增长率根据实际熔断器的需求而定。所述波纹式凸起9的设计结构，可以增大电流开断中的烧蚀面积，并通过凸起结构减小与软铜绞线8之间的缝隙，堵塞弧区压强，使软铜绞线8运动超过最后一个波纹式凸起9时，可以产生更强烈的气吹，通过熔管7后半段的梯形结构，可以排除弧区更多热气，增大电弧能量耗散率。
27.如图3所示，是本发明中空心结构的电弧缩短管的结构示意图。本发明所述电弧缩短管5的内部为空心结构，其空心内径根据实际熔断器的需求而定。电弧缩短管5的开孔半径和开孔个数根据实际熔断器的需求而定，开孔位置位于电弧缩短杆顶端。所述电弧缩短管与熔体连接弹簧长度、直径和弹性系数根根据实际熔断器的需求而定。所述电弧缩短管5内部分隔为两部分空心结构，一部分带有开孔结构，另一端为开口式；电弧缩短管5内部另一部分空心结构内置有第二弹簧13，第二弹簧13的一端顶在电弧缩短管5内部另一部分空心结构的一端，第二弹簧13的另一端通过焊接方式与熔体6相连。
28.通过所述电弧缩短管5与熔体6间的第二弹簧13提高了燃弧时刻的分断速度，增大了弧区长度。当熔管内压强过大时，压强可通过空心结构的电弧缩短管5作用在泄压帽2上的阀片1位置，阀片1打开泄压，可以起到保证熔管7不会炸裂的作用。
29.如图4和图5所示，图4是本发明中带有镂空结构泄压帽的结构示意图，图5是本发明中带有弹簧阀片的带镂空结构泄压帽结构示意图。本发明所述熔管帽为镂空结构的泄压
帽2，所述泄压帽2为上小下大的空心结构，在其上部均匀设有多个开孔10，泄压帽2内上部和下部连接件之间设有通孔11，使电弧缩短杆5的空心开口一端与通孔11相对应。在泄压帽2内部顶端固定连接有弹簧3，阀片1焊接在弹簧3的另一端，与阀片相接触，熔断器组合安装后，使泄压帽2内的阀片1堵住电弧缩短杆5的空心开口处一端。所述泄压帽2的开孔大小和开孔个数根据实际熔断器的需求而定；泄压帽2内弹簧3的大小和弹性系数也需要根据实际熔断器的需求而定；泄压帽2内阀片1结构的长度、高度均需要根据实际熔断器的需求而定。
30.本发明一种新型跌落式熔断器熔管的工作原理如下：本发明提出的一种带有弹簧的电弧缩短杆结构，熔断器在正常工作时，电弧缩短杆间的第二弹簧13处于拉伸状态，当熔体熔断产生电弧，第二弹簧13收缩，提高了燃弧时刻的分断速度，保证在熄弧时刻建立起足够大的开距，介质绝缘强度快速恢复，减小了弧后断口间电弧重燃的几率；通过数值计算发现，熔管内吹弧压强与熔管壁面烧蚀效应密切相关，增强电弧对壁面的烧蚀，可提高吹弧压强，提升电流的开断能力。
31.本发明一种带有波纹式凸起的熔管内壁结构，增大了熔管内部的烧蚀面积，在燃弧过程，使更多熔管内壁产气增多，并通过波纹式凸起9的凸起结构堵塞弧区压强，使软铜绞线运动超过最后一个凸起结构时，可以产生更强烈的气吹，增大了电弧能量的利用率；通过熔管后半段的梯形结构，相比传统的直筒型熔管增大了出气通道，可以排除弧区更多热气，提高跌落式熔断器的开断能力。
32.在高跌落式熔断器开断大电流实验中，电弧能量大，加热产气材料产生的高压气体压力超出设计值很多，不能及时向尾口排出，导致上端帽与熔管的连接处承受过高应力而脱离，本发明熔管结构增大了熔管内部的烧蚀面积，为了避免熔管炸裂帽端脱离导致开断失败，压强可通过空心电弧缩短管作用到泄压帽内的阀片上，在高压的作用下，使弹簧压缩，阀片向上运动，通过帽上的镂空结构泄压，熔断器向熔管顶端和末端双向吹弧，增大了电弧能量的耗散率，当熔管内压强泄压到一定值时，阀片关闭，保证了熔管内仍有最够的压强进行吹弧将电弧熄灭，在开断小电流时，压强不足时泄压帽内阀片动作，熔断器向熔断末端吹弧，使电弧熄灭。
33.实施例2本发明又提供了一个实施例，是一种新型跌落式熔断器熔管，当实际熔断器应用在10kv配电系统时：所述熔管7内径大小根据实际熔断器的需求最小至最大范围值是：13.6mm-16mm；所述波纹式凸起9设有8个， 尺寸为：半径14mm，弧度0.28-0.33rad；所述电弧缩短管5的内部空心内径最小至最大范围值是：6mm-8mm；所述电弧缩短管5的开孔半径范围是：1.5mm-2.5mm；开孔个数是：4-6个；所述电弧缩短管与熔体连接弹簧长度、直径和弹性系数是：长度2mm-3mm、直径3mm-4mm、弹性系数0.25n/mm；所述泄压帽2的开孔大小为：长3mm-4mm，宽5mm-7mm，开孔个数是：5-6个；泄压帽2内阀片1结构的长为10mm-12mm，高度为2.5mm-3mm；其它同实施例1相同。
34.实施例3
本发明又提供了一个实施例，是一种新型跌落式熔断器熔管，当实际熔断器应用在10kv配电系统时：所述熔管7内径大小根据实际熔断器的需求是：15mm；所述波纹式凸起9设有8个，尺寸为：半径14mm，弧度0.30rad；所述电弧缩短管5的内部空心内径是：7mm；所述电弧缩短管5的开孔半径是：2mm；开孔个数是：5个；所述电弧缩短管与熔体连接弹簧长度、直径和弹性系数是：长度2.5mm、直径3.5mm、弹性系数0.25n/mm；所述泄压帽2的开孔大小是：长3.5mm、宽6mm，开孔个数为6个；泄压帽2内阀片1结构的长度、高度是：长度11mm，高度2.8mm；其它同实施例1相同。
35.实施例4本发明又提供了一个实施例，是一种新型跌落式熔断器熔管，当实际熔断器应用在10kv配电系统时：所述熔管7内径大小根据实际熔断器的需求值是：14mm；所述波纹式凸起9设有8个，尺寸为：半径14mm，弧度0.31rad；所述电弧缩短管5的内部空心内径最小至最大范围值是：6.5mm；所述电弧缩短管5的开孔半径范围是：2mm；开孔个数是：5个；所述电弧缩短管与熔体连接弹簧长度、直径和弹性系数是：长度3mm、直径4mm、弹性系数0.25n/mm；所述泄压帽2的开孔大小为：长3.8mm，宽5.5mm，开孔个数是：5个；泄压帽2内阀片1结构的长为10.5mm，高度为2.9mm。
36.其它同实施例1相同。
37.在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语
ꢀ“
连接”、“固定”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。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本发明中的具体含义。
38.本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
39.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何
修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。