CN88103210A - 带有封装壳的真空开关管 - Google Patents

Abstract

1.具有封装壳的真空开关管。

2.1真空开关管的外壳在因短路电流而过载情况下，应具有较高的耐用度。

2.2真空开关管的封装壳用树脂浸渍过的线材或带材以及绝热层构成。绝热层位于线材或带材构成的卷绕体与开关管管壁之间。绝热层可以是用陶瓷—毡或Aramid纤维制成的模压件，例如，半壳形模压件。

2.3改进的真空开关管适用于有矿井瓦斯或爆炸危险的环境中。

Description

带有封装壳的真空开关管

本发明涉及一种带有封装壳的真空开关管，其封装壳有一个用合成树脂浸渍过的线材或带材制成的卷绕体。这种类型的真空开关管，例如已公开在联邦德国实用新型说明书第8508473号之中。该开关管尤其适用于有矿井瓦斯或爆炸危险的环境中。封装壳的任务是，在真空开关管过载或漏泄而失效，并因此而释放出大量热量的情况下，防止点燃爆炸性气体混合物。真空开关管过载或漏泄时产生的热量要比正常开关过程中产生的热量大得多。由于故障电流会造成开关管内金属零件的熔化和蒸发，所以封装壳内部要受到很大的压应力的作用。

本发明所述的方案，可以提高上述类型的封装壳在故障情况下的耐用度。其措施是在卷绕体与开关管管壁之间加一层热绝缘层。该绝缘层可以用具有所需性能的，公知的无机材料或有机材料制成。建议采用的热绝缘层是用绝缘材料制成的成型件。这样可以很容易保证真空开关管四周的绝热层都具有相同的厚度。按照本发明所述，最好将上述成型件制成与真空开关管的外形相符合的半壳形，这样可以使真空开关管的制造简单化。

如上所述，可以使用各种不同的无机材料或有机材料作为绝缘层。实践证明，采用陶瓷-毡制成的绝缘层具有良好的电气绝缘性和热绝缘性。某些人造纤维也可用来制造绝缘层。例如一种比较成功的绝缘层是用Aramid（商品名叫Kevlar）纤维制成的。

用树脂浸渍过的线材或带材制成的卷绕体有一种本能，即正与水或水蒸汽接触时，会有极微量的水分进入卷绕体内部，并渗透到真空开关管的表面。这样一来，真空开关管的介电强度比没有封装壳的开关管的介电强度差。按照本发明的一种改进，可以避免出现上述现象。即在热绝缘层与真空开关管的绝缘部分相接触的一面采用一种憎水性浸渍剂。这样就可以防止渗入卷绕体内部的水分进入热绝缘层并在该处聚集。而在热绝缘层上面的卷绕体内所含的技术上无法消除的水分，不会对所封装的真空开关管的绝缘性能产生有害影响。

作为绝热层局部防水处理的代替或补充，还可以将绝热层制成由具有耐热性和低导热性的颗粒和硬化的合成树脂构成的复合材料制品。这种绝热层具有足够的热绝缘性能，并且在潮湿负荷下是稳定的。

在前述公知的封装壳上还装有一个金属罩，其作用是加强开关管的金属园柱壳。这种金属罩使用在本发明中也是很有利的。一种最佳的结构方案是，让绝热层包围住这个附加的金属部件。建议这个金属部件不但要盖住真空开关管的开关室中段，同时也要盖住金属凸缘的端部，因为端部也可能会出现升高热负荷的问题。

下面对照附图所示的实例对本发明作进一步的说明。图1所示的是一个真空开关管的纵向剖面图，图2和图3所示的是呈半壳形的热绝缘层。

在图1中，真空开关管1在其中段有一个用金属制成的开关室2，该室同时构成屏蔽罩。如图1所示，在开关室2内有两个呈连接状态的开关触点3和4，其中开关触点3装在一根一端露在开关管端部之外的支承杆5上，支承杆5可以按双向箭头6所示方向往复移动，以达到通路或断路的目的。膜盒7的作用是以公知的方式，一方面保证支承杆可以移动，另一方面保证开关管内部始终处于真空状态。下部开关触点4与另一个支承杆10连在一起，并固定不动。在中部金属室2的两头装有陶瓷管11和12，这两个陶瓷管构成了开关管连接点之间的绝缘。

为了在有矿井瓦斯或爆炸危险的环境中安全地使用开关管，还设有一个封装壳13，其各部分见下面所述。

首先，开关管1在其端部的连接件8和9上带有金属罩14和15，该金属罩例如可以用铜板或黄铜板制成。一个类似的罩或盖16包在开关管1的中部开关室2的外面。金属部件14，15和16的作用是通过其附加的热容量，避免在故障情况下出现急剧的表面温升。热负荷产生的原因是由于受未熄灭的电弧的作用或其影响而形成的熔融态金属造成的。在开关管的其余表面以及上述的金属部件的表面上均复盖用陶瓷-毡制成的绝缘层17，该绝缘层构成了开关管全部表面的有效绝热层。该绝热层在开关室2的两端的形状，用由绝缘材料制成的衬套20和21车削加工而成。其具体结构见前述的联邦德国实用新型说明书第8508473号。封装壳13的外层是一个用树脂浸渍的线材或带材所构成的卷绕体22。在端面装有用固态绝缘材料制成的封盖23和24，以使卷绕体带有光滑的端面，同时使绝缘层与外界隔开。

作为真空开关管绝热层的陶瓷-毡层也可以采用类似的方式制成与真空开关管外形不同的其他结构形状，特别是采用贯通式园柱形壳。封装壳的结构形状例如可以参见联邦德国展出专利说明书第3507949号。在此类结构中建议在端面使用金属罩14和15。在这种开关管上也可以以类似的方式用一个具有良好导热性的金属罩，例如用铜或黄铜制成的环套将中部的金属凸缘防护起来。

绝热层除了可以使用陶瓷-毡制作外，还可以使用其他合适的材料制作。采用Aramid（商品名称Kevlar）纤维制作的绝热层的效果最佳。

图2所示的是作为所述的绝热层的一个组成部分的半壳。整个绝热层是由两个相同的半壳25构成的。如图所示，半壳是按照图1所示的真空开关管的外部形状制成的，因此两个半壳25可以紧贴在真空开关管的表面上。为了简化起见，图中所示半壳25的上下两端呈锥形收口，与图1中所示的阶梯状收口有所不同。半壳25由陶瓷-毡压制而成，它具有一定的孔隙，因此可以吸收水分。为了避免吸入水分，要对半壳25的整体或局部浸渍树脂，以减少或消除孔隙。既可以对作为另件而制成的各个半壳分别浸渍，也可以在装上图1中的卷绕体22之前直接浸渍。用这种方式还可以使半壳与真空开关管1的绝缘体连在一起，这种结构有利于安装的介电性能。浸渍的部位也应当包括与绝缘体11、12相接触的园柱形部分26和27，因为此处对介电性能的要求较高。因此绝缘层和半壳25作为复合材料制品用耐热和导热性差的材料颗粒和粘接剂制成。

图3中所示的半壳30的形状基本上和图2中的半壳25一样。其区别是该半壳没有锥形或阶梯形的端部。当真空开关管1的端头的热负荷强度较低时，这种结构是可以满足要求的。在直径较大的中段31的上部有一个突起32，其作用是容纳真空开关管通常所带有的抽气口。将两个形状相同的半壳30合在一起即可构成容纳真空抽气口所需的空腔。其中未充满的空间可以用一种绝热材料，例如用制造半壳的陶瓷-毡填充。与半壳25不同，半壳30只在其上部园柱形部分33的部位，和下部园柱形部分34的端部进行防潮处理。为此可以用局部浸渍处理，使浸渍剂渗到绝缘颗粒之间。防止这些部位吸收水分。在图1中，需浸渍的表面是用代表浸渍剂的点35表示的。这就使接触陶瓷绝缘体11和12（图1）的绝热层部分得到保护。因为该处在工作中有最大的电场强度。

建议在将半壳25和30装到卷绕体22上之前先用一个环套36固定在真空开关管1上。其固定位置尤其应选在半壳紧靠陶瓷绝缘体11和12的部位。这种结构同样有利于成品封装壳的介电性能。

Claims (8)

1、真空开关管，具有一个封装壳，封装壳具有用树脂浸渍的线材或带材制成的卷绕体，其特征是，在卷绕体(22)和开关管(1)的管壁之间设有一层绝热层(17)。

2、如权利要求1所述的真空开关管，其特征是，绝热层用绝缘材料模压件（25、30）构成。

3、如权利要求2所述的真空开关管，其特征是，模压件制成形状与真空开关管（1）的形状相吻合的半壳（25、30）。

4、如权利要求1所述的真空开关管，其特征是，绝缘层（17）用陶瓷-毡制成。

5、如权利要求1所述的真空开关管，其特征是，绝热层（17）用Aramid（商品名称Kevlar）纤维制成。

6、如权利要求1所述的真空开关管，其特征是，与真空开关管的绝缘件（11、12）相接触的绝热层（半壳30）的部位（33、34）含有防潮浸渍剂。

7、如权利要求1所述的真空开关管，其特征是，绝热层（17、25、30）由耐热的和具有低导热性的颗粒和硬化的树脂制成。

8、如权利要求1、2或3所述的真空开关管，其特征是，绝热层（17）包在附加的金属部件（14、15、16）外面，设置金属部件的目的是增加故障情况下真空开关管（1）的受强烈热负荷部位的热容量。

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