[发明专利]一种真空开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空开关，特别涉及一种具有大载流能力的真空开关。

背景技术

目前生产使用的真空开关，触头周围为高真空环境，触头处产生的热量只能靠热辐射和导电杆的热传导散发到环境中，散热能力有限，导致载流能力有限，较难用于大电流场合。

即使在外侧设置吹风机，以增强真空开关对环境的散热能力，但由于触头处的热量要传导到真空开关表面本身比较困难，因而对真空开关载流能力的增加作用不大。同时，吹风机需要供电，需要维护且可能发生故障。

目前对于增加真空开关载流能力有一些方法，在专利CN200910132321.6“大容量真空断路器”中公开了一种通过将较小容量的真空开关并联以提高载流能力的方法，该方法的缺点是增加了成本和复杂性，同时对于并联的均流及同步性也不易控制。在专利US7471495“Vacuum Circuit Breaker Having a High Circuit Carrying Capacity”中公开了一种带有热管的真空开关，在真空开关导电杆中设置热管，用于散出热量，同时在导电杆端部设置了散热的翅片，该方法由于在导电杆内部设置热管，故储存的冷却液较少，真空开关冷却效果提高不明显，同时该方法导致真空开关的导电杆结构复杂，需要对真空室本体中元件进行重新设计，实现比较困难。另外，还有专利CN200810116544.9“一种热管式真空开关”中公开了一种热管式开关，在真空灭弧室的内部设置蒸发管，但也存在与上述专利类似的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种具有大载流能力的真空开关。特别是一种真空灭弧室结构简单，冷却性能强的真空开关。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：

本发明真空开关包括静触头，动触头，静导电杆，动导电杆以及冷却系统。静触头与静导电杆连接在一起，动触头与动导电杆连接在一起，工作时，动触头与静触头接触构成导电回路。

所述的冷却系统由蒸发器，冷凝器组成。

所述的蒸发器是金属材料制成的密封容器，套设在导电杆上，内部充有蒸发冷却液体。蒸发器与导电杆接触面设有导热胶层，保证蒸发器与导电杆的紧密接触进而具有良好的导热性。所述蒸发器使用螺钉固定在真空开关的引出线上，其中安装在动导电杆侧的蒸发器随导电杆运动而运动。所述的螺钉数量可以是1个或多个。为了增大传热面积，所述的安装蒸发器的导电杆露在真空灭弧室外的部分根据载流能力的不同，长度有所不同。

所述的蒸发器也可以是金属材料制成的两端开口腔体，两端开口与导电杆焊接，与导电杆共同构成密封腔体，所述密封腔体内部充有蒸发冷却液体；所述与蒸发器共同构成密封腔体的导电杆部分可以是光滑表面，也可以在导电杆表面加工凹槽，以增强散热能力。

蒸发器通过管道与冷凝器相连。

所述的管路为绝缘管，以保证冷却系统与导电杆的电气绝缘。

工作时静触头和动触头的接触电阻产生的热量通过导电杆传到蒸发器，加热内部的蒸发液，蒸发液相变吸热，达到冷却导电杆的目的。相变产生的蒸汽通过金属管向上流动，并通过法兰流出蒸发器，经过出气管路，从冷凝器的进气法兰流入冷凝器，在冷凝器中通过与外界环境热交换而冷却相变为液体介质。冷凝形成的液态蒸发液经过冷凝器出液法兰流出，经过回液管路流进蒸发器，完成蒸发液的换热循环流动。所述的循环流动为无外动力自循环的；所述的蒸发器安装套，蒸发器及冷凝器都位于真空灭弧室外。

所述的冷却系统可同时设置在静触头一侧和动触头一侧，或仅在静触头或动触头其中的一侧设置。冷却系统安装于动触头侧时，蒸发器与冷凝器之间的管路连接有一段由波纹管或软管构成的伸缩管，用来配合动导电杆的运动，同时所述动导电杆侧引出线含有一段柔性导线。所述冷却系统中，可以是每个蒸发器配置一个冷凝器，也可以是两个蒸发器共用一个冷凝器。

所述冷凝器为空心的金属腔体，可以但不限于是片式散热器、风冷凝器等各种形式的冷凝器或冷却器，冷凝器将蒸汽冷凝为液体。工作中为保证蒸发液顺利回流，通常冷凝器位置高于蒸发器。另外，也可以通过在蒸发器靠近导电杆的一侧设置毛细管结构，利用这种结构，即使蒸发器低于或与冷凝器位置持平，仍然可以借助毛细管力将泠凝的工作介质返回到蒸发器。

所述的蒸发液包括但不限于低沸点、不燃或难燃的的各种全氟碳、氟碳氧、氟碳氢或氟碳氮化合物，及其混合物。蒸发器内部填充蒸发液时，先对蒸发器抽真空，然后再根据散热量的需要充入一定量冷却液。

本发明与现有技术相比具有如下优点：