[发明专利]用于电力机车制动系统的能量吸收电阻器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻器，特别涉及一种用于铁路电力机车制动系统的能量吸收电阻器。

背景技术

目前大量用于铁路电力机车制动系统中的铝壳线绕电阻器（图1），主要作为大功率吸收元件或假负载。其主要结构为：电阻心体采用电阻丝螺旋绕在套有金属杆的绝缘套管外周，电阻丝两端分别连接外帽，外帽通过内帽的绝缘隔离纵向之间设置一个筒形铝壳，铝壳与电阻丝径向之间的空腔中填满石英砂；金属杆两端设有螺纹，通过垫片与螺母将两个外帽纵向绝缘连接。该电阻器目前存在的问题是：①作为电阻心体的电阻丝通常为合金丝，其电阻率是恒定的，由于电阻值与其截面积成反比，所以当电阻值确定后，电阻丝的截面积就不能做的很大，因此，当超过电阻丝截面积通流能力的冲击电流（如大而频繁的谐波或谐振电流），电阻丝就容易过热烧毁，特别是在两列车相会时，烧毁几率大大增加；②该电阻器采用石英砂作为散热介质，散热效果并不是很好；③该电阻器结构复杂，体积大、重量重、制造成本高。

发明内容

为了解决现有铝壳线绕电阻器所存在的问题，本发明的目的是提供一种不但可吸收持续能量，而且在吸收短时大电流冲击时散热良好、安全可靠的能量吸收电阻器。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种用于电力机车制动系统的能量吸收电阻器，包括绝缘套管及其中的金属杆，其特征在于，所述绝缘套管外周穿有至少一个氧化锌陶瓷线性电阻片，所述绝缘套管外周还穿有两个端部散热体，或者两个端部散热体以及至少一个中间散热体，其中，端部散热体位于绝缘套管两端外周，中间散热体位于两端部散热体之间的绝缘套管中部外周；所述端部散热体之间，或者中间散热体之间和端部散热体与中间散热体之间通过氧化锌陶瓷线性电阻片电连接；所述金属杆两端设有连接件将两个端部散热体，或者两个端部散热体及中间散热体纵向紧密连接。

上述方案中，所述的端部散热体和中间散热体均为铝合金制成的中空圆柱体，其中，端部散热体的一个端面、中间散热体的两个端面上设置有内凹台；两个端部散热体内凹台之间，或者两个中间散热体内凹台之间以及端部散热体与中间散热体的内凹台之间通过绝缘套管和绝缘环形成密闭环状室腔，氧化锌陶瓷线性电阻片位于该密闭环状室腔中。

所述密闭环状室腔的绝缘环侧内壁与陶瓷电阻片的外经之间留有腔隙。

所述连接件包括螺母、螺母与端部散热器之间的垫片，该螺母通过金属杆两端的螺纹，将两个端部散热体，或者两个端部散热体及中间散热体纵向紧密连接。所述垫片为一个带凸起环的陶瓷绝缘片，相应在端部散热体的另一端面设置一小段扩孔，电阻器装配时，陶瓷绝缘片的凸起环插入到该小段扩孔中。

所述端部散热体和中间散热体外周设有密集的等间距散热裙边。

本发明电阻器与现有铝壳线绕电阻器相比，具有如下优点：

1、采用氧化锌陶瓷线性电阻片作为电阻心体，由于氧化锌陶瓷线性电阻材料是一种半导体材料，其电阻率可以通过工艺配方进行控制，所以可制成适应各种形状（如本发明中的圆环状）及不同阻值要求的电阻体，该电阻体具有导体体积大（约为金属电阻丝的16倍）、几乎无电感（微亨级）、可吸收短时叠加能量（瞬间冲击能量）500-1200J/cm³等特点，用于电力机车制动系统能量吸收电阻器中，可大大减小两列车会车时电阻器易烧毁的风险，提高了使用的安全可靠性。

2、由于陶瓷材料相比金属是不良导热体，因此本发明采用在氧化锌陶瓷线性电阻片之间设置铝合金散热体（包括端部散热体及中间散热体）的结构，解决了陶瓷线性电阻片散热不良的问题，使该电阻器吸收持续能量的效果不亚于传统电阻器。

3、本发明电阻器结构简单，体积小（相同能量耐受能力条件下），约为铝壳线绕电阻器的1/3，重量轻，制造成本较低。

本发明电阻器还可应用于电力系统中性点接地装置、开关保护装置、兆瓦级风电卸荷装置、通信系统基站电源控制装置等领域。

附图说明

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1为现有的一种铝壳线绕电阻器结构示意图。

图2为本发明电阻器结构示意图。

图3为图2中的端部散热体结构图。

图4为图2中的中间散热体结构图。