專利名稱：帶真空度在線監測的固封極柱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種固封極柱，尤其涉及一種帶真空度在線監測的固封極柱，屬于固封極柱技術領域。
背景技術：
在中壓領域，特別是12KV和40. 5KV電壓等級，真空開關在電力、冶金、化工、礦山等部門輸、配電系統中已得到廣泛的應用。目前，高壓真空斷路器中的固封極柱包括真空滅弧室和環氧樹脂絕緣體，真空滅弧室嵌裝于環氧樹脂絕緣體內。高壓真空斷路器工作時真空滅弧室內的真空度必須大于某一真空度，只有真空滅弧室內的真空度大于某一真空度時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，嚴重情況下真空斷路器將發生爆炸，造成設備損壞事故以及輸電線路停電，導致嚴重的經濟損失，因此，真空滅弧室內的真空度是高壓真空斷路器主要的參數指標。滅弧室內真空度的劣化，不僅降低了真空開關開斷電弧的能力和在運行過程中耐受內、外過電壓的能力，而且極難有效地斷開故障電流。因此，迫切需要對運行中真空開關中真空滅弧室的真空度進行監測。目前，對真空開關中真空滅弧室真空度的測試方法可分為離線監測和在線監測兩大類。離線監測的方法有很多，其中的磁控放電法是一種重復性較好的定量測量方法，并得到了廣泛的應用。離線監測必須是在斷電情況下進行檢測，不能實時監測真空度，無法真正意義上排除因真空度降低而造成真空開關喪失開斷能力的隱患。因此，需要采用在線監測，真空開關真空度在線監測即是要在不改動開關主體結構及運行狀態的前提下，隨時監測其真空度的變化。目前，用于真空度在線監測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量范圍窄、無法實現對真空壓力變化過程監測、且測量靈敏度有待于進一步地驗證的問題。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種帶真空度在線監測的固封極柱，解決享有真空開關無法實現預警，采用離線監測不能夠實時監測真空度的技術問題，從而能有效的解決上述現有技術中存在的問題。本實用新型目的通過下述技術方案來實現一種帶真空度在線監測的固封極柱，包括真空滅弧室、離子柱和真空傳感器，真空傳感器設于真空滅弧室的頂部，離子柱設于真空滅弧室的側壁，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環氧樹脂固封成為一體。作為一種優選方式，所述真空傳感器為采用潘寧放電原理的冷陰極電離規，其內部工作腔與真空滅弧室管內真空相通。作為一種優選方式，所述離子柱包括依次纏繞并通過液態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]作為進一步優選方式，所述真空傳感器的輸出端與離子柱的信號輸入端相連，信號輸入端通過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一穩壓二極管，并且與信號輸出端相連接。作為進一步優選方式，所述整流二極管為耐受反向電壓高的高壓二極管。作為進一步優選方式，所述限流電阻是由至少72個大功率電阻串聯而成。作為一種優選方式，所述真空滅弧室與真空傳感器相連接處設有硅橡膠緩沖層。本實用新型的工作過程為本實用新型帶真空度在線監測的固封極柱，采用潘寧放電原理(潘寧放電原理大量電子受磁場約束，以滾輪線的形式貼近陽極筒旋轉，形成一層電子云。旋轉電子云的旋轉頻率約為100兆赫茲量級，電子密度可達1010個/cm3量級。)制作真空傳感器，真空傳感器預置于真空滅弧室上，真空傳感器內部空間與真空滅弧室管內空間相通。真空開關掛網運行時,一旦電網電壓加在真空滅弧室上，10KV/35KV電網電壓的每相對地存在5780V/20210V的交流電壓，即相電壓，該相電壓經過半波整流后變為約3000V/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，真空傳感器開始工作。對應于不同管內的壓強，在離子柱中產生相應的離子流，通過取樣電阻進行電信號取樣后，通過信號采集，處理后，最終顯示出來，這樣就實現了真空開關真空滅弧室真空度的在線監測原理。該技術具有壓強有效測量范圍一般為10°Pa 10_4Pa，介于電離真空規和熱偶真空規之間，靈敏度較高，實現使用壽命長的優點。與現有技術相比，本實用新型的有益效果本實用新型帶真空度在線監測的固封極柱將真空滅弧室真空度在線監測技術和環氧固封技術結合，在內部結構上考慮離子柱的安裝和固定方式，并用環氧樹脂包封成固封極柱，使其實現真空開關在使用狀態下真空滅弧室真空度的在線監測，并且該真空開關具有檢測故障前兆的能力，在故障實際發生前便可及時地提出預警或報警信息，避免事故的發生。
圖I是本實用新型帶真空度在線監測的固封極柱的剖面結構示意圖；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-穩壓二極管，17-信號輸出端。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了相互排斥的特質和/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，每個特征之一系列等效或類似特征中的一個實施例而已。
實施例如圖I所示，本實用新型帶真空度在線監測的固封極柱將真空滅弧室真空度在線監測技術和環氧固封技術結合，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相連接處設有硅橡膠緩沖層，離子柱2設于真空滅弧室I的側壁，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于真空滅弧室5上電網電壓的相電壓，真空傳感器3將真空滅弧室I的真空壓力轉換為電信號后，通過離子柱2采集輸出；在真空傳感器3的工作腔外設有永磁鐵4，所述真空滅弧室I、離子柱2、真空傳感器3和永磁鐵4通過環氧樹脂固封成為一體。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，其內部工作腔與真空滅弧室5管內真空相通，真空傳感器3通過永磁鐵4和加設于真空滅弧室5上的電網電壓形成的電場和磁場使真空傳感器3工作腔內氣體電離后的離子定向運動，形成離子流；該離子流的大小與真空傳感器3工作腔內殘余氣體有關，亦即與真空滅弧室管內氣體壓力有關。如圖3所示，所述離子柱2包括依次纏繞并通過液態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的信號輸入端11相連，信號輸入端通過一整流二極管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14兩端并聯一穩壓二極管16，并且與信號輸出端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個大功率電阻串聯而成。工作時，一方面，電網上的交流電壓經離子柱整流二極管整流，變為直流電壓加在真空傳感器3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轉變為低電壓的直流電壓信號輸出，完成了信號的采集。在設計上，整流二極管選用耐受反向電壓高的高壓二極管，多個高壓二極管串聯以滿足電網電壓對地絕緣的要求；同時限流電阻起對測量回路的保護作用，它是由72個大功率電阻串聯而成。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APG工藝將液態硅橡膠注入模腔成型并固化，工藝固化溫度120°C，固化時間為3小時；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包封成為一個整體，同時硅膠也起到緩沖作用，有助于環氧樹脂的固封。固封極柱APG制作工藝分兩道進行首先通過APG工藝用液態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在與環氧樹脂固封時因熱膨脹系數不同而開裂；其次，按照設計在模具上固定真空滅弧室I和離子柱2，再通過APG工藝將液態環氧樹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，然后是1400C /12 小時。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種帶真空度在線監測的固封極柱，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)設于真空滅弧室(I)的頂部，離子柱(2)設于真空滅弧室(I)的側壁，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)通過環氧樹脂固封成為一體。
2.如權利要求I所述的帶真空度在線監測的固封極柱，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，其內部工作腔與真空滅弧室(5)管內真空相通。
3.如權利要求I所述的帶真空度在線監測的固封極柱，其特征在于所述離子柱(2)包括依次纏繞并通過液態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.如權利要求3所述的帶真空度在線監測的固封極柱，其特征在于所述真空傳感器(3)的輸出端與離子柱(2)的信號輸入端(11)相連，信號輸入端通過一整流二極管(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)兩端并聯一穩壓二極管(16),并且與信號輸出端(17)相連接。
5.如權利要求4所述的帶真空度在線監測的固封極柱，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.如權利要求4所述的帶真空度在線監測的固封極柱，其特征在于所述限流電阻(13)是由至少72個大功率電阻串聯而成。
7.如權利要求I所述的帶真空度在線監測的固封極柱，其特征在于所述真空滅弧室(O與真空傳感器(3)相連接處設有硅橡膠緩沖層。
專利摘要本實用新型公開了一種帶真空度在線監測的固封極柱，包括真空滅弧室、離子柱和真空傳感器，真空傳感器設于真空滅弧室的頂部，離子柱設于真空滅弧室的側壁，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環氧樹脂固封成為一體。本實用新型將真空滅弧室真空度在線監測技術和環氧固封技術結合，在內部結構上考慮離子柱的安裝和固定方式，并用環氧樹脂包封成固封極柱，使其實現真空開關在使用狀態下真空滅弧室真空度的在線監測，并且該真空開關具有檢測故障前兆的能力，在故障實際發生前便可及時地提出預警或報警信息，避免事故的發生。
文檔編號H01H33/668GK202749296SQ20122039053
公開日2013年2月20日 申請日期2012年8月8日 優先權日2012年8月8日
發明者趙廣慧, 王軍 申請人:成都凱賽爾電子有限公司