專利名稱：帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種固封極柱，尤其涉及一種帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，屬于固封極柱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在中壓領(lǐng)域，特別是12KV和40. 5KV電壓等級(jí)，真空開(kāi)關(guān)在電力、冶金、化工、礦山等部門(mén)輸、配電系統(tǒng)中已得到廣泛的應(yīng)用。目前，高壓真空斷路器中的固封極柱包括真空滅弧室和環(huán)氧樹(shù)脂絕緣體，真空滅弧室嵌裝于環(huán)氧樹(shù)脂絕緣體內(nèi)。高壓真空斷路器工作時(shí)真空滅弧室內(nèi)的真空度必須大于某一真空度，只有真空滅弧室內(nèi)的真空度大于某一真空度時(shí)才能保證高壓真空斷路器正常工作，否則真空滅弧室不能有效滅弧，嚴(yán)重情況下真空斷路器將發(fā)生爆炸，造成設(shè)備損壞事故以及輸電線路停電，導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此，真空滅弧室內(nèi)的真空度是高壓真空斷路器主要的參數(shù)指標(biāo)。滅弧室內(nèi)真空度的劣化，不僅降低了真空開(kāi)關(guān)開(kāi)斷電弧的能力和在運(yùn)行過(guò)程中耐受內(nèi)、外過(guò)電壓的能力，而且極難有效地?cái)嚅_(kāi)故障電流。因此，迫切需要對(duì)運(yùn)行中真空開(kāi)關(guān)中真空滅弧室的真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。目前，對(duì)真空開(kāi)關(guān)中真空滅弧室真空度的測(cè)試方法可分為離線監(jiān)測(cè)和在線監(jiān)測(cè)兩大類。離線監(jiān)測(cè)的方法有很多，其中的磁控放電法是一種重復(fù)性較好的定量測(cè)量方法，并得到了廣泛的應(yīng)用。離線監(jiān)測(cè)必須是在斷電情況下進(jìn)行檢測(cè)，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)真空度，無(wú)法真正意義上排除因真空度降低而造成真空開(kāi)關(guān)喪失開(kāi)斷能力的隱患。因此，需要采用在線監(jiān)測(cè)，真空開(kāi)關(guān)真空度在線監(jiān)測(cè)即是要在不改動(dòng)開(kāi)關(guān)主體結(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀態(tài)的前提下，隨時(shí)監(jiān)測(cè)其真空度的變化。目前，用于真空度在線監(jiān)測(cè)的方法主要有電光變換法和耦合電容法，這類方法存在真空測(cè)量范圍窄、無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)真空壓力變化過(guò)程監(jiān)測(cè)、且測(cè)量靈敏度有待于進(jìn)一步地驗(yàn)證的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，解決享有真空開(kāi)關(guān)無(wú)法實(shí)現(xiàn)預(yù)警，采用離線監(jiān)測(cè)不能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)真空度的技術(shù)問(wèn)題，從而能有效的解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。本實(shí)用新型目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，包括真空滅弧室、離子柱和真空傳感器，真空傳感器設(shè)于真空滅弧室的頂部，離子柱設(shè)于真空滅弧室的側(cè)壁，所述離子柱的一端與地相連，另一端與真空傳感器的上端相連，所述真空傳感器的工作腔外設(shè)有永磁鐵，所述真空滅弧室、離子柱、真空傳感器和永磁鐵通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固封成為一體。作為一種優(yōu)選方式，所述真空傳感器為采用潘寧放電原理的冷陰極電離規(guī)，其內(nèi)部工作腔與真空滅弧室管內(nèi)真空相通。作為一種優(yōu)選方式，所述離子柱包括依次纏繞并通過(guò)液態(tài)硅橡膠固化在玻璃纖維板上的整流二極管、限流電阻、采樣電阻和隔離電阻。[0008]作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述真空傳感器的輸出端與離子柱的信號(hào)輸入端相連，信號(hào)輸入端通過(guò)一整流二極管后依次與限流電阻、采樣電阻和隔離電阻相連，在所述采樣電阻兩端并聯(lián)一穩(wěn)壓二極管，并且與信號(hào)輸出端相連接。作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述整流二極管為耐受反向電壓高的高壓二極管。作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述限流電阻是由至少72個(gè)大功率電阻串聯(lián)而成。作為一種優(yōu)選方式，所述真空滅弧室與真空傳感器相連接處設(shè)有硅橡膠緩沖層。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為本實(shí)用新型帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，采用潘寧放電原理(潘寧放電原理大量電子受磁場(chǎng)約束，以滾輪線的形式貼近陽(yáng)極筒旋轉(zhuǎn)，形成一層電子云。旋轉(zhuǎn)電子云的旋轉(zhuǎn)頻率約為100兆赫茲量級(jí)，電子密度可達(dá)1010個(gè)/cm3量級(jí)。)制作真空傳感器，真空傳感器預(yù)置于真空滅弧室上，真空傳感器內(nèi)部空間與真空滅弧室管內(nèi)空間相通。真空開(kāi)關(guān)掛網(wǎng)運(yùn)行時(shí),一旦電網(wǎng)電壓加在真空滅弧室上，10KV/35KV電網(wǎng)電壓的每相對(duì)地存在5780V/20210V的交流電壓，即相電壓，該相電壓經(jīng)過(guò)半波整流后變?yōu)榧s3000V/9100V的直流脈沖電壓加在真空傳感器上，作為真空傳感器的工作電壓，真空傳感器開(kāi)始工作。對(duì)應(yīng)于不同管內(nèi)的壓強(qiáng)，在離子柱中產(chǎn)生相應(yīng)的離子流，通過(guò)取樣電阻進(jìn)行電信號(hào)取樣后，通過(guò)信號(hào)采集，處理后，最終顯示出來(lái)，這樣就實(shí)現(xiàn)了真空開(kāi)關(guān)真空滅弧室真空度的在線監(jiān)測(cè)原理。該技術(shù)具有壓強(qiáng)有效測(cè)量范圍一般為10°Pa 10_4Pa，介于電離真空規(guī)和熱偶真空規(guī)之間，靈敏度較高，實(shí)現(xiàn)使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱將真空滅弧室真空度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和環(huán)氧固封技術(shù)結(jié)合，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上考慮離子柱的安裝和固定方式，并用環(huán)氧樹(shù)脂包封成固封極柱，使其實(shí)現(xiàn)真空開(kāi)關(guān)在使用狀態(tài)下真空滅弧室真空度的在線監(jiān)測(cè)，并且該真空開(kāi)關(guān)具有檢測(cè)故障前兆的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前便可及時(shí)地提出預(yù)警或報(bào)警信息，避免事故的發(fā)生。

圖I是本實(shí)用新型帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中帶真空傳感器的真空滅弧室的示意圖；圖3為圖I中離子柱的示意圖。其中1_真空滅弧室，2-離子柱，3-真空傳感器，4-永磁鐵，5-真空滅弧室，11-信號(hào)輸入端，12-整流二極管，13-限流電阻，14-采樣電阻，15-隔離電阻，16-穩(wěn)壓二極管，17-信號(hào)輸出端。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了相互排斥的特質(zhì)和/或步驟以外，均可以以任何方式組合，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換，即，除非特別敘述，每個(gè)特征之一系列等效或類似特征中的一個(gè)實(shí)施例而已。
實(shí)施例如圖I所示，本實(shí)用新型帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱將真空滅弧室真空度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和環(huán)氧固封技術(shù)結(jié)合，其包括真空滅弧室I、離子柱2和真空傳感器3，真空傳感器3設(shè)于真空滅弧室I的頂部，且所述真空滅弧室I與真空傳感器3相連接處設(shè)有硅橡膠緩沖層，離子柱2設(shè)于真空滅弧室I的側(cè)壁，所述離子柱2的一端與地相連，另一端與真空傳感器3的上端相連，所述真空傳感器3的工作電壓取自加設(shè)于真空滅弧室5上電網(wǎng)電壓的相電壓，真空傳感器3將真空滅弧室I的真空壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后，通過(guò)離子柱2采集輸出；在真空傳感器3的工作腔外設(shè)有永磁鐵4，所述真空滅弧室I、離子柱2、真空傳感器3和永磁鐵4通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固封成為一體。如圖2所示所述真空傳感器3為采用潘寧放電原理的冷陰極電離規(guī)，其內(nèi)部工作腔與真空滅弧室5管內(nèi)真空相通，真空傳感器3通過(guò)永磁鐵4和加設(shè)于真空滅弧室5上的電網(wǎng)電壓形成的電場(chǎng)和磁場(chǎng)使真空傳感器3工作腔內(nèi)氣體電離后的離子定向運(yùn)動(dòng)，形成離子流；該離子流的大小與真空傳感器3工作腔內(nèi)殘余氣體有關(guān)，亦即與真空滅弧室管內(nèi)氣體壓力有關(guān)。如圖3所示，所述離子柱2包括依次纏繞并通過(guò)液態(tài)硅橡膠固化在玻璃纖維板上的整流二極管12、限流電阻13、采樣電阻14和隔離電阻15 ;所述真空傳感器3的輸出端與離子柱2的信號(hào)輸入端11相連，信號(hào)輸入端通過(guò)一整流二極管12后依次與限流電阻13、采樣電阻14和隔離電阻15相連，在所述采樣電阻14兩端并聯(lián)一穩(wěn)壓二極管16，并且與信號(hào)輸出端17相連接；所述整流二極管為耐受反向電壓高的高壓二極管；所述限流電阻是由至少72個(gè)大功率電阻串聯(lián)而成。工作時(shí)，一方面，電網(wǎng)上的交流電壓經(jīng)離子柱整流二極管整流，變?yōu)橹绷麟妷杭釉谡婵諅鞲衅?的工作腔，作為真空傳感器3的工作電壓。另一方面，離子柱2上的采樣電阻將離子流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷旱闹绷麟妷盒盘?hào)輸出，完成了信號(hào)的采集。在設(shè)計(jì)上，整流二極管選用耐受反向電壓高的高壓二極管，多個(gè)高壓二極管串聯(lián)以滿足電網(wǎng)電壓對(duì)地絕緣的要求；同時(shí)限流電阻起對(duì)測(cè)量回路的保護(hù)作用，它是由72個(gè)大功率電阻串聯(lián)而成。離子柱2在固封前，將上述元件依次排列纏繞在16mmX 374mmX 2mm的玻璃纖維板上，再放置于專用成型模具上，通過(guò)APG工藝將液態(tài)硅橡膠注入模腔成型并固化，工藝固化溫度120°C，固化時(shí)間為3小時(shí)；這樣將元件四周填充硅膠，使眾多電子元件組成的離子柱2包封成為一個(gè)整體，同時(shí)硅膠也起到緩沖作用，有助于環(huán)氧樹(shù)脂的固封。固封極柱APG制作工藝分兩道進(jìn)行首先通過(guò)APG工藝用液態(tài)硅橡膠固化工藝在帶真空傳感器的真空滅弧室I的陶瓷外殼和真空傳感器3的四周形成一定厚度的硅橡膠緩沖層，防止了真空滅弧室I殼體陶瓷和真空傳感器3在與環(huán)氧樹(shù)脂固封時(shí)因熱膨脹系數(shù)不同而開(kāi)裂；其次，按照設(shè)計(jì)在模具上固定真空滅弧室I和離子柱2，再通過(guò)APG工藝將液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂注入成型模腔并固化形成固封極柱，APG工藝先為160°C /I小時(shí)，然后是1400C /12 小時(shí)。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于包括真空滅弧室(I)、離子柱(2)和真空傳感器(3)，真空傳感器(3)設(shè)于真空滅弧室(I)的頂部，離子柱(2)設(shè)于真空滅弧室(I)的側(cè)壁，所述離子柱(2)的一端與地相連，另一端與真空傳感器(3)的上端相連，所述真空傳感器(3)的工作腔外設(shè)有永磁鐵(4)，所述真空滅弧室(I)、離子柱(2)、真空傳感器(3)和永磁鐵(4)通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固封成為一體。
2.如權(quán)利要求I所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述真空傳感器(3)為采用潘寧放電原理的冷陰極電離規(guī)，其內(nèi)部工作腔與真空滅弧室(5)管內(nèi)真空相通。
3.如權(quán)利要求I所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述離子柱(2)包括依次纏繞并通過(guò)液態(tài)硅橡膠固化在玻璃纖維板上的整流二極管(12)、限流電阻(13)、采樣電阻(14)和隔離電阻(15)。
4.如權(quán)利要求3所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述真空傳感器(3)的輸出端與離子柱(2)的信號(hào)輸入端(11)相連，信號(hào)輸入端通過(guò)一整流二極管(12)后依次與限流電阻(13)、采樣電阻(14)和隔離電阻(15)相連，在所述采樣電阻(14)兩端并聯(lián)一穩(wěn)壓二極管(16),并且與信號(hào)輸出端(17)相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述整流二極管(12)為耐受反向電壓高的高壓二極管。
6.如權(quán)利要求4所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述限流電阻(13)是由至少72個(gè)大功率電阻串聯(lián)而成。
7.如權(quán)利要求I所述的帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，其特征在于所述真空滅弧室(O與真空傳感器(3)相連接處設(shè)有硅橡膠緩沖層。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種帶真空度在線監(jiān)測(cè)的固封極柱，包括真空滅弧室、離子柱和真空傳感器，真空傳感器設(shè)于真空滅弧室的頂部，離子柱設(shè)于真空滅弧室的側(cè)壁，所述離子柱的一端與地相連，另一端與真空傳感器的上端相連，所述真空傳感器的工作腔外設(shè)有永磁鐵，所述真空滅弧室、離子柱、真空傳感器和永磁鐵通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂固封成為一體。本實(shí)用新型將真空滅弧室真空度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和環(huán)氧固封技術(shù)結(jié)合，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上考慮離子柱的安裝和固定方式，并用環(huán)氧樹(shù)脂包封成固封極柱，使其實(shí)現(xiàn)真空開(kāi)關(guān)在使用狀態(tài)下真空滅弧室真空度的在線監(jiān)測(cè)，并且該真空開(kāi)關(guān)具有檢測(cè)故障前兆的能力，在故障實(shí)際發(fā)生前便可及時(shí)地提出預(yù)警或報(bào)警信息，避免事故的發(fā)生。
文檔編號(hào)H01H33/668GK202749296SQ20122039053
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者趙廣慧, 王軍 申請(qǐng)人:成都凱賽爾電子有限公司