專利名稱：真空開關(guān)管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電開關(guān)領(lǐng)域并且可應(yīng)用于真空開關(guān)管的設(shè)計構(gòu)造，真空開關(guān)管的殼體包繞兩個可相對移動的觸頭并具有兩個相互同心設(shè)置的相同直徑的陶瓷絕緣子，其中，這兩個陶瓷絕緣子通過一個設(shè)計為開關(guān)箱的中間連接金屬件真空密封地相互連接。
在一種已公知的真空開關(guān)管中，所述兩個觸頭設(shè)計成所謂的軸向-磁場-觸頭，該觸頭設(shè)計為罐形并分別配備有一個導(dǎo)流接線柱，且可相對地軸向移動一預(yù)定的開關(guān)行程。每一個導(dǎo)流接線柱分別被其中一個陶瓷絕緣子包圍，并且在將陶瓷絕緣子連接起來的該金屬部件上固定有圓柱形的蒸汽屏。該真空開關(guān)管的結(jié)構(gòu)使得即便在觸頭的直徑較大時，陶瓷絕緣子的內(nèi)徑也比開關(guān)箱的內(nèi)徑小。在這種情況下，相宜地將開關(guān)箱設(shè)計為沿軸向可分開。這種真空開關(guān)管特別適合于應(yīng)用在中壓(15至36kV)開關(guān)設(shè)備中(參見德國專利DE197 13 478 C1)。
從一種具有權(quán)利要求1前序部分特征的真空開關(guān)管出發(fā)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于改進(jìn)這種真空開關(guān)管，以使之也可應(yīng)用于高壓領(lǐng)域、亦即應(yīng)用于工作電壓大于60kV(例如72kV，84kV)的場合。
上述技術(shù)問題按照本發(fā)明是這樣來解決的，即，第一個陶瓷絕緣子和第二個陶瓷絕緣子分別同心并緊鄰地與另一個相同類型的陶瓷絕緣子相配置，其中，這些相鄰的陶瓷絕緣子分別通過一個中間連接金屬件相互真空密封地連接，另外在這些中間連接金屬件上分別固定有一個圓柱形蒸汽屏，并且所有的蒸汽屏都沿軸向相互間隔設(shè)置。
這樣一種真空開關(guān)管的優(yōu)點(diǎn)在于，在其結(jié)構(gòu)體積很小的情況下就能實現(xiàn)所需的介電強(qiáng)度，并且采用通常用于制造中壓開關(guān)管的加工制造裝置就能生產(chǎn)出來。通過將所有的蒸汽屏構(gòu)造成圓柱形并通過沿軸向?qū)盈B設(shè)置它們，所有的陶瓷絕緣子的直徑可選擇得相對較小并且在一個72kV的真空開關(guān)管上可約為130mm。真空開關(guān)管在本身斷路間隔(觸頭間距)部位處所需的擴(kuò)寬對陶瓷絕緣子的直徑?jīng)]有任何影響，因為在該部位處采用了一個金屬開關(guān)箱，相宜地可以是一個銅制開關(guān)箱。該開關(guān)箱可制成肚腹形，以使其邊緣可真空密封地與相鄰的直徑更小的陶瓷絕緣子連接。
為真空開關(guān)管的功能著想同時考慮到較大直徑的陶瓷絕緣子所需成本更高，比較有利的是，所有陶瓷絕緣子的內(nèi)徑最大等于觸頭的外徑加上一次開關(guān)行程，并且設(shè)計成開關(guān)箱的金屬件的內(nèi)徑最大等于觸頭的外徑加上二次開關(guān)行程。在此，通過采用軸向-磁場-觸頭可使開關(guān)箱的直徑相對較小。
如果要將這種新型的真空開關(guān)管用于72kV以上的電壓范圍，則通過同心設(shè)置更多的同類型的陶瓷絕緣子并分別用一個帶有圓柱形蒸汽屏的金屬件將各陶瓷絕緣子連接起來實現(xiàn)真空開關(guān)管的延長即可。
真空開關(guān)管具有四個同心設(shè)置的陶瓷絕緣子和在它們之間嵌接的金屬件并且在金屬件上還固定有蒸汽屏，這本身早就是公知的。在已公知的應(yīng)用在中壓(34kV)范圍內(nèi)的這樣一種真空開關(guān)管中，其中的蒸汽屏構(gòu)造成錐形并沿開關(guān)管的軸向相互重疊。陶瓷絕緣子由此會具有較大的直徑(參見US3,792,214A)。業(yè)已公知的還有，可在高壓(72kV)真空開關(guān)管上采用由三個位于漂浮電位上的屏蔽件組成的蒸汽屏蔽系統(tǒng)。其中，為觸頭采用螺旋形的電極，必要時可能還要另外采用一個外部磁線圈。在這樣一種真空開關(guān)管中，陶瓷絕緣子具有230mm的較大直徑(參見雜志IEEE Transactions on PowerApparatus and Systems，Vol.PAS-99，No.2 March/April 1980，第658至666頁)。
本發(fā)明這種新型真空開關(guān)管的一種實施形式示出在唯一的一個附圖
中。
圖中所示真空開關(guān)管1具有一個觸頭裝置，它由軸向可移動的動觸頭2和靜觸頭3組成，其中，這些觸頭分別配備有一根導(dǎo)流接線柱4或5。這些觸頭2和3可按公知的方式設(shè)計成罐形的軸向-磁場-觸頭(EP 0 155 376C1)。
所述觸頭裝置被包括在一個真空密封的殼體6內(nèi)，該殼體6由一個包圍觸頭的金屬開關(guān)箱67，向上連接的陶瓷絕緣子64和63以及一塊蓋板61和向下連接的陶瓷絕緣子65和66以及一塊蓋板62組成。作為殼體的部件還有一個波紋管68，它設(shè)置在動觸頭2的導(dǎo)流接線柱4和端板61之間。與所述殼體連接的有屏蔽件70和73，它們固定在開關(guān)箱67的邊緣上，另外還有屏蔽件72和75，它們被包括在陶瓷絕緣子63和端板61之間或者端板62與陶瓷絕緣子66之間的真空密閉連接段內(nèi)。最后與所述殼體連接的還有屏蔽件71和74，它們固定在分別設(shè)置在兩個相鄰的陶瓷絕緣子之間的環(huán)形的金屬部件上。
這些相互鄰接的殼體部件相互間以及與兩個導(dǎo)流接線柱真空密封地焊接。
蒸汽屏70至75分別設(shè)計成圓柱形并具有卷邊。這些分別與所述兩個陶瓷絕緣子相配置的蒸汽屏沿軸向分層設(shè)置，從而在它們之間留有間距A1和A2。
對于動觸頭2設(shè)有一個開關(guān)行程S，該行程在72kV的真空開關(guān)管上約有40mm。
陶瓷絕緣子63至66具有相同的直徑D2并且在圖示實施方式中還有相同的長度。但它們也可以具有不同的長度。與觸頭的外徑D1相比，陶瓷絕緣子的內(nèi)徑D2小于觸頭的外徑D1加上一次開關(guān)行程S。所述開關(guān)箱67的內(nèi)徑D3無需大于觸頭的外徑D1加上二倍開關(guān)行程S。
基于蒸汽屏的圓柱形形狀和通過采用一個肚腹形的開關(guān)箱，該真空開關(guān)管總體上顯得很細(xì)長，它只有較小的結(jié)構(gòu)體積并因此無需很大耗費(fèi)就能使之排氣。構(gòu)成所述殼體的金屬部件和陶瓷絕緣子可構(gòu)造并設(shè)置成這樣，即，使得所有有關(guān)真空開關(guān)腔室的殼體的焊接工作僅僅在一個工序中就可完成。在這種情況下可放棄采用一個泵推桿來負(fù)責(zé)開關(guān)管的排氣。這有助于增強(qiáng)開關(guān)管的介電強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種真空開關(guān)管，它具有一殼體，該殼體包繞兩個設(shè)計成軸向-磁場-觸頭的觸頭(2，3)，這兩個觸頭可沿軸向相對移動一個預(yù)定的開關(guān)行程(S)并分別配備有一根導(dǎo)流接線柱，該殼體內(nèi)具有一個第一陶瓷絕緣子(64)和一個與之同心設(shè)置的具有相同直徑(D2)的第二陶瓷絕緣子(65)，其中，各陶瓷絕緣子分別包圍一個導(dǎo)流接線柱(4，5)，并且所述兩個陶瓷絕緣子的端側(cè)相互間通過一個設(shè)計成開關(guān)箱的中間連接用金屬件(67)真空密封地相互連接在一起，在所述中間連接金屬件上固定有圓柱形的蒸汽屏(70，73)，所述陶瓷絕緣子的內(nèi)徑(D2)小于開關(guān)箱的內(nèi)徑(D3)，其特征在于，第一個陶瓷絕緣子(64)和第二個陶瓷絕緣子(65)分別同心并緊鄰地與另一個相同類型的陶瓷絕緣子(63，66)相配置，其中，這些緊鄰的陶瓷絕緣子(63，64；65，66)分別通過一個中間連接金屬件(76，77)相互真空密封地連接，在這些中間連接金屬件(76，77)上分別固定有一個圓柱形蒸汽屏(71，74)，并且所有的蒸汽屏(70，71，72，73，74，75)都沿軸向相互間隔(A1，A2)設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)管，其特征在于，所有陶瓷絕緣子的內(nèi)徑(D2)最大等于觸頭的外徑(D1)加上一次開關(guān)行程(S)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的真空開關(guān)管，其特征在于，所述設(shè)計成開關(guān)箱的金屬件(67)的內(nèi)徑(D3)最大等于觸頭的外徑(D1)加上二次開關(guān)行程(2S)。
全文摘要
一種新型的真空開關(guān)管在一個金屬開關(guān)箱(67)的兩側(cè)分別具有兩個相同直徑(D2)的陶瓷絕緣子。在這些部件的翼側(cè)固定有一些沿軸向相互間隔(A1)設(shè)置的圓柱形的蒸汽屏(70，73，71，74)。這樣一種結(jié)構(gòu)體積小且容易制造的開關(guān)管結(jié)構(gòu)可用于控制60kV以上的工作電壓。
文檔編號H01H33/662GK1432183SQ01810369
公開日2003年7月23日 申請日期2001年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者羅曼·倫茲 申請人:西門子公司