一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器，包括有導(dǎo)電部分、夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置，導(dǎo)電部分包括有下導(dǎo)電盤、鋁筒和銅襯套，驅(qū)動(dòng)裝置包括有石蠟圓柱體，鋁筒套在石蠟圓柱體的外側(cè)，在石蠟圓柱體中間放置有雷管和炸藥，夾持機(jī)構(gòu)的中間部分套在鋁筒的外面，夾持機(jī)構(gòu)與鋁筒接觸的部分內(nèi)壁為多個(gè)楔形空隙結(jié)構(gòu)，銅襯套固定在夾持機(jī)構(gòu)的上端外側(cè)，并與鋁筒的上端接觸壓接在一起，下導(dǎo)電盤通過夾持機(jī)構(gòu)固定在鋁筒的下端并與鋁筒接觸壓接在一起。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎、開斷電流大、開斷電壓高、開斷速度快和分?jǐn)嗫煽啃愿叩葍?yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)是通過連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使動(dòng)觸頭經(jīng)過一定行程實(shí)現(xiàn)觸頭閉合并使儲(chǔ)能彈簧完成儲(chǔ)能，為開關(guān)分?jǐn)嘧龊脺?zhǔn)備，一旦開關(guān)需要分?jǐn)?，脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作，儲(chǔ)能彈簧迅速釋放使開關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭快速脫離實(shí)現(xiàn)開關(guān)分?jǐn)?，這種使用彈簧作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)，開斷電流較小、分?jǐn)嗨俣嚷铱煽啃韵鄬?duì)較低。此外，雖然目前用在EAST核聚變裝置中作為超導(dǎo)磁體失超后備保護(hù)開關(guān)的新型爆炸斷路器，具有可長期承載和開斷大電流且分?jǐn)嗫煽啃愿叩忍攸c(diǎn)，但最大缺點(diǎn)是開斷電壓較低，只有2 kV左右。而隨著未來大型核聚變裝置的發(fā)展要求，不僅要求其失超后備保護(hù)開關(guān)承載的電流更大，而且開斷電壓更高，達(dá)到20 kV以上?？梢?，目前市場(chǎng)上現(xiàn)有的機(jī)械開關(guān)和爆炸開關(guān)都不能滿足要求，必須依靠自己的力量進(jìn)行設(shè)計(jì)和研制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器，包括有導(dǎo)電部分、夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置，所述的導(dǎo)電部分包括有下導(dǎo)電盤、鋁筒和銅襯套，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括有石蠟圓柱體，所述的鋁筒套在石蠟圓柱體的外側(cè)，在石蠟圓柱體中間放置有雷管和炸藥，夾持機(jī)構(gòu)的中間部分套在鋁筒的外面，夾持機(jī)構(gòu)與鋁筒接觸的部分內(nèi)壁為多個(gè)楔形空隙結(jié)構(gòu)，所述的銅襯套固定在夾持機(jī)構(gòu)的上端外側(cè)，并與鋁筒的上端接觸壓接在一起，所述的下導(dǎo)電盤通過夾持機(jī)構(gòu)固定在鋁筒的下端并與鋁筒接觸壓接在一起。
[0005]所述的夾持機(jī)構(gòu)包括有鋼堵頭、鋼錐體、鋼襯套、環(huán)氧圓柱筒、楔形絕緣切割塊和鋼蓋，將多個(gè)楔形絕緣切割塊組合構(gòu)成筒體并套在鋁筒外側(cè)，楔形絕緣切割塊的楔形端部朝向內(nèi)側(cè)且抵住鋁筒外壁，環(huán)氧圓柱筒套在楔形絕緣切割塊的外側(cè)用來固定住楔形絕緣切割塊外端，使得鋁筒與楔形絕緣切割塊間形成許多空隙，所述銅襯套固定在環(huán)氧圓柱筒的上端外側(cè)，所述的鋼蓋與銅襯套固定連接且位于鋁筒的上方，所述的鋼襯套固定在環(huán)氧圓柱筒下端外側(cè)，并與鋼堵頭、鋼錐體一起將下導(dǎo)電盤固定，鋁筒的上端部通過鋼蓋與銅襯套接觸壓接在一起，鋁筒的下端部通過鋼堵頭、鋼錐體和鋼襯套與下導(dǎo)電盤接觸壓接在一起。
[0006]根據(jù)開斷電壓的高低，選擇長度不同的金屬圓筒，這樣空隙就會(huì)不同，適應(yīng)開斷不同的電壓等級(jí)，并可根據(jù)流過電流的大小選擇鋁筒的厚度。
[0007]這種開斷大電流的爆炸式斷路器的基本工作原理是利用雷管和炸藥在爆炸時(shí)產(chǎn)生的巨大爆轟波壓力下，推動(dòng)周圍的石蠟對(duì)鋁筒壁產(chǎn)生同樣大的壓力，在楔形的絕緣切割環(huán)的作用下使筒壁在許多薄弱處被斷開，開斷了電路，同時(shí)使石蠟流入空隙中，使得空隙電弧迅速熄滅，開關(guān)的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度迅速恢復(fù)，每個(gè)空隙可承受的電弧電壓約為0.5?1.0kV，多個(gè)空隙瞬間可產(chǎn)生很高電壓使開關(guān)完全斷開。
[0008]需要說明的是在鋁筒內(nèi)設(shè)石蠟圓柱體有兩個(gè)重要作用:一是它作為媒介傳遞了爆轟波產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，使筒壁斷開實(shí)現(xiàn)了電路的開斷;二是作為冷卻介質(zhì)，使通過大電流作為導(dǎo)體的筒壁不致產(chǎn)生較高溫升，另外筒壁斷開后它迅速流入斷開的間隙處，使開斷后產(chǎn)生的電弧立刻媳滅，提尚了開關(guān)的開斷能力。
[0009]由于本爆炸式斷路器設(shè)備是全密閉的，爆炸后對(duì)周圍環(huán)境幾乎沒有任何污染，并且噪聲污染小，內(nèi)部充滿了石蠟物質(zhì)很好的解決了導(dǎo)體的發(fā)熱問題。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、新穎、開斷電流大、開斷電壓高、開斷速度快和分?jǐn)嗫煽啃愿叩葍?yōu)點(diǎn);這種大功率爆炸式斷路器不僅可作為失超后備保護(hù)開關(guān)用于核聚變裝置中，而且在電力系統(tǒng)中作為保護(hù)開關(guān)有著廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為爆炸前局部放大圖。
[0013]圖3為爆炸后局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器，包括有導(dǎo)電部分、夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置，所述的導(dǎo)電部分包括有下導(dǎo)電盤1、鋁筒7和銅襯套10，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括有石蠟圓柱體8，所述的鋁筒7套在石蠟圓柱體8的外側(cè)，在石蠟圓柱體8中間放置有雷管11和炸藥9，夾持機(jī)構(gòu)的中間部分套在鋁筒7的外面，夾持機(jī)構(gòu)與鋁筒7接觸的部分內(nèi)壁為多個(gè)楔形空隙結(jié)構(gòu)，所述的銅襯套10固定在夾持機(jī)構(gòu)的上端外側(cè)，并與鋁筒7的上端接觸壓接在一起，所述的下導(dǎo)電盤I通過夾持機(jī)構(gòu)固定在鋁筒7的下端并與鋁筒7接觸壓接在一起。
[0015]所述的夾持機(jī)構(gòu)包括有鋼堵頭2、鋼錐體3、鋼襯套4、環(huán)氧圓柱筒5、楔形絕緣切割塊6和鋼蓋12，將多個(gè)楔形絕緣切割塊6組合構(gòu)成筒體并套在鋁筒7外側(cè)，楔形絕緣切割塊6的楔形端部朝向內(nèi)側(cè)且抵住鋁筒7外壁，環(huán)氧圓柱筒5套在楔形絕緣切割塊6的外側(cè)用來固定住楔形絕緣切割塊6外端，使得鋁筒7與楔形絕緣切割塊6間形成許多空隙，所述銅襯套10固定在環(huán)氧圓柱筒5的上端外側(cè)，所述的鋼蓋12與銅襯套10固定連接且位于鋁筒7的上方，所述的鋼襯套4固定在環(huán)氧圓柱筒5下端外側(cè)，并與鋼堵頭2、鋼錐體3—起將下導(dǎo)電盤I固定，鋁筒7的上端部通過鋼蓋12與銅襯套10接觸壓接在一起，鋁筒7的下端部通過鋼堵頭2、鋼錐體3和鋼襯套4與下導(dǎo)電盤I接觸壓接在一起。
[0016]爆炸式斷路器開斷的基本工作過程是:如圖2、3當(dāng)磁體失超信號(hào)到達(dá)雷管11觸發(fā)裝置時(shí)，雷管11觸發(fā)單元立刻發(fā)出起爆信號(hào)引爆雷管11和炸藥9，在爆炸產(chǎn)生的巨大爆轟波13壓力下，炸藥爆炸后形成的爆轟波13產(chǎn)生巨大的壓力，推動(dòng)周圍介質(zhì)石蠟圓柱體對(duì)鋁筒7徑向地向外施加壓力，在楔形絕緣塊6的作用下使筒壁在多處被切斷，同時(shí)使石蠟流入各個(gè)空隙中，多個(gè)空隙中電弧迅速熄滅，使得斷路器完全斷開并產(chǎn)生很高電壓。如附圖2所示的為爆炸式斷路器爆炸前后的形狀對(duì)照示意圖。
[0017]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明專利保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器，其特征在于:包括有導(dǎo)電部分、夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置，所述的導(dǎo)電部分包括有下導(dǎo)電盤、鋁筒和銅襯套，所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括有石蠟圓柱體，所述的鋁筒套在石蠟圓柱體的外側(cè)，在石蠟圓柱體中間放置有雷管和炸藥，夾持機(jī)構(gòu)的中間部分套在鋁筒的外面，夾持機(jī)構(gòu)與鋁筒接觸的部分內(nèi)壁為多個(gè)楔形空隙結(jié)構(gòu)，所述的銅襯套固定在夾持機(jī)構(gòu)的上端外側(cè)，并與鋁筒的上端接觸壓接在一起，所述的下導(dǎo)電盤通過夾持機(jī)構(gòu)固定在鋁筒的下端并與鋁筒接觸壓接在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開斷大電流的爆炸式高壓斷路器，其特征在于:所述的夾持機(jī)構(gòu)包括有鋼堵頭、鋼錐體、鋼襯套、環(huán)氧圓柱筒、楔形絕緣切割塊和鋼蓋，將多個(gè)楔形絕緣切割塊組合構(gòu)成筒體并套在鋁筒外側(cè)，楔形絕緣切割塊的楔形端部朝向內(nèi)側(cè)且抵住鋁筒外壁，環(huán)氧圓柱筒套在楔形絕緣切割塊的外側(cè)用來固定住楔形絕緣切割塊外端，使得鋁筒與楔形絕緣切割塊間形成許多空隙，所述銅襯套固定在環(huán)氧圓柱筒的上端外側(cè)，所述的鋼蓋與銅襯套固定連接且位于鋁筒的上方，所述的鋼襯套固定在環(huán)氧圓柱筒下端外側(cè)，并與鋼堵頭、鋼錐體一起將下導(dǎo)電盤固定，鋁筒的上端部通過鋼蓋與銅襯套接觸壓接在一起，鋁筒的下端部通過鋼堵頭、鋼錐體和鋼襯套與下導(dǎo)電盤接觸壓接在一起。
【文檔編號(hào)】H01H33/22GK105977088SQ201610131152
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月8日
【發(fā)明人】宋執(zhí)權(quán), 傅鵬, 吳義兵
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院等離子體物理研究所