本發(fā)明涉及一種固封極柱及使用該固封極柱的斷路器。

背景技術：

目前，真空斷路器以其穩(wěn)定的性能受到了市場的認可，得到了廣泛的應用。固封極柱是將真空滅弧室和斷路器相關的導電零件同時嵌入到固體絕緣材料中形成極柱，使固封極柱成為一個整體的部件。作為真空斷路器的單極，固封極柱的需求量非常龐大。固封極柱由上出線座、真空滅弧室、下出線座及其它配件由環(huán)氧樹脂或其他熱塑性材料澆注而成。環(huán)氧樹脂具有優(yōu)越的電氣性能和機械性能，但是其導熱性能非常差。在額定電流2000a以下時，產(chǎn)品發(fā)熱量有限，對散熱要求不是很高，一般的固封結(jié)構都可以滿足散熱要求；在額定電流2500a及以上時，產(chǎn)品發(fā)熱大，對產(chǎn)品的散熱能力有更高的要求，市場上一般僅采用上出線座加裝散熱片提高極柱的散熱能力。由于散熱能力有限，一般需要在配套的柜體上增加風扇，提高散熱效果，但產(chǎn)品的可靠性也受到了一定影響。

授權公告日為2015年1月28日、授權公告號為cn204130435u的一篇實用新型專利公開了一種大電流自冷式真空斷路器固封極柱，該固封極柱包括固封筒，固封筒的內(nèi)腔中從上往下依次澆筑成型有上出線座、真空泡、導電柱和下出線座，下出線座包括與真空泡（即真空滅弧室）動端連接的連接部和帶有出線端的出線部，在靠近熱源處的下出線座的連接部上開設散熱孔，固封筒上也開設有與散熱孔位置相對應且相互連通的散熱通道。該大電流自冷式真空斷路器固封極柱，可以在大電流的工作環(huán)境中實現(xiàn)快速散熱，制造成本低。下出線座連接真空泡的動端而成為動端出線座。

上述的大電流自冷式真空斷路器固封極柱在固封筒和動端出線座上開設散熱通道，而動端出線座自身在使用時需要有足夠的通流能力，在動端出線座上開設軸向的貫通散熱孔會影響動端出線座的通流能力，同時開設軸向貫通散熱孔也使動端出線座的結(jié)構變得復雜，也會造成導電材料的浪費。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種固封極柱，以解決現(xiàn)有的固封極柱中由于開設散熱孔而造成動端出線座結(jié)構復雜的問題；目的還在于提供一種使用該固封極柱的斷路器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明固封極柱的技術方案是：一種固封極柱，包括設置有滅弧室、動端出線座和散熱出口的固封極柱本體，動端出線座包括出線部和與滅弧室動端移動電連接的連接部，連接部的外側(cè)固定貼設有散熱器，所述散熱器具有多個間隔布置的散熱翅片，相鄰散熱翅片形成了與所述散熱出口相通的散熱通道。

散熱器包括對稱布置于出線部左右兩側(cè)的左散熱器和右散熱器，散熱出口包括與左散熱器上的散熱通道對應導通的左散熱出口和與右散熱器上的散熱通道對應導通的右散熱出口。

固封極柱本體包括澆注于滅弧室外圍的滅弧室澆注體以及固定于散熱器外側(cè)的絕緣蓋，絕緣蓋內(nèi)周設有與散熱器的散熱翅片外周面接觸的導電涂層，滅弧室澆注體的端部與絕緣蓋之間形成所述散熱出口。

固封極柱豎向布置，動端出線座位于滅弧室的下側(cè)，散熱出口由下至上延伸并朝遠離滅弧室的方向傾斜設置。

滅弧室動端包括動觸頭和固定于動觸頭上的外周與所述連接部電連的導電塊，導電塊內(nèi)設置有沿上下方向貫穿導電塊的與所述散熱出口相通的散熱孔。

動端出線座的上端面與滅弧室支撐配合，動端出線座上設置有連通所述散熱孔的上端口與所述散熱出口的徑向通孔。

導電塊的上端為上小下大的階梯軸結(jié)構，散熱孔的上端口沿徑向橫跨階梯軸結(jié)構的大徑段和小徑段。

所述連接部內(nèi)安裝有與導電塊移動電聯(lián)的彈簧觸指和位于連接部上端和/或下端的導向套，所述導電塊的下端為與導向套導向配合的薄壁結(jié)構。

本發(fā)明斷路器的技術方案是：一種斷路器，包括固封極柱，固封極柱包括設置有滅弧室、動端出線座和散熱出口的固封極柱本體，動端出線座包括出線部和與滅弧室動端移動電連接的連接部，連接部的外側(cè)固定貼設有散熱器，所述散熱器具有多個間隔布置的散熱翅片，相鄰散熱翅片形成了與所述散熱出口相通的散熱通道。

散熱器包括對稱布置于出線部左右兩側(cè)的左散熱器和右散熱器，散熱出口包括與左散熱器上的散熱通道對應導通的左散熱出口和與右散熱器上的散熱通道對應導通的右散熱出口。

固封極柱本體包括澆注于滅弧室外圍的滅弧室澆注體以及固定于散熱器外側(cè)的絕緣蓋，絕緣蓋內(nèi)周設有與散熱器的散熱翅片外周面接觸的導電涂層，滅弧室澆注體的端部與絕緣蓋之間形成所述散熱出口。

固封極柱豎向布置，動端出線座位于滅弧室的下側(cè)，散熱出口由下至上延伸并朝遠離滅弧室的方向傾斜設置。

滅弧室動端包括動觸頭和固定于動觸頭上的外周與所述連接部電連的導電塊，導電塊內(nèi)設置有沿上下方向貫穿導電塊的與所述散熱出口相通的散熱孔。

動端出線座的上端面與滅弧室支撐配合，動端出線座上設置有連通所述散熱孔的上端口與所述散熱出口的徑向通孔。

導電塊的上端為上小下大的階梯軸結(jié)構，散熱孔的上端口沿徑向橫跨階梯軸結(jié)構的大徑段和小徑段。

所述連接部內(nèi)安裝有與導電塊移動電聯(lián)的彈簧觸指和位于連接部上端和/或下端的導向套，所述導電塊的下端為與導向套導向配合的薄壁結(jié)構。

本發(fā)明的有益效果是：在動端出線座的連接部的外側(cè)固定貼設有散熱器，動端出線座的連接部的熱量能夠傳遞至散熱器上，散熱器中相鄰兩個散熱翅片形成了散熱通道，散熱通道與散熱出口相通，能夠?qū)⑦B接部上產(chǎn)生的熱量快速釋放至固封極柱的外部，與現(xiàn)有技術相比，在實現(xiàn)對動端出線座散熱的前提下，不需要在動端出線座自身的結(jié)構進行開孔，避免了導電材料的浪費，也保證了動端出線座的通流能力，解決了動端出線座結(jié)構復雜的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明固封極柱實施例的整體結(jié)構圖；

圖2為圖1的分解示意圖；

圖3為本發(fā)明固封極柱實施例中導電塊的示意圖；

圖4為圖3的半剖圖；

圖5為本發(fā)明固封極柱實施例中下出線座的示意圖；

圖6為圖5的半剖圖；

圖7為本發(fā)明固封極柱實施例中散熱器的外側(cè)示意圖；

圖8為本發(fā)明固封極柱實施例中散熱器的內(nèi)側(cè)示意圖；

圖9為本發(fā)明固封極柱實施例中硅橡膠蓋的外側(cè)示意圖；

圖10為本發(fā)明固封極柱實施例中硅橡膠蓋的內(nèi)側(cè)示意圖；

圖11為本發(fā)明固封極柱實施例中氣流方向的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。

本發(fā)明的固封極柱的具體實施例，如圖1至圖11所示，其中，1為真空滅弧室，2為滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙，3為導電塊，4為下出線座，5為散熱器，6為硅橡膠蓋，7為絕緣拉桿。

圖1和圖2示出了本發(fā)明固封極柱的整體結(jié)構，真空滅弧室1的動觸頭12上固定連接有導電塊3，導電塊3和動觸頭12組成了真空滅弧室1的動端。導電塊3可以在下出線座4的豎直圓柱體的空腔內(nèi)滑動，滑動的同時擠壓豎直圓柱體空腔側(cè)壁上的彈簧觸指，實現(xiàn)導電塊3與下出線座4的導通。導電塊3滑動的過程中，下出線座4的位置保持不變。導電塊3的下方設有絕緣拉桿7。在豎直圓柱體的外部固定有散熱器5，散熱器5的外部固定有硅橡膠蓋6，硅橡膠蓋6與真空滅弧室1外圍的滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙2之間有一定的間隙。

圖3和圖4示出了本發(fā)明固封極柱的導電塊，其中31為外部導電面，32為散熱孔，33為內(nèi)部導電面。外部導電面31用來擠壓下出線座4豎直圓柱體內(nèi)的彈簧觸指實現(xiàn)導電，導電塊3是由銅棒機械加工而成的，導電塊3的下端外形為圓柱體而成為大徑段，圓柱體的頂部為一個小的圓柱凸臺34而成為小徑段，導電塊3的上端為上大下小的階梯軸結(jié)構，圓柱凸臺34可以增加導電塊3和下出線座4之間的空間，利于通風散熱。在導電塊3的中心加工有圓形盲孔，圓形盲孔孔壁即為內(nèi)部導電面33，內(nèi)部導電面33用來與動觸頭12接觸導電。圓形盲孔底面的中心開設有通孔，供螺栓穿過，螺栓的上端連接在動觸頭12上，另一端伸出導電塊3并在導電塊3的外部用螺母等結(jié)構緊固，導電塊3和動觸頭12依靠螺栓固定在一起。

導電塊3的下端是薄壁結(jié)構35，薄壁結(jié)構35的外側(cè)面能夠與下出線座4中的導向套導向配合，對導電塊和真空滅弧室的運動進行導向，薄壁結(jié)構35減輕了導電塊3的整體質(zhì)量，在滿足機械強度的前提下，節(jié)省銅質(zhì)材料用量。在導電塊3上設有沿平行于導電塊軸向貫穿導電塊3的散熱孔32，散熱孔32的數(shù)量為多個且沿導電塊3的周向均勻布置。散熱孔32的上端口徑向橫跨導電塊的下方外徑較大的大徑段和上方外徑較小的小徑段。

圖5和圖6示出了下出線座4的結(jié)構。下出線座4是銅質(zhì)鑄件，由一個豎直圓柱體41和一個水平圓柱體44構成，水平圓柱體44一端是規(guī)則的圓形端面，用來連接出線側(cè)一次回路，另一端與豎直圓柱體41相交，豎直圓柱體41的內(nèi)部為同軸的通孔，導電塊3可以在通孔內(nèi)滑行，通孔側(cè)壁上開設有彈簧觸指安裝槽45，通孔下端的側(cè)壁上還開設有導向套安裝槽48，彈簧觸指安裝槽45的數(shù)量為多個且沿豎直圓柱體41的軸向間隔分布。在豎直圓柱體41上部的側(cè)壁上還開設有水平貫穿豎直圓柱體41的徑向穿孔42。豎直圓柱體41的上端面為真空滅弧室支撐面46，真空滅弧室支撐面46為平面，用來與真空滅弧室1支撐配合。在豎直圓柱體41的上部還設有圓環(huán)薄壁結(jié)構47，安裝時，圓柱薄壁結(jié)構47與真空滅弧室1的側(cè)壁硅膠過盈配合，在環(huán)氧樹脂澆注時起到密封的作用。在豎直圓柱體41的外周面上還開設有螺紋孔43，用來安裝散熱器5。

圖7和圖8示出了散熱器5的結(jié)構。散熱器5為鋁制鑄件。散熱器5由圓弧基座和圓弧基座上的散熱翅片54組成的。圓弧基座為圓弧形狀的薄片，薄片內(nèi)側(cè)與下出線座4的豎直圓柱體41的外側(cè)接觸，用于傳遞熱量，在圓弧基座的外部安裝有多個散熱翅片54，散熱翅片54的軸向長度大于圓弧基座的軸向長度而形成了多個通氣柵格55。散熱翅片54沿散熱器5軸向延伸，散熱翅片54的數(shù)量為多個且沿真空滅弧室1的周向間隔布置，相鄰兩個散熱翅片54之間形成了散熱通道。在散熱器5還設有水平貫穿圓弧基座和散熱翅片54的散熱器散熱孔51。在散熱器5的圓弧基座上還設有螺釘安裝孔53。在散熱器5的散熱翅片54上固定有硅橡膠蓋安裝板52，硅橡膠蓋安裝板52向兩側(cè)伸出，用于安裝硅橡膠蓋。本實施例中，散熱器5的數(shù)量為兩個，分別為左散熱器和右散熱器，左散熱器和右散熱器對稱設于水平圓柱體44的兩側(cè)。

圖9和圖10示出了硅橡膠蓋6的結(jié)構。硅橡膠蓋6為圓弧曲面狀結(jié)構，圓弧半徑與散熱器5一致以保證安裝時硅橡膠蓋6的內(nèi)面62與散熱翅片54的外周面接觸。在硅橡膠蓋6的兩端固定有掛鉤63，安裝時，將硅橡膠蓋安裝板52卡入掛鉤63的凹槽內(nèi)使硅橡膠蓋6固定在散熱器5上。硅橡膠蓋6的內(nèi)面62涂覆有導電涂層，與散熱器5接觸后實現(xiàn)散熱器5、下出線座4和硅橡膠蓋6內(nèi)面處于相同電位。61為硅橡膠蓋6的外面。

安裝時，首先將下出線座4與真空滅弧室1及其他的澆筑嵌件用環(huán)氧樹脂澆注在一起，澆注之前留出硅橡膠蓋6的安裝位置，然后將彈簧觸指（圖中未畫出）安裝在彈簧觸指安裝槽45內(nèi)，將導向套（圖中未畫出）安裝在導向套安裝槽48內(nèi)，使導電塊3的內(nèi)部導電面33與動觸頭12形成導電靜連接，導電塊3的外部導電面31與下出線座形成導電動連接。安裝后，散熱孔32和徑向穿孔42連通。將散熱器5固定在下出線座4的豎直圓柱體41的外部，安裝時，使徑向穿孔42和散熱器散熱孔51處于同一高度并對應安裝。在散熱器5的外部固定硅橡膠蓋6使內(nèi)面62與散熱翅片54接觸。安裝后，硅橡膠蓋6和滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙2之間有一定的間隙，該間隙與散熱孔32、徑向穿孔42和散熱器散熱孔51相通，同時該間隙與散熱翅片54之間的散熱通道也相通。間隙是由滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙2的裙褶的下表面和硅橡膠蓋6構成的，裙褶的下表面傾斜向上設置，能夠?qū)τ砷g隙通過的氣流進行導向，使氣流向上流動，加快氣體流動，達到更好的散熱效果。本實施例中，間隙即為散熱出口11，由圖可以看出，散熱出口11由下至上延伸并朝遠離真空滅弧室1的方向傾斜設置。

圖11示出了本發(fā)明固封極柱氣流方向，其中，第一氣流通道8是絕緣拉桿7和下出線座下部腔體之間的間隙，第二氣流通道9是固封極柱澆注時預留的通氣孔，第三氣流通道10為散熱翅片之間的散熱通道，即散熱器的散熱通道，散熱出口11為硅橡膠蓋和滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙之間的間隙。散熱出口11包括左散熱出口和右散熱出口，左散熱出口與左散熱器的散熱通道導通，右散熱出口與右散熱器的散熱通道導通。第一散熱路徑包括散熱孔32、徑向穿孔42和散熱器散熱孔51，第二散熱路徑包括第三氣流通道10，第一散熱路徑和第二散熱路徑均連通固封極柱下部腔體和固封極柱外部，第一散熱路徑和第二散熱路徑共用散熱出口11。實際工況下，溫度較低的氣體從固封極柱的底部進入經(jīng)過導電塊和散熱翅片后升溫，形成高溫氣體，從散熱出口11排出，散熱完成。

本實施例中，硅橡膠蓋即為絕緣蓋，下出線座即為動端出線座，下出線座的豎直圓柱體即為連接部，水平圓柱體即為出線部，第三氣流通道10即為相鄰的散熱翅片形成的散熱通道。滅弧室環(huán)氧樹脂傘裙即為澆注于滅弧室外圍的滅弧室澆注體。本實施例中，真空滅弧室即為滅弧室。本實施例中，固封極柱本體包括滅弧室、動端出線座、散熱出口、滅弧室澆注體和絕緣蓋。

本實施例中，導向套安裝在下出線座的下端，在其他實施例中，導向套可以安裝在下出線座的上端或同時安裝在上端和下端。

在其他實施例中，可以只保留散熱器的散熱通道，取消導電塊的散熱孔、下出線座的徑向穿孔和散熱器的散熱器散熱孔。

在其他實施例中，散熱孔、徑向穿孔、散熱器散熱孔的形狀可以根據(jù)實際情況進行改變，如為了能夠加長溫度較低的氣體的流動行程而將散熱孔做成互相連通的多段。

在其他實施例中，可以用環(huán)氧樹脂代替硅橡膠蓋，同時在下出線座豎直圓柱體和真空滅弧室的交匯處的環(huán)氧樹脂開設通孔形成散熱出口。

本發(fā)明斷路器的具體實施例，斷路器包括固封極柱，所述固封極柱的結(jié)構與上述固封極柱實施例的結(jié)構一致，其內(nèi)容在此不再贅述。