專利名稱：真空放電裝置的制作方法
專利說(shuō)明 本發(fā)明與真空斷路器、真空避雷器、真空觸發(fā)管等真空放電裝置有關(guān)，特別是與陶瓷絕緣容器的制造方法及結(jié)構(gòu)有關(guān)。
圖17是例如特公昭59-27050號(hào)公報(bào)所示的已有技術(shù)的真空開關(guān)管地側(cè)面剖面圖。圖中，(81)是陶瓷絕緣容器，它構(gòu)成真空容器一部分的同時(shí)，具有在電極(85a)、(85b)斷開時(shí)，對(duì)高壓電路具有進(jìn)行絕緣的功能。(82)是設(shè)置在絕緣容器(81)內(nèi)壁上的帶狀突出部，它機(jī)械地支持金屬中間罩筒(83)及安裝件(84)，無(wú)論在電極斷開或閉合時(shí)，均使中間罩筒(83)與兩電極絕緣。(84a)、(84b)是分別與電極(85a)、(85b)同電位的密封件，分別氣密性地密封住絕緣容器(81)的端部(83a)(83b)。
絕緣容器(81)，以前是經(jīng)過(guò)調(diào)合氧化鋁粉，膜壓法成形成圓筒，然后切削加工，高溫?zé)Y(jié)而成，其后在外面燒上一層軸，在端部上用MO、MN金屬噴鍍法涂敷上漿糊，再進(jìn)行燒結(jié)，此后再通過(guò)鍍上一層Ni進(jìn)行燒結(jié)等工序制成。
下面說(shuō)明動(dòng)作，真空開關(guān)管是通過(guò)適當(dāng)?shù)剽F焊裝配及加熱排氣將上述部件進(jìn)行真空密封后制成，然后在進(jìn)行稱之為調(diào)節(jié)工序時(shí)，在兩電極間施加高電壓，以提高真空絕緣破壞電壓。這時(shí)施加的電壓遠(yuǎn)比真空開關(guān)管的額定耐電壓(例如，3.3KV用的真空開關(guān)管為AC10KV，36KV用的真空開關(guān)管為AC70KV)高。
兩電極間的真空絕緣破壞電壓逐漸提高，接著，在電極與中間罩筒間不斷產(chǎn)生真空絕緣被破壞的情況下繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)工序的話，終于導(dǎo)致在密封件(84a)與(84b)間發(fā)生陶瓷絕緣容器(81)的外部閃絡(luò)。由于這外部閃絡(luò)，陶瓷容器的(81a)、(81b)或者(82)的部分有時(shí)會(huì)被擊穿破壞。如因調(diào)節(jié)工序使陶瓷容器被擊穿破壞的話，在該階段產(chǎn)品成了廢品，并無(wú)法再生利用，故成品率降低。
為了防止真空開關(guān)管的陶瓷被擊穿成廢品，須采取如下手段。1.因必須抑制電極與中間罩筒之間的真空絕緣被壞，兩者間的真空間隙須增大，即增大絕緣容器的直徑;2.因須抑制密封件間的外部閃絡(luò)，須增大兩者間的間隔，即增大絕緣容器的全長(zhǎng);3.在密封件的外周設(shè)置防止外部閃絡(luò)用的電場(chǎng)緩和環(huán)再進(jìn)行調(diào)節(jié);4.在絕緣油、SF6氣體中進(jìn)行調(diào)節(jié)等。但是這些方法，1和2會(huì)招致陶瓷容器的大型化和生產(chǎn)成本的劇增，而3和4使調(diào)節(jié)操作復(fù)雜化。所有的這些方法都是經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)真空開關(guān)上的重大障妨。因此開發(fā)小形、廉價(jià)并且在調(diào)節(jié)操作中不會(huì)產(chǎn)生擊穿破壞的陶瓷絕緣容器已成了當(dāng)務(wù)之急。
另外，上述絕緣容器還應(yīng)具有下列性能要求。1.能耐釬焊、排氣等的生產(chǎn)工序及切斷短路電流時(shí)的惡劣的高溫?zé)釠_擊;2.在排氣中及排氣后進(jìn)行的調(diào)節(jié)工序中不發(fā)生沿面閃絡(luò)及絕容容器的擊穿破壞;3.雖然由于電流的反復(fù)切斷使絕緣容器內(nèi)面粘附上電極物質(zhì)，但它不會(huì)使其絕緣性能劣化到低于所額定的耐壓要求;4.對(duì)于使用環(huán)境中的鹽分及塵埃而使外沿面的污損，仍能維持所需要的絕緣要求;5.能耐伴隨著電極開閉而產(chǎn)生的機(jī)械沖擊及振動(dòng)等。
真空開關(guān)管在高壓線路上使用達(dá)20年以上時(shí)，這期間內(nèi)因使用環(huán)境含有的灰塵和鹽分氣氛，會(huì)使絕緣容器的外沿面污損，或因電流的反復(fù)切斷使絕緣容器的內(nèi)沿面履蓋上電極物質(zhì)。
因此，絕緣容器在制成時(shí)所保有的耐壓性能，隨使用年數(shù)的增加而逐漸劣化，最終不能承受額定的電壓。由于臺(tái)風(fēng)、大雪等產(chǎn)生的鹽害潮濕或者因雷擊、電路開閉時(shí)發(fā)生的異常過(guò)渡電壓，使絕緣容器發(fā)生外部閃絡(luò)或內(nèi)部閃絡(luò)，這成為起因有時(shí)會(huì)使絕緣容器的金屬噴鍍層或者帶狀突出部的附近發(fā)生擊穿破壞。這擊穿破壞現(xiàn)象是真空開關(guān)管的致命弱點(diǎn)。
已有真空管的陶瓷絕緣容器因具有如上所述的結(jié)構(gòu)，因而存在有器壁易被擊穿破壞的缺點(diǎn)。已有的陶瓷筒雖由膜壓法加壓成型，但因?yàn)槭歉墒匠尚凸恃趸X粉體的摩擦力會(huì)使粉未的流動(dòng)性能變差，因此在較厚的帶狀突出部得不到充分的加壓力而容易產(chǎn)生氣孔。在調(diào)節(jié)操作時(shí)，在該氣孔處產(chǎn)生異常的電場(chǎng)集中成為導(dǎo)致?lián)舸┢茐牡脑颉?br> 另外，因已有真空開關(guān)管的密封件(66a)、(66b)的外徑與絕緣容器的外徑大致相同，故易發(fā)生向外沿面的部分放電，一旦從密封件的一方發(fā)生針狀的部分放電，則該部分放電電路使直線狀的外沿面即行發(fā)生短路，這是導(dǎo)致外部閃絡(luò)的原因。
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的。其目的在于制得連中間罩筒的支持部都沒有氣孔的、均質(zhì)的、厚度均一的陶瓷筒的同時(shí)，在調(diào)節(jié)操作時(shí)使之不易從密封件發(fā)生部分放電。其第二個(gè)目的在于通過(guò)在厚度均一的陶瓷筒的外沿面設(shè)置非直線形狀部分，在調(diào)節(jié)操作時(shí)例如即使從密封件發(fā)生部分放電，也能有效地阻止外部閃絡(luò)。其第三個(gè)目的在于，通過(guò)把外沿面的長(zhǎng)和真空側(cè)面沿面的長(zhǎng)都做得比密封件間的間隔長(zhǎng)的方法來(lái)抑制絕緣容器的外沿面及內(nèi)沿面的表面漏電電流。其第四個(gè)目的是提供一種在使用階段能耐因開閉時(shí)的機(jī)械沖擊及因電極物質(zhì)所產(chǎn)生的內(nèi)面污損以及由鹽分的粘附造成的外面污損等，并且用最小的尺寸最輕的絕緣容器構(gòu)成的經(jīng)濟(jì)真空開關(guān)管。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，(1)與本發(fā)明有關(guān)的真空放電裝置用的陶瓷絕緣容器由泥漿法成形為筒狀，并使筒的壁厚成大致相同的同時(shí)，使筒的沿面長(zhǎng)比密封件間的間隔長(zhǎng);(2)與本發(fā)明有關(guān)的高電壓的真空放電裝置，其絕緣容器用陶瓷制成壁厚均一、具有波形褶裥形狀以使沿面長(zhǎng)比密封件間隔長(zhǎng)的同時(shí)，用波形褶裥的底部的內(nèi)壁支持中間罩簡(jiǎn);(3)與本發(fā)明有關(guān)的真空放電裝置，在絕緣容器由內(nèi)面及外面有波形褶裥且壁厚大致相同的陶瓷筒構(gòu)成的同時(shí)，內(nèi)沿面的長(zhǎng)比設(shè)置在該陶瓷筒兩端上的一對(duì)金屬噴鍍層的間隔L長(zhǎng)。
本發(fā)明的絕緣容器，因由泥漿法成形，氧化鋁粉體的摩擦力小、流動(dòng)性好。因此可得到?jīng)]有氣孔等局部缺陷的均質(zhì)并壁厚大致相同的陶瓷筒。
另外，由于是采用鑄入成形法制得的壁厚均勻的陶瓷筒，故不光是筒的外沿面，內(nèi)沿面也能形成比密封件間的間隔L長(zhǎng)的沿面長(zhǎng)I，因此能減少密封件間的表面漏電電流，抑制部分放電的發(fā)生。
與本發(fā)明有關(guān)的高壓真空放電裝置，因用陶瓷制成的絕緣容器具有壁厚均勻和其沿面長(zhǎng)比密封件間的間隔長(zhǎng)的波形褶裥，故能抑制密封件向外沿面發(fā)生部分放電的同時(shí)，例如即使發(fā)生部分放電，部分放電電路等于從波形褶裥的頂部朝向外方，而不到達(dá)支持中間罩筒的波形褶裥的底部。
與本發(fā)明有關(guān)的真空放電裝置，通過(guò)絕緣容器的內(nèi)面及外面設(shè)置波形褶裥，內(nèi)外兩沿面的沿面長(zhǎng)能比設(shè)置在陶瓷筒兩端部上的一對(duì)金屬噴鍍層的間隔長(zhǎng)，因此能減少一對(duì)金屬噴鍍層間的表面漏電電流、提高內(nèi)外兩面的沿面閃絡(luò)電壓。另外，因把內(nèi)、外面的波形褶裥構(gòu)成壁厚大致相同，故可制得無(wú)氣孔缺陷、質(zhì)地均勻且耐熱沖擊的絕緣容器;在提高其絕緣性能的同時(shí)，對(duì)于所需要的電極直徑及絕緣容器的內(nèi)壁直徑，以最小的尺寸、最小的重量來(lái)制成絕緣容器，從而使真空放電裝置有可能更小型化和輕量化。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
附圖簡(jiǎn)介 圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1或2的剖視圖， 圖2是本發(fā)明特微部分的絕緣容器形狀透視圖， 圖3是圖1的部分放大剖面圖， 圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例3的真空放電裝置剖視圖， 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例4的真空放電裝置剖視圖， 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例5的真空放電裝置剖視圖， 圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例6的真空放電裝置剖視圖， 圖8是圖7波形褶裥的底部及頂部的放大圖， 圖9是圖8波形褶裥的最小曲率半徑、外壁褶裥深度及夾角θ的關(guān)系圖， 圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例7的剖視圖， 圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例8的剖視圖， 圖12是波形褶裥水平狀分開的正視圖， 圖13是螺旋波形褶裥的正視圖， 圖14至圖16是表示實(shí)施例1的幾種變體的剖視圖， 圖17是表示已有技術(shù)的剖視圖。
實(shí)施例1 下面將根據(jù)


本實(shí)施例。圖1中，(1)是用泥漿澆注法成形的氧化鋁陶瓷絕緣容器，其器壁的壁厚在全長(zhǎng)的所有地方都大致均勻。波形褶裥的底部(1c)的最小內(nèi)經(jīng)比絕緣容器的端部(1a)、(1b)的內(nèi)徑小，波形褶裥的頂部(1d)比端部的外徑大。金屬中間罩筒(3)、安裝件(4)由(1c)部機(jī)械地支持，并與(固定)電極(5a)及(可動(dòng))電極(5b)相電氣絕緣。(6a)、(6b)是密封件，分別被密封在(1a)、(1b)上，并且分別與電極(5a)、(5b)同電位。
本實(shí)施例中的絕緣容器是首先制成氧化鋁粉的泥漿，再將其澆注成形后，經(jīng)干燥，在約1650℃大氣的高溫爐內(nèi)燒成。該絕緣容器的平均厚度為4.5mm，相對(duì)于絕緣容器的外徑側(cè)的頂部，底部的深(1e)為11-18mm。根據(jù)該結(jié)構(gòu)可獲得外沿面長(zhǎng)1對(duì)于絕緣容器兩端的密封件間的間隔長(zhǎng)L之比為1.3倍。兩端部上由MoMn法進(jìn)行金屬噴鍍。
經(jīng)過(guò)所需工序，制成20個(gè)7.2KV用真空開關(guān)管，排氣后，施加AC50KV的電壓時(shí)行調(diào)節(jié)操作。調(diào)節(jié)操作中，電極與中間罩筒之間發(fā)生的真空絕緣破壞雖通過(guò)別的觀測(cè)已很明顯，但均未發(fā)生絕緣容器的擊穿破壞。另外通過(guò)其他試驗(yàn)結(jié)果，判明絕緣容器的表面漏電電流大幅度減少的同時(shí)，密封件間的外部閃絡(luò)電壓比以前提高1.18-1.2倍。
此外，作為泥漿澆注材料系用氧化鋁(AI2O3)以外的材料例如MgO、MnO2、TiO2、ZrO2為主要材料時(shí)，由MoMn法進(jìn)行金屬噴鍍的密封強(qiáng)度不穩(wěn)定，對(duì)于真空放電裝置來(lái)講是不耐用的。
本發(fā)明在調(diào)節(jié)中，例如在電極與中間罩筒間即使產(chǎn)生真空絕緣破壞，在中間罩筒的支持部也很難發(fā)生絕緣容器的擊穿破壞。另外還具有密封件的外部閃絡(luò)電壓增高的特點(diǎn)。它們的機(jī)理可考慮如下。
首先，因?yàn)椴皇怯媚焊墒匠尚畏?，而是由氧化鋁粉的泥漿澆注成形，粉體相互間的磨擦力小，粉體的流動(dòng)性增加。因此，絕緣容器的各部分的材質(zhì)均質(zhì)化的同時(shí)，壁厚也均一化。就1650℃的高溫?zé)善?，?duì)其絕緣容器的各部分(1a)、(1b)、(1c)、(1d)的村料特性，即密度、抗折力、氣孔殘存比率等進(jìn)行比較討論，結(jié)果得出泥漿澆注成形法成形的產(chǎn)品其均質(zhì)性優(yōu)良。
其次，本實(shí)施例，因絕緣容器的外部閃絡(luò)電壓提高到以前的1.18-1.2倍，而沿面長(zhǎng)1是以前的1.3倍，故外部閃絡(luò)電壓對(duì)于沿面長(zhǎng)1具有
的關(guān)系。該式與絕緣子的關(guān)系式近似。因?yàn)橥獠块W絡(luò)電壓比以前提高了，所以本實(shí)施例中可推測(cè)，在調(diào)節(jié)操作中未發(fā)生外部部分放電。但是，例如即使從密封件發(fā)生了部分放電，也可認(rèn)為本實(shí)施例不易發(fā)生絕緣容器的擊穿破壞。其原因是部分放電電路是從密封件的一方向著另一方呈一直線，而不是從波形褶裥的頂部(1d)向著內(nèi)徑方向。因此，部分放電電路不可能到達(dá)支持中間罩筒的波形褶裥的底部。其結(jié)果，防止了中間罩筒支持部旁邊的器壁被擊穿破壞。
在本實(shí)施例中可了解到，因真空內(nèi)部的沿面長(zhǎng)是以前的1.3倍，故真空開關(guān)管的使用開始后的電氣壽命可得到大幅度改善。即，由于開閉產(chǎn)生的電極金屬蒸氣凝結(jié)于絕緣容器內(nèi)壁，使內(nèi)部沿面產(chǎn)生絕緣被破壞為止的開閉次數(shù)的壽命能改善到以前的3倍。
在實(shí)施例1中，敘述了在氧化鋁陶瓷筒上具有多個(gè)波形褶裥，并用褶裥的底部支持中間罩筒的真空開關(guān)管，但是，它們還可以如圖14、15、16所示那樣，它們可以構(gòu)成波形褶裥的褶子數(shù)不限于是多個(gè)，另外，不是中間罩筒，而是單臂罩筒的真空開關(guān)管。
圖14中，中間罩筒的支持部(1c)呈向內(nèi)徑側(cè)凹進(jìn)的形狀，其構(gòu)成雖近似于圖17，但由于是泥漿澆注成形的陶瓷筒，故具有均質(zhì)和壁厚均勻的特點(diǎn)。雖然絕緣容器的沿面長(zhǎng)及外部閃絡(luò)電壓幾乎沒什么增加，但它肯定對(duì)于調(diào)節(jié)操作中絕緣容器的擊穿破壞有明顯的改善效果。
圖15是具有單臂金屬罩筒(7)的真空開關(guān)管的剖面圖，沿面長(zhǎng)能增加到以前的1.1倍，密封件(6b)的外徑是以前的二分之一以下，其結(jié)果改善了外部閃絡(luò)電壓。
圖16與圖15相同，是具有單臂罩筒(7)的真空開關(guān)管的側(cè)面剖視圖，采用泥漿澆注法使絕緣容器的最大外徑比端部(1a)(1b)的外徑大、沿面長(zhǎng)是原來(lái)的1.1倍。圖16所示真空開關(guān)管，其外部閃絡(luò)電壓及電氣壽命得以改善。
另外，上面所說(shuō)實(shí)施例雖然都以絕緣容器是圓筒形陶瓷為例，但它們也可以如圖2所示那樣，筒形陶瓷的切口斷面不限于是圓形，可以是橢圓形，八角形、六角形、四角形等任意形狀。尤其是橢圓形及長(zhǎng)方形等在用于3相真空切斷器的真空開關(guān)管時(shí)，具有能有效利用絕緣空間的特點(diǎn)。
實(shí)施例2 本實(shí)施例參照?qǐng)D1和圖3進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示與實(shí)施例1大致相同，其制造方法也相同。
圖3是圖1的局剖放大剖視圖。圖中，θ是與絕緣容器(1)的軸線平行的面與波形褶裥的面的夾角，為120度。
由于波形褶裥的頂部(1d)的外徑比端部(1a)、(1b)的外徑大，具有屏蔽效果，能阻止從密封件密封部向外沿面發(fā)生的部分放電。
以上是對(duì)角θ為120度的例進(jìn)行了說(shuō)明，角θ還可以是90度。
另外底部1c的內(nèi)徑可以全部都比端部(1a)(1b)的內(nèi)徑小。
實(shí)施例3 圖4是本實(shí)施例的高壓真空放電裝置示意縱向剖視圖，角θ為90度。
圖4的結(jié)構(gòu)沿面長(zhǎng)1與間隔長(zhǎng)L之比為1.4，由于提高了抑制表面電流從密封件(6A)(6B)流出的效果及抑制密封件向外沿面部分放電的效果，結(jié)果提高了防止絕緣容器(1)被擊穿破壞的效果。
實(shí)施例4 圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例4的高壓真空放電裝置縱向剖視圖，是采用于有多個(gè)中間罩筒的額定電壓為84KV的真空開關(guān)管的。
圖5中，(7A)、(7B)是一對(duì)金屬的第2中間罩筒、同軸地設(shè)置在兩電極(5A)、(5B)的外周，且其間隔長(zhǎng)小于兩電極(5A)、(5B)的間隔長(zhǎng)，并由絕緣容器的底部(1c)支持。
第2中間罩筒(7A)、(7B)可用適當(dāng)?shù)姆椒?，例如形狀記憶合金制成，插入到絕緣容器(1)中后通過(guò)加熱，安裝成如圖所示。
實(shí)施例5 圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例5的高壓真空放電裝置縱向剖視圖，是采用于額定壓為120KV的真空開關(guān)管的。
器壁的壁厚在整個(gè)長(zhǎng)度上大致均勻一致。
(3a)、(3b)是形成在絕緣容器(1)的兩端部(1a)、(1b)上的金屬噴鍍層，(6a)、(6b)是釬焊在金屬噴鍍層(3a)、(3b)上的密封件，通過(guò)該密封件(6a)、(6b)把絕緣容器內(nèi)密封成真空氣密。(15)是設(shè)置在密封件(6b)的內(nèi)面中央部的不銹鋼波紋管，(16)是裝在波紋管(15)上端的保護(hù)蓋，(17a)、(17b)是貫穿密封件(6a)及波紋管(15)的電極棒，(5a)、(5b)是對(duì)向地設(shè)置在電極棒(17a)(17b)頂端部的電極，電極(5b)構(gòu)成可通過(guò)電極棒(17b)及波形管(15)與電極(5a)接觸、脫離自如。(9)是設(shè)置在絕緣容器(1)內(nèi)、圍住電極(5a)、(5b)的金屬中間罩筒，該中間罩筒(3)由設(shè)在一端部外面的金屬件(4)與向外面膨出部(9a)挾持住絕緣容器(1)的內(nèi)壁面的褶裥部而安裝上的。這種情況下，被挾持的內(nèi)壁面的褶裥部向內(nèi)突出量比其他內(nèi)壁面的褶裥部大。
本實(shí)施例，絕緣容器(1)是將氧化鋁制成泥漿澆注成形，干燥后在1650℃的大氣中高溫?zé)?。該絕緣容器(1)的最大壁厚例如是4.7mm，外壁的底部(1c)產(chǎn)生的波形褶裥的最小曲率半徑r例如是5mm，相對(duì)于頂部(1d)的底部(1c)的深(e)為12-18mm，波形褶裥的直線部的面與絕緣容器(1)的軸線平行的面的夾角θ為60度。
由于這種結(jié)構(gòu)的波形褶裥(2)，絕緣容器(1)的端部的一對(duì)金屬噴鍍層(3a)、(3b)間的間隔長(zhǎng)L＝95mm，內(nèi)沿面長(zhǎng)l2及外沿面長(zhǎng)l1都是l2＝l1＝125mm，沿面長(zhǎng)倍增率α＝l2/L＝l1/L＝1.32。
經(jīng)過(guò)所需工序，制得20個(gè)7.2KV用真空開關(guān)管，排氣后施加AC50KV電壓后進(jìn)行調(diào)節(jié)操作。在調(diào)節(jié)操作中，絕緣容器均沒有發(fā)生任何擊穿破壞。從而得知金屬噴鍍層(3a)與(3b)之間的外部閃絡(luò)電壓提高到以前的1.2倍以上。另外，由于等效霧法所進(jìn)行的鹽分污損時(shí)的外部閃絡(luò)電壓的值，與原來(lái)的間隔長(zhǎng)L＝95mm時(shí)相比提高到1.2倍。
再者，通過(guò)反復(fù)切斷電流，電極物質(zhì)雖逐漸粘附到內(nèi)沿面上，但與以前相比，特別是耐脈沖電壓的劣化現(xiàn)象幾乎沒有發(fā)生，直到發(fā)生內(nèi)沿面閃絡(luò)為止的電流切斷次數(shù)的壽命能改進(jìn)到以前的3倍。
內(nèi)外面具有波形褶裥(2)的壁厚大致均勻的陶瓷筒，其絕緣容器(1)的兩端部、頂部、底部褶裥的直線部的各部分的材料特性為均質(zhì)，密度、抗折力等的誤差小，與用已有的膜壓法生產(chǎn)的陶瓷筒相比氣孔缺陷極少，均質(zhì)性優(yōu)良。
其次，在內(nèi)外面沒有波形褶裥的已有的絕緣容器中如在真空中存有金屬的中間罩筒的話，與沒有時(shí)相比，會(huì)產(chǎn)生大氣側(cè)的外部沿面閃絡(luò)電壓低下的現(xiàn)象，即背面電極效果。
但是，本實(shí)施例，外部閃絡(luò)電壓V對(duì)于外沿面長(zhǎng)l1有
的關(guān)系，該式與絕緣子的關(guān)系式一致。因?yàn)榭梢院鲆暠趁骐姌O效果，即使在金屬噴鍍層(3a)、(3b)之間產(chǎn)生外部閃絡(luò)，本實(shí)施例，外部閃絡(luò)的放電通路是經(jīng)過(guò)(3a)-(1d)-(1d)-(3b)的路線，而不經(jīng)過(guò)中間罩筒支持部的底部(1c)，故在中間罩筒支持部(1c)附近不易發(fā)生絕緣容器(1)的擊穿破壞。
由已有的在內(nèi)外面沒有波形褶裥的絕緣容器構(gòu)成的真空開關(guān)管，如在絕緣容器的內(nèi)沿面上附上電極物質(zhì)的話，比起耐AC電壓的降低，更顯著的是耐脈沖電壓的降低。
雖然本實(shí)施例也無(wú)法避免由于電流的反復(fù)切斷使絕緣容器的內(nèi)沿面逐漸粘附上電極物質(zhì)，但即使這樣它也幾乎不會(huì)引起耐脈沖電壓的低下。
內(nèi)沿面上粘附有電極物質(zhì)仍不會(huì)使耐脈沖電壓低下的原因可認(rèn)為是由于從中間罩筒的頂端部到內(nèi)沿面的真空間隙大。因此，產(chǎn)生了中間罩筒的長(zhǎng)度可比以前大幅度縮短的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)施例中，雖然以波形褶裥的最小曲率半徑r為5mm，外壁的褶裥深度(e)為12-18mm，褶裥的直線部的面與絕緣容器軸心線平行的面的夾角θ為60度的例進(jìn)行說(shuō)明的，但波形褶裥的形狀，并不以此為限，只要在能滿足上面技術(shù)背景中所述的絕緣容器應(yīng)具備的性能條件的范圍內(nèi)，制成適應(yīng)合小型、輕量化的形狀都可以。
圖8是本發(fā)明特征部分波形褶裥的底部(1c)及頂部(1d)的放大圖。該圖雖表示的是絕緣容器的壁厚t與波形褶裥的最小半徑r為大致相等的例子，如t＞r的話，前面所述的性能條件1與5就無(wú)法滿足，由于熱沖擊及機(jī)械沖擊等會(huì)產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)，故必須滿足t≤r的關(guān)系。
圖8所示的波形褶裥的直線部的面與絕緣容器的軸心線平行的面的夾角θ希望在45°≤θ≤90°的范圍。θ＜45°，以內(nèi)外沿面長(zhǎng)l、l與金屬噴鍍層的間隔長(zhǎng)L之比以α＝l/L或l/L所定義的沿面長(zhǎng)倍增系數(shù)α不會(huì)太大，因而不能忽視上述的背面電極效果。另外θ＞90°時(shí)，泥漿澆注成形比較困難，前述的性能條件與5得不到滿足。
絕緣容器(1)的外壁的波形褶裥的深度e希望是波形褶裥的最小率半徑r的1.5倍以上。這是因?yàn)閑＜1.5r時(shí)，θ2的值即使適當(dāng)也不能忽視背面電極效果。
最后為使容器壁厚在全長(zhǎng)都大致均勻，內(nèi)沿面長(zhǎng)l2與外沿面長(zhǎng)l1必須大致相等，為使外沿面閃絡(luò)電壓至少提高10%，必須滿足l2≈l1≥1.2L的條件。
圖9是上述圖8所述的褶裥的最小曲率半徑r，外壁的褶裥深度e、內(nèi)、外沿面長(zhǎng)l2、l1，金屬噴鍍層間隔長(zhǎng)L及波形褶裥的直線部的面與絕緣容器(l)的軸平行的面的夾角θ等的相互關(guān)系圖。但是，外壁的波形褶裥深度e是以各褶裥一致為例的。圖9中，橫軸的值希望在1.5以上，縱軸的值希望在1.2以上。
實(shí)施例7 參照?qǐng)D10說(shuō)明本實(shí)施例的真空開關(guān)管。絕緣容器(1)的端面上形成有金屬噴鍍層(3a)、(3b)，密封件(6a)(6b)平板狀地釬焊在金屬噴鍍層(3a)、(3b)上，金屬中間罩筒(3)以單臂的形式被安裝在一端的密封件(6a)上。
實(shí)施例8 參照?qǐng)D11說(shuō)明本實(shí)施例的真空開關(guān)管。絕緣容器(1)的端部側(cè)面形成有金屬噴鍍層(3a)、(3b);密封件(6a)、(6b)釬焊在該金屬噴鍍層(3a)(3b)上;金屬中間罩筒(9)利用波形褶裥安裝在上述絕緣容器(1)的內(nèi)部的同時(shí)，一對(duì)金屬漏斗狀中間罩筒(12a)、(12b)利用波形褶裥安裝在絕緣容器(1)內(nèi)，其小直徑的端部位于中間罩筒(9)內(nèi)。在實(shí)施例6中，雖然波形褶裥(2)如圖12所示那樣有多個(gè)分離的頂和底，但它也可如圖13所示那樣只有一個(gè)內(nèi)外通用的底，即螺旋形。
實(shí)施例6至8雖以真空開關(guān)管為例進(jìn)行了說(shuō)明，但已說(shuō)明了的絕緣容器所應(yīng)具備的功能、性能要件，在真空避雷管、真空熔斷器、真空觸發(fā)器等真空放電裝置上也同樣需要，并適用于它們和可獲得與實(shí)施例相同的效果。
權(quán)利要求
1、一種真空放電裝置，一對(duì)與電極同電位的密封件密封在陶瓷絕緣容器的端部上，其發(fā)明的特征在于，上述陶瓷絕緣容器呈筒狀，筒的內(nèi)沿面和外沿面沿面長(zhǎng)均比上述密封件間的間隔長(zhǎng)。
2、如權(quán)利要求1所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述陶瓷絕緣容器以氧化鋁為主要材料，用泥漿澆注法成形。
3、如權(quán)利要求1或2所述的高壓真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述陶瓷絕緣容器的切口截面形狀可以是圓形、橢圓形、多角形、正方形或長(zhǎng)方形。
4、如權(quán)利要求1所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述陶瓷絕緣容器的外徑比上述密封件的外徑大。
5、如權(quán)利要求1或2所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述絕緣容器具有波形褶裥，并使其沿面長(zhǎng)比上述密封件間的間隔長(zhǎng)的同時(shí)，由上述波形褶裥的底部的內(nèi)壁來(lái)支持中間罩筒。
6、如權(quán)利要求5所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，支持上述中間罩筒的上述波形褶裥的底部的最小內(nèi)徑比上述絕緣容器的端部的內(nèi)徑小。
7、如權(quán)利要求5所述的真空放電裝置，其進(jìn)一小的特征在于，上述波形褶裥的頂部的外徑比上述絕緣容器的端部的外徑大。
8、如權(quán)利要求5所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述中間罩筒設(shè)置有多個(gè)。
9、如權(quán)利要求1或2所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述陶瓷絕緣容器的兩端部形成有一對(duì)金屬噴鍍層，并且該陶瓷絕緣容器由內(nèi)面及外面上具有波形褶裥的筒狀體形成的同時(shí)，外沿面長(zhǎng)及內(nèi)沿面長(zhǎng)均比上述一對(duì)金屬噴鍍層的間隔長(zhǎng)。
10、如權(quán)利要求1、2或5所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述陶瓷絕緣容器是厚度大致相當(dāng)?shù)膱A筒狀。
11、如權(quán)利要求9所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，上述絕緣容器的波形褶裥的最小曲率半徑(r)比器壁和最大厚度(t)大。
12、如權(quán)利要求9所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，波形褶裥的直線部的面與絕緣容器的軸線平行的面的夾角θ在45度≤θ≤90度的范圍內(nèi)。
13、如權(quán)利要求9所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，波形褶裥的深度e是該波形褶裥的最小曲率半徑(r)的1.5倍以上。
14、如權(quán)利要求9所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，內(nèi)沿面長(zhǎng)(l2)與外沿面長(zhǎng)(l1)的關(guān)系為l2≈l1，且相對(duì)于一對(duì)金屬噴鍍層的間隔長(zhǎng)(L)是l2≈l1≥1.2L。
15、如權(quán)利要求9所述的真空放電裝置，其進(jìn)一步的特征在于，絕緣容器的內(nèi)面及外沿面的波形褶裥呈螺旋狀。
全文摘要
一種真空放電裝置。其陶瓷絕緣容器由泥漿法成型為筒狀，并使筒的壁厚成大致相同的同時(shí)，在筒的內(nèi)外壁上具有壁厚均一的褶裥，以使筒的內(nèi)外沿面長(zhǎng)比密封件的間隔長(zhǎng)，并且用褶裥的底部的內(nèi)壁支持中間罩筒。
文檔編號(hào)H01T1/00GK1032469SQ8810645
公開日1989年4月19日 申請(qǐng)日期1988年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月29日
發(fā)明者青木伸一 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社