CN104201042A - 固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构，包括接地层、固化成型的绝缘层、真空灭弧室、上端导体、下端导体、软连接和绝缘拉杆，所述真空灭弧室的下端分别连接软连接和绝缘拉杆，并通过软连接与下端导体相连，所述绝缘层内设有一环形的内腔屏蔽网，所述软连接及其活动范围都罩在内腔屏蔽网内，该内腔屏蔽网与下端导体固定连接。本发明的有益之处在于，将高电场转移到绝缘层内部，从而解决了极柱内腔中的电场分布不均的问题，主要是灭弧室下端与环氧及空气的三介质交界处及导电体的边缘电场值超标的问题。

Description

固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构

技术领域

    本发明涉及电力设备中的开关领域，特别是指一种固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构。

背景技术

现有的固封极柱主要由绝缘拉杆、软连接、下端导线、真空灭弧室、环氧树脂外壳及上端导体构成。由于环氧外壳接地，极柱下端内腔中主要依靠空气绝缘。受空气绝缘距离及软连接所影响，在极柱动端侧的电场分布极不均匀，电场强度容易高出空气的耐受场强，破坏产品的绝缘性能。

目前生产的固体绝缘开关中，当极柱外表面接地时，在工频电压下极柱内腔中软连接与绝缘层内壁处放电现象严重且泄露电流较大经常导致工频耐压过不了。

在专利号为CN 201210340230.3中，公开了一种固封极柱，其极柱动端侧包括有下软连接、下出线端子、绝缘拉杆。绝缘层外壳接地，真空灭弧室的极柱动端通过软连接与下出线端子及绝缘拉杆连接在一起。灭弧室下端与环氧及空气的三介质交界处场强较高，灭弧室与软连接的连接处及下出线端子的端部容易产生场强集中的问题。由于上述原因导致极柱动端侧的电场分布不均，影响固封极柱整体的绝缘性能。

在专利号为CN 201220661363.6公开公开一种固封绝缘件，该固封绝缘件包括绝缘外壳、设置于绝缘外壳内部的灭弧室及三档位开关，所述绝缘外壳两侧分别设置有上、下出线座，所述灭弧室一端连接有导电体，所述绝缘外壳的外侧喷有半导体绝缘层。由于绝缘外壳表面接地且真空灭弧室下端与进出线导体的连接并无有效的屏蔽，因此在下端极柱内腔有可能局放过大甚至产生严重的放电现象导致产品电气测试失败。

发明内容

本发明为了解决上述存在的问题，提供了一种固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构，通过设置在软连接处的内腔屏蔽网，将高电场转移到绝缘层内部，从而解决了极柱内腔中的电场分布不均的问题，主要是三介质交界处及导电体的边缘电场值超标的问题；优化了整个内腔中的电场分布，消除内腔中软连接等部位放电现象。 

本发明采用如下技术方案：固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构，包括接地层、固化成型的绝缘层、真空灭弧室、上端导体、下端导体、软连接和绝缘拉杆，所述真空灭弧室的下端分别连接软连接和绝缘拉杆，并通过软连接与下端导体相连，所述绝缘层内设有一环形的内腔屏蔽网，其特征在于，所述软连接及其活动范围都罩在内腔屏蔽网内，该内腔屏蔽网与下端导体固定连接。

优选的，所述内腔屏蔽网的上端高于真空灭弧室肩部，且上端与真空灭弧室的距离≥1mm；其下端低于绝缘拉杆中的金属与绝缘层的交界处，所述内腔屏蔽网与下端导体电接触。

进一步的，所述内腔屏蔽网与绝缘层外表面及内表面的距离≥3mm。

进一步的，所述软连接与下端导体的连接部都罩在内腔屏蔽网内。

更进一步的，所述内腔屏蔽网的外边缘设有圆翻边或圆倒角。

更进一步的，所述内腔屏蔽网上设有多个通孔。

还更进一步的，所述内腔屏蔽网上设有定位台，下端导体穿过定位台上的通孔，与软连接连接，并与内腔屏蔽网固定连接。

还更进一步的，所述内腔屏蔽网与下端导体通过螺栓锁紧固定，或为焊接固定。

还更进一步的，所述内腔屏蔽网为金属或有导电性能的半导体材料。

还更进一步的，所述绝缘层为环氧树脂。 

本发明的有益之处在于，将高电场转移到绝缘层内部，从而解决了极柱内腔中的电场分布不均的问题，主要是灭弧室下端与环氧及空气的三介质交界处及导电体的边缘电场值超标的问题；最大限度的降低了由于包胶工艺或是灭弧室操作过程中在真空灭弧室肩部出现微小气泡从而影响产品的电气性能的几率；优化了整个内腔中的电场分布，消除内腔中软连接等部位放电现象，充分利用固体绝缘材料的较高的耐受场强使得整个绝缘结构更加简单，降低产品生产成本、提高可靠性；整个设备尺寸减小，结构更为紧凑。

附图说明

图1为本发明的极柱内腔屏蔽结构的结构示意图；

图2为本发明的内腔屏蔽网的实施例一的结构示意图；

图3为本发明的内腔屏蔽网的实施例二的结构示意图；

附图标记：1、接地层；2、绝缘层；3、内腔屏蔽网；31、定位台；4、真空灭弧室；5、软连接；6、绝缘拉杆；7、下端导体；8、上端导体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构，包括接地层1、固化成型的绝缘层2、真空灭弧室4、上端导体8、下端导体7、软连接5和绝缘拉杆6。真空灭弧室4与上端导体8相连，固定在下芯上再浇注于绝缘层2内部。真空灭弧室4的下端分别连接软连接5和绝缘拉杆6，并通过软连接5与下端导体7相连形成整个导电回路，绝缘层2内设有一环形的内腔屏蔽网3。

内腔屏蔽网3的上端高于真空灭弧室4的肩部，且上端与真空灭弧室4的距离≥1mm；其下端低于绝缘拉杆6中的金属与绝缘层2的交界处，并将整个软连接5及其活动范围都罩在内腔屏蔽网3内，该内腔屏蔽网3与下端导体7固定连接，并通过与下端导体7连接在一起而固定在下芯再浇铸于绝缘层2内部。内腔屏蔽网3与下端导体7电接触。内腔屏蔽网3与绝缘层2外表面及内表面的距离≥3mm。软连接5与下端导体7的连接部都罩在内腔屏蔽网3内。由于喷涂有导体或半导体材料的接地层1的设置，使得整个导电回路与接地层1之间形成强电场区域。在真空灭弧室4下端尤其是软连接5处的电场会有明显的恶化，在软连接5边缘与绝缘层2内部之间有明显的放电现象，下端导体7在绝缘内腔中的外漏部分也会影响内部的电场分布从而导致产品局放偏大。因此将整个软连接5及其活动范围都罩在内腔屏蔽网3内，将高电场转移到绝缘层2内部，可优化极柱中的内腔的电场分布。

内腔屏蔽网3的实施例一，如图2所示，其外边缘设有圆翻边，也可设为圆倒角，以便进一步优化其在绝缘层2内的电场分布。内腔屏蔽网3上设有定位台31，下端导体7穿过定位台31上的通孔，与软连接5连接，并与内腔屏蔽网3固定连接。内腔屏蔽网3的上端高于真空灭弧室4肩部，也高出定位台31，其下端低于绝缘拉杆6中的金属与绝缘层2的交界处。内腔屏蔽网3可为单独加工后与下端导体7通过螺栓等连接在一起，也可采用金属加工后与下端导体7焊接在一起。内腔屏蔽网3为金属或有导电性能的半导体材料，可为金属加工成型或是半导体材料如具有导电性能的呢绒材料通过浇注而成，为保证其与绝缘层的浇注性能，在其表面开有通孔。绝缘层为环氧树脂。

实施例二，如图3所示，与实施例一的不同之处在于，内腔屏蔽网3的上端与定位台31平齐，略高出真空灭弧室4肩部。当真空灭弧室4的包胶工艺较为成熟时，可采用实施例二的方案，真空灭弧室4肩部屏蔽功能较差的内腔屏蔽网3结构，进一步降低成本。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.固体绝缘开关的极柱内腔屏蔽结构，包括接地层、固化成型的绝缘层、真空灭弧室、上端导体、下端导体、软连接和绝缘拉杆，所述真空灭弧室的下端分别连接软连接和绝缘拉杆，并通过软连接与下端导体相连，所述绝缘层内设有一环形的内腔屏蔽网，其特征在于，所述软连接及其活动范围都罩在内腔屏蔽网内，该内腔屏蔽网与下端导体固定连接。

2.如权利要求1所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网的上端高于真空灭弧室肩部，且上端与真空灭弧室的距离≥1mm；其下端低于绝缘拉杆中的金属与绝缘层的交界处，所述内腔屏蔽网与下端导体电接触。

3.如权利要求2所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网与绝缘层外表面及内表面的距离≥3mm。

4.如权利要求3所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述软连接与下端导体的连接部都罩在内腔屏蔽网内。

5.如权利要求1-3任一项所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网的外边缘设有圆翻边或圆倒角。

6.如权利要求1-3任一项所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网上设有多个通孔。

7.如权利要求6所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网上设有定位台，下端导体穿过定位台上的通孔，与软连接连接，并与内腔屏蔽网固定连接。

8.如权利要求7所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网与下端导体通过螺栓锁紧固定，或为焊接固定。

9.如权利要求8所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述内腔屏蔽网为金属或有导电性能的半导体材料。

10.如权利要求8所述的固体绝缘开关的极柱动端屏蔽结构，其特征在于，所述绝缘层为环氧树脂。