[发明专利]带有封装壳的真空开关管

说明书

本发明涉及一种带有封装壳的真空开关管，其封装壳有一个用合成树脂浸渍过的线材或带材制成的卷绕体。这种类型的真空开关管，例如已公开在联邦德国实用新型说明书第8508473号之中。该开关管尤其适用于有矿井瓦斯或爆炸危险的环境中。封装壳的任务是，在真空开关管过载或漏泄而失效，并因此而释放出大量热量的情况下，防止点燃爆炸性气体混合物。真空开关管过载或漏泄时产生的热量要比正常开关过程中产生的热量大得多。由于故障电流会造成开关管内金属零件的熔化和蒸发，所以封装壳内部要受到很大的压应力的作用。

本发明的发明目的是要提高上述类型的封装壳在故障情况下的耐用度。其措施是在卷绕体与开关管管壁之间加一层热绝缘层。该绝缘层可以用具有所需性能的，公知的无机材料或有机材料制成。建议采用的热绝缘层是用绝缘材料制成的成型件。这样可以很容易保证真空开关管四周的绝热层都具有相同的厚度。按照本发明所述，最好将上述成型件制成与真空开关管的外形相符合的半壳形，这样可以使真空开关管的制造简单化。

如上所述，可以使用各种不同的无机材料或有机材料作为绝缘层。实践证明，采用陶瓷-毡制成的绝缘层具有良好的电气绝缘性和热绝缘性。某些人造纤维也可用来制造绝缘层。例如一种比较成功的绝缘层是用芳族聚酰胺（商品名叫Kevlar）纤维制成的。

用树脂浸渍过的线材或带材制成的卷绕体有一种本能，即正与水或水蒸汽接触时，会有极微量的水分进入卷绕体内部，并渗透到真空开关管的表面。这样一来，真空开关管的介电强度比没有封装壳的开 关管的介电强度差。按照本发明的一种改进，可以避免出现上述现象。即在热绝缘层与真空开关管的绝缘部分相接触的一面采用一种憎水性浸渍剂。这样就可以防止渗入卷绕体内部的水分进入热绝缘层并在该处聚集。而在热绝缘层上面的卷绕体内所含的技术上无法消除的水分，不会对所封装的真空开关管的绝缘性能产生有害影响。

作为绝热层局部防水处理的代替或补充，还可以将绝热层制成由具有耐热性和低导热性的颗粒和硬化的合成树脂构成的复合材料制品。这种绝热层具有足够的热绝缘性能，并且在潮湿作用下是稳定的。

在前述公知的封装壳上还装有一个金属罩，其作用是加强开关管的金属园柱壳。这种金属罩使用在本发明中也是很有利的。一种最佳的结构方案是，让绝热层包围住这个附加的金属部件。建议这个金属部件不但要盖住真空开关管的开关室中段，同时也要盖住金属凸缘的端部，因为端部也可能会出现热负荷升高的问题。

下面对照附图所示的实例对本发明作进一步的说明。图1所示的是一个真空开关管的纵向剖面图，图2和图3所示的是呈半壳形的热绝缘层。

在图1中，真空开关管1在其中段有一个用金属制成的开关室2，该室同时构成屏蔽罩。如图1所示，在开关室2内有两个呈连接状态的开关触点3和4，其中开关触点3装在一根一端露在开关管端部之外的支承杆5上，支承杆5可以按双向箭头6所示方向往复移动，以达到通路或断路的目的。膜盒7的作用是以公知的方式，一方面保证支承杆可以移动，另一方面保证开关管内部始终处于真空状态。下部开关触点4与另一个支承杆10连在一起，并固定不动。在中部金属室2的两头装有陶瓷管11和12，这两个陶瓷管构成了开关管连接 点之间的绝缘。

为了在有矿井瓦斯或爆炸危险的环境中安全地使用开关管，还设有一个封装壳13，其各部分见下面所述。

首先，开关管1在其端部的连接件8和9上带有金属罩14和15，该金属罩例如可以用铜板或黄铜板制成。一个类似的罩或盖16包在开关管1的中部开关室2的外面。金属部件14，15和16的作用是通过其附加的热容量，避免在故障情况下出现急剧的表面温升。热负荷产生的原因是由于受未熄灭的电弧的作用或其影响而形成的熔融态金属造成的。在开关管的其余表面以及上述的金属部件的表面上均复盖用陶瓷-毡制成的绝缘层17，该绝缘层构成了开关管全部表面的有效绝热层。该绝热层在开关室2的两端的形状，用由绝缘材料制成的衬套20和21车削加工而成。其具体结构见前述的联邦德国实用新型说明书第8508473号。封装壳13的外层是一个用树脂浸渍的线材或带材所构成的卷绕体22。在端面装有用固态绝缘材料制成的封盖23和24，以使卷绕体带有光滑的端面，同时使绝缘层与外界隔开。