本發(fā)明涉及真空斷路器領(lǐng)域，特別涉及真空斷路器中真空滅弧室的絕緣外殼及其制造方法。

背景技術(shù)：

真空滅弧室是真空斷路器的核心部件，如圖1所示，它包括由陶瓷或玻璃等無機(jī)絕緣材料制成的大體呈筒狀的絕緣外殼51，絕緣外殼51的兩端用金屬蓋板52封接組成一個(gè)密閉容器，密閉容器的內(nèi)部設(shè)有固定在靜導(dǎo)電桿53上的靜觸頭54，以及固定在動(dòng)導(dǎo)電桿55上的動(dòng)觸頭56，動(dòng)導(dǎo)電桿55和金屬蓋板52之間密封有波紋管57，動(dòng)導(dǎo)電桿55沿其軸向運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)動(dòng)觸頭56，與靜觸頭54完成分閘、合閘動(dòng)作，為均勻內(nèi)部電場分布以及減少金屬蒸汽的蒸散污染，在觸頭和波紋管57周圍都設(shè)有屏蔽罩58。

在觸頭分閘過程中，觸頭間產(chǎn)生真空電弧，真空電弧靠觸頭上蒸發(fā)出來的金屬等離子體維持，當(dāng)工頻電流過零時(shí)，金屬蒸汽將停止蒸發(fā)，同時(shí)由于真空電弧的等離子體快速向四周擴(kuò)散，電弧被熄滅，觸頭間隙很快變?yōu)榻^緣體，于是電流被分?jǐn)?，燃弧過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽被屏蔽罩58表面冷凝。但是現(xiàn)有的真空滅弧室由于其自身構(gòu)造的限制，難以在高壓以及超高壓的環(huán)境下仍然保持較好的耐電壓性，使其在往高壓以及超高壓方向發(fā)展中受到制礙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種具備集成化功能的絕緣外殼，具有提高其內(nèi)部耐電壓性的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述第一目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種具備集成化功能的絕緣外殼，包括筒狀殼體，筒狀殼體的內(nèi)壁設(shè)有用于增加筒狀殼體軸向兩端之間爬電距離的凸起或凹陷的不平整紋路，該凸起或凹陷的不平整紋路所形成的爬電距離路徑上具有兩個(gè)以上翻越式或繞行式子路徑。

真空滅弧室在向高壓及超高壓方向發(fā)展的過程中，對(duì)真空滅弧室內(nèi)部的耐電壓性提出了更高的要求，其主要體現(xiàn)在，對(duì)封接在絕緣外殼軸向兩端的金屬蓋板之間于真空滅弧室內(nèi)側(cè)的絕緣性要求，通過在筒狀殼體的內(nèi)壁設(shè)置凸起或凹陷的不平整紋路，該凸起或凹陷的不平整紋路所形成的爬電距離路徑上具有兩個(gè)以上翻越或繞行式的子路徑，使得絕緣外殼兩開口端的金屬蓋板沿絕緣外殼內(nèi)壁的最短距離增加，即爬電距離的增加，使由該絕緣外殼構(gòu)成的真空滅弧室的室內(nèi)絕緣性提高，使其擁有更高的耐電壓性，為真空滅弧室往高壓以及超高壓方向發(fā)展提供了指引，使真空滅弧室適用于高壓以及超高壓的環(huán)境需求。

進(jìn)一步，所述凸起或凹陷的不平整紋路包括與筒狀殼體同心設(shè)置的多個(gè)增爬環(huán)，所述增爬環(huán)呈自筒狀殼體的內(nèi)壁向中心凸起的圓環(huán)，相鄰的增爬環(huán)沿筒狀殼體的軸向間隙設(shè)置，增爬環(huán)的橫斷面輪廓除去與筒狀殼體相交部分之外的部分構(gòu)成所述翻越式子路徑。

通過采用上述技術(shù)方案，由于每一增爬環(huán)均為向內(nèi)凸起的圓環(huán)，因此使得絕緣外殼內(nèi)部的爬電距離為筒狀殼體縱切面的內(nèi)側(cè)邊，該內(nèi)側(cè)邊由原沿筒狀殼體內(nèi)壁的直線型路徑以及翻越式子路徑的組合路徑，整體呈翻越式的曲折路徑，大大增加爬電距離，從而提高絕緣外殼的耐電壓性。

進(jìn)一步，以筒狀殼體軸向的中點(diǎn)所在的橫斷面為基準(zhǔn)面，位于所述基準(zhǔn)面兩側(cè)的增爬環(huán)背向基準(zhǔn)面的一側(cè)面均形成有環(huán)槽，所述環(huán)槽沿筒狀殼體的軸向向基準(zhǔn)面方向凹陷。

通過采用上述技術(shù)方案，真空滅弧室中觸頭合閘、分閘產(chǎn)生真空電弧，此時(shí)伴隨著觸頭間金屬橋融化并蒸發(fā)出來的大量金屬蒸汽，金屬蒸汽自觸頭之間位置產(chǎn)生并向四周擴(kuò)散，在絕緣外殼的內(nèi)壁冷凝導(dǎo)致絕緣外殼內(nèi)的耐電壓性下降，但金屬蒸汽的擴(kuò)散的方向?yàn)樽越^緣外殼的中心向周壁以及擴(kuò)散向絕緣外殼的兩端，具有方向性，因此，雖然增爬環(huán)面朝金屬蒸汽的擴(kuò)散方向的迎面?zhèn)热耘f受到污染，但是其背側(cè)不受直接蒸散污染而保持相對(duì)的清潔，使絕緣外殼的內(nèi)壁自封接金屬蓋板的一端到另一端形成多個(gè)環(huán)狀耐電壓區(qū)域，對(duì)耐電壓性的提高有巨大幫助，在該側(cè)設(shè)置向中心凹陷的環(huán)槽，使增爬環(huán)呈傘裙?fàn)?，不僅能進(jìn)一步增大爬電距離，同時(shí)擴(kuò)大了不受直接蒸散污染的面積比例，使絕緣外殼的耐電壓性以及弧后絕緣水平大大提高，真空滅弧室在弧后電氣絕緣指標(biāo)不下降，遠(yuǎn)高于行業(yè)75%的弧后絕緣水平。

進(jìn)一步，相鄰的增爬環(huán)之間均設(shè)有增爬內(nèi)環(huán)，所述增爬內(nèi)環(huán)沿筒狀殼體徑向的凸起高度低于增爬環(huán)的凸起高度。

通過采用上述技術(shù)方案，由于金屬蒸汽蒸散的方向性，在相鄰增爬環(huán)之間設(shè)置凸起高度低于增爬環(huán)高度的增爬內(nèi)環(huán)，不僅增大爬電距離，同時(shí)增爬內(nèi)環(huán)的表面受增爬環(huán)的遮擋，使得不受蒸散污染的面積倍數(shù)增長，進(jìn)一步擴(kuò)大了不受蒸散污染的面積比例，使絕緣外殼的耐電壓性和弧后絕緣水平進(jìn)一步提高。

進(jìn)一步，相鄰增爬環(huán)之間形成的凹陷構(gòu)造構(gòu)成用于供吸氣劑附著的安裝位。

通過采用上述技術(shù)方案，燃弧過程中真空滅弧室內(nèi)產(chǎn)生少量氣體，其中一部分被凝聚的金屬蒸汽所吸收，另一部分則有設(shè)置于真空滅弧室內(nèi)的吸氣劑吸收，以維持真空滅弧室內(nèi)的真空度，現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣外殼的內(nèi)壁多為平整光滑的壁面，吸氣劑沒有較好的放置位，因此往往將吸氣劑制成帶狀并設(shè)置在金屬蓋板或波紋管的內(nèi)壁上，實(shí)現(xiàn)安裝的同時(shí)避免對(duì)耐電壓性造成影響，但帶狀吸氣劑的購買成本較高，同時(shí)其安裝方式也相當(dāng)繁瑣，而在設(shè)置增爬環(huán)之后，相鄰增爬環(huán)之間自然形成凹陷構(gòu)造，該凹陷構(gòu)造構(gòu)成供吸氣劑附著的良好安裝位，在該安裝位中可設(shè)置多種狀態(tài)的吸氣劑，如漿狀等，將吸氣劑的設(shè)置集成在真空滅弧室的生產(chǎn)過程中，避免單獨(dú)購買市面上的帶狀吸氣劑帶來的成本的增加，同時(shí)改變了傳統(tǒng)的吸氣劑和絕緣外殼相互獨(dú)立的思維，為現(xiàn)代的絕緣外殼具備集成化功能提供了引導(dǎo)，同時(shí)在增爬環(huán)的遮蔽下，吸氣劑對(duì)真空滅弧室的耐電壓性基本不造成影響，具有極高的技術(shù)價(jià)值。

進(jìn)一步，筒狀殼體處于觸頭開距范圍內(nèi)的內(nèi)壁設(shè)有用于吸引觸頭間電弧的引弧環(huán)。

通過采用上述技術(shù)方案，觸頭分閘過程中產(chǎn)生的電弧被吸引并擴(kuò)散至周向布置的引弧環(huán)上，由此不僅觸頭與觸頭之間產(chǎn)生金屬等離子體，觸頭和引弧環(huán)之間也產(chǎn)生金屬等離子體，由此得到更多的金屬等離子體以維系電弧電流，大大提高了真空滅弧室的短路電流分?jǐn)嗄芰Α?/p>

本發(fā)明的第二目的在于提供一種真空滅弧室，有提高其內(nèi)部耐電壓性的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的上述第二目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種真空滅弧室，包括上述的具備集成化功能的絕緣外殼。

通過采用上述技術(shù)方案，現(xiàn)有技術(shù)中的真空滅弧室一直在往高壓以及超高壓的方向研究，但是一直仍處于摸索階段，未有突破，一方面受帶有金屬屏蔽罩的現(xiàn)有真空滅弧室構(gòu)造的思維局限，另一方面也受現(xiàn)有的制造工藝限制，使超高壓的真空滅弧室，如72kv、126kv、252kv……等更高耐壓等級(jí)的真空滅弧室的夢想一直難以實(shí)現(xiàn)，然而采用上述的絕緣外殼的真空滅弧室，打破了現(xiàn)有思維的局限，使得真空滅弧室不僅在體積上能夠得到控制，而且集成化諸如高耐電壓性、高弧后絕緣指標(biāo)、高真空度可靠性、高短路電流開斷能力等多項(xiàng)優(yōu)勢，為真空滅弧室的發(fā)展帶來巨大的推動(dòng)作用，是真空滅弧室發(fā)展必經(jīng)的技術(shù)道路。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法。

本發(fā)明的上述第三目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

建模：對(duì)欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼進(jìn)行建模得到3d模型；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3、質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2、質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2、質(zhì)量份數(shù)為40-150的粉末聚乙烯蠟、質(zhì)量份數(shù)為25-100的粉末狀無機(jī)硅酸鹽混合均勻得到原料；

制坯：將上述3d模型導(dǎo)入3d打印設(shè)備，根據(jù)該3d模型并采用上述原料制得坯體；

燒結(jié)：將上述坯體燒結(jié)成品。

通過采用上述技術(shù)方案，現(xiàn)有的真空滅弧室一直難以做到高壓以及超高壓的水平，很大一方面受制于現(xiàn)有的絕緣外殼的制造方式，因?yàn)楝F(xiàn)有的絕緣外殼加工方式如熱壓鑄、等靜壓等，因?yàn)槊撃Ｏ拗频仍颍y以制造出復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼，它限制了本領(lǐng)域技術(shù)人員的創(chuàng)造力，讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員不向?qū)^緣外殼的結(jié)構(gòu)本身優(yōu)化上進(jìn)行改進(jìn)，而轉(zhuǎn)向諸如屏蔽罩等方向，然而3d打印技術(shù)的誕生很好地解決了這點(diǎn)，應(yīng)用3d打印技術(shù)制造具有復(fù)雜三維構(gòu)造的絕緣外殼，使絕緣外殼的耐電壓性有了質(zhì)的提成，推動(dòng)了真空滅弧室往更高尖的方向前進(jìn)。

本發(fā)明的第四目的在于提供另一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法。

本發(fā)明的上述第四目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

配置模具：將欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，針對(duì)每一部件或每一類部件分別制造模具；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3，質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2，質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2混合均勻得到粉料；

制漿：將上述粉料加入熔化的石蠟中攪拌混合至均勻得到料漿；

成型：將上述料漿注入上述模具中，以熱壓鑄的形式成型得到若干個(gè)部件坯體；

脫模：將若干個(gè)部件坯體脫模；

脫蠟冷卻：將若干個(gè)部件坯體埋入吸附劑中，升溫至900℃-1100℃，使若干個(gè)部件坯體排除石蠟后冷卻；

修整：對(duì)若干個(gè)部件坯體作修整得到理想的形狀；

組裝：將若干個(gè)部件坯體粘合成完整的欲制造的絕緣外殼坯體；

燒結(jié)：將上述絕緣外殼坯體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)成品。

通過采用上述技術(shù)方案，以微積分的思維，將具有復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，在通過熱壓鑄單獨(dú)成型各部件坯體之后，將其相互粘合組裝成完整的絕緣外殼坯體，燒結(jié)得到成品，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普遍認(rèn)為無法通過熱壓鑄制造復(fù)雜構(gòu)造的絕緣外殼的技術(shù)難題，開闊了絕緣外殼制造領(lǐng)域的思維，同時(shí)為真空滅弧室往高尖的高壓、超高壓方向發(fā)展提供了重要幫助。

本發(fā)明的第五目的在于提供另一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法。

本發(fā)明的上述第五目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

一種制造上述具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

配置模具：將欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，針對(duì)每一部件或每一類部件分別制造模具；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3、質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2、質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2、質(zhì)量份數(shù)為9-15的粘結(jié)劑混合均勻得到粉料；

填充配料：將上述粉料倒入上述各個(gè)模具中，并抽出空氣；

等靜壓：將填充有配料的各個(gè)模具置于加壓容器內(nèi)，以熱或冷或溫等靜壓技術(shù)，成型得到各個(gè)部件坯體；

脫模：將若干個(gè)部件坯體脫模；

修整：對(duì)若干個(gè)部件坯體作修整得到理想的形狀；

組裝：將若干個(gè)部件坯體粘合成完整的欲制造的絕緣外殼坯體；

燒結(jié)：將上述絕緣外殼坯體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)成品。

通過采用上述技術(shù)方案，采用等靜壓技術(shù)對(duì)絕緣外殼進(jìn)行生產(chǎn)制造的領(lǐng)域中，同樣受限于通常的模具只能加工較為簡單的三維構(gòu)造的絕緣外殼，而遇復(fù)雜的三維構(gòu)造則難以加工，以微積分的思維，將具有復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，在通過等靜壓技術(shù)單獨(dú)成型各部件坯體之后，將其相互粘合組裝成完整的絕緣外殼坯體，燒結(jié)得到成品，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普遍認(rèn)為無法通過等靜壓制造復(fù)雜構(gòu)造的絕緣外殼的技術(shù)難題，開闊了絕緣外殼制造領(lǐng)域的思維，同時(shí)為真空滅弧室往高尖的高壓、超高壓方向發(fā)展提供了重要幫助。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

筒狀殼體內(nèi)部增設(shè)不平整紋路使爬電距離得以增加，增加耐電壓性，同時(shí)采用增爬環(huán)的構(gòu)造，不僅使爬電距離有大的提高，而且避免了金屬蒸汽蒸散對(duì)筒狀殼體全內(nèi)壁的污染，從而在較大爬距和具有較大未受污染面積比例的雙重效果下，使絕緣外殼的耐電壓性以及弧后絕緣水平有極大的提高，真空滅弧室在弧后電氣絕緣指標(biāo)不下降，在設(shè)置引弧環(huán)的前提下，為維系電弧提供了更多的金屬等離子體，增大短路分?jǐn)嗄芰?，再者改變以往的吸氣劑安裝方式，能夠吸氣劑集成在真空滅弧室的生產(chǎn)過程中，提高了真空度可靠性指標(biāo)。

由此使絕緣外殼具備了集成化功能：一、具有吸氣劑效果；二、具有中間屏蔽罩效果；三、具有強(qiáng)大的屏蔽蒸散金屬蒸汽的效果等；從而使用本發(fā)明的絕緣外殼具有真空度可靠性高，弧后耐壓水平不下降，短路分?jǐn)嗄芰?qiáng)，極高的內(nèi)部耐壓性能等優(yōu)點(diǎn)，成為在超高壓領(lǐng)域真空滅弧室產(chǎn)品和具有弧后絕緣水平不下降的真空滅弧室產(chǎn)品必需使用的技術(shù)路線。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中真空滅弧室的剖視圖；

圖2是實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一的球狀觸點(diǎn)與安裝環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例一的絕緣外殼在弧后內(nèi)壁展開示意圖；

圖5是實(shí)施例二立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實(shí)施例三的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是實(shí)施例四的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是實(shí)施例五的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是實(shí)施例五的絕緣外殼在弧后內(nèi)壁展開示意圖；

圖10是實(shí)施例六的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為實(shí)施例七的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是實(shí)施例八的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為實(shí)施例九的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14是實(shí)施例十的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為實(shí)施例十一的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16是實(shí)施例十二的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖17是實(shí)施例十三的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖18是實(shí)施例十四的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖19是實(shí)施例十五的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖20是實(shí)施例十六的立體結(jié)構(gòu)半剖后內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖21是實(shí)施例十六的a部分放大圖；

圖22是實(shí)施例十七的剖視圖；

圖23是實(shí)施例二十中絕緣外殼坯體的剖視圖。

圖中，1、筒狀殼體；2、引弧環(huán)；21、安裝環(huán)；211、嵌合槽；22、球狀觸點(diǎn)；23、柱狀觸點(diǎn)；24、環(huán)形觸點(diǎn)；3、增爬環(huán)；30、安裝位；31、環(huán)槽；32、增爬內(nèi)環(huán)；33、嵌槽；34、環(huán)切槽；35、環(huán)片；36、間隙片；41、螺旋型凸紋；42、迷宮型凸紋一；43、迷宮型凸紋二；51、絕緣外殼；52、金屬蓋板；53、靜導(dǎo)電桿；54、靜觸頭；55、動(dòng)導(dǎo)電桿；56、動(dòng)觸頭；57、波紋管；58、屏蔽罩；a、清潔帶；b、污染帶；c、安裝帶；d、直線型路徑；e、翻越式子路徑；f、繞行式子路徑；0e、絕緣外殼坯體；1e、筒狀殼體坯體;3e、增爬環(huán)坯體；21e、安裝環(huán)坯體。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例一

參照?qǐng)D2和圖3，一種具備集成化功能的絕緣外殼，包括筒狀殼體1，此處的“筒狀”應(yīng)包括但不僅限于圓柱體、球體、橢球體、紡錘體等立體形狀，實(shí)施例一以圓柱體的筒狀殼體1示例，筒狀殼體1可采用玻璃、陶瓷、微晶玻璃或塑料制成，實(shí)施例一以陶瓷材料示例，筒狀殼體1的兩端開口用于封接金屬蓋板，以構(gòu)成密閉的真空滅弧室，圖1中可見位于筒狀殼體1軸向的中間位置的引弧環(huán)2，引弧環(huán)2包括環(huán)形的安裝環(huán)21，安裝環(huán)21的內(nèi)圓周形成一環(huán)形的嵌合槽211，嵌合槽211用以嵌合并連接球狀觸點(diǎn)22，多個(gè)球狀觸點(diǎn)22在嵌合槽211中均勻分布，球狀觸點(diǎn)22由銅鉻合金（cucr）制成，球狀觸點(diǎn)22與嵌合槽211采用陶瓷與金屬焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接，如圖2所示，將嵌合槽211內(nèi)壁的內(nèi)部陶瓷金屬化，以鎳為焊料，將球狀觸點(diǎn)22與嵌合槽211焊接。

高壓及超高壓輸配電線路中，需要將電流降至很低以降低損耗，由此當(dāng)真空斷路器開斷小電流時(shí)，容易引起截流過電壓現(xiàn)象，這主要由于分?jǐn)鄷r(shí)的電弧電流較小，觸頭的陰極斑點(diǎn)提供的金屬蒸氣（金屬等離子體）不夠充分和穩(wěn)定，難以維持電弧電流，造成電流到達(dá)零點(diǎn)之前的某一瞬時(shí)值時(shí)發(fā)生強(qiáng)制熄弧而形成截流，對(duì)線路和電氣設(shè)備的絕緣造成危害。

引弧環(huán)2位于筒狀殼體1軸向的中間位置，該中間位置位于觸頭的開距范圍內(nèi)，當(dāng)觸頭間產(chǎn)生電弧時(shí)，引弧環(huán)2將分布在觸頭表面的電弧吸引至其本身，由此不僅觸頭與觸頭之間產(chǎn)生金屬等離子體，觸頭和引弧環(huán)2之間也產(chǎn)生金屬等離子體，由此得到更多的金屬等離子體以維系電弧電流，使電弧電流在達(dá)到接近過零點(diǎn)的一個(gè)較小值時(shí)才熄滅，大大提高了真空滅弧室的短路分?jǐn)嗄芰Α?/p>

引弧環(huán)2的沿軸向的兩側(cè)均設(shè)置有五個(gè)同心的增爬環(huán)3，增爬環(huán)3之間相隔一定間隙，使得筒狀殼體1兩端沿內(nèi)壁的最短路徑整體呈翻越式的曲折路徑（如圖1、2中剖面的內(nèi)側(cè)邊示意），其包含了沿筒狀殼體1內(nèi)壁且平行于軸線的直線型路徑d和翻過增爬環(huán)3的翻越式子路徑e，翻越式子路徑e的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別為離開和到達(dá)筒狀殼體1內(nèi)壁的臨界點(diǎn)，多個(gè)翻越式子路徑e增加筒狀殼體1的兩端沿內(nèi)壁的爬電距離，同時(shí)在金屬蒸汽蒸散時(shí)，每一增爬環(huán)3背向引弧環(huán)2的一側(cè)面均構(gòu)成不受金屬蒸汽直接蒸散污染的清潔帶a（見圖4），由于增爬環(huán)3為圓環(huán)，該清潔帶a也為圓環(huán)，若將弧后的絕緣外殼的內(nèi)壁展開，則如圖4所示，其中示意了清潔帶a、污染帶b以及安裝球狀觸點(diǎn)的安裝帶c（即嵌合槽211的內(nèi)壁面），絕緣外殼內(nèi)壁的污濁程度是決定真空滅弧室內(nèi)部耐電壓性以及弧后絕緣水平的關(guān)鍵要素之一，清潔帶a未受金屬蒸汽直接蒸散污染，使筒狀殼體1的內(nèi)壁免受全壁面的污染，以多個(gè)環(huán)形的耐電壓區(qū)域（即清潔帶a）間隔式地對(duì)污染帶b進(jìn)行隔斷，使絕緣外殼的耐電壓性以及弧后絕緣性得到質(zhì)的提高，同時(shí)圖4中示出的長度l代表了筒狀殼體1內(nèi)壁的爬電距離，多個(gè)增爬環(huán)3的間隔設(shè)置形成多個(gè)翻越式子路徑e，大大提升了單位軸向長度內(nèi)的爬電距離，同時(shí)起到增加爬電距離和遮擋金屬蒸汽對(duì)筒狀殼體1的內(nèi)壁的污染的作用，使絕緣外殼適用于高壓以及超高壓的應(yīng)用環(huán)境。

再參見圖2、圖3，相鄰增爬環(huán)3之間自然形成凹陷構(gòu)造，該凹陷構(gòu)造構(gòu)成供吸氣劑附著的良好安裝位30，在該安裝位30中可設(shè)置多種狀態(tài)的吸氣劑，例如涂覆漿狀的吸氣劑，吸氣劑采用諸如鋯鋁合金16（zral（16））、鈦粉（ti）、鋯粉（zr）、鉭粉（ta）、鈮粉（nb）等，混合香蕉水、硝化纖維后制成漿狀，采用一次封排技術(shù)（oneshotbrazing），將吸氣劑的設(shè)置集成在真空滅弧室的生產(chǎn)過程中，避免單獨(dú)購買市面上的帶狀吸氣劑帶來的成本的增加，同時(shí)改變了傳統(tǒng)的吸氣劑和絕緣外殼相互獨(dú)立的思維，為現(xiàn)代的絕緣外殼具備集成化功能提供了引導(dǎo)，同時(shí)在增爬環(huán)3的遮蔽下，吸氣劑對(duì)真空滅弧室的耐電壓性基本不造成影響，具有極高的技術(shù)價(jià)值。

實(shí)施例二

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖5，其和實(shí)施例一的區(qū)別在于，將球狀觸點(diǎn)22替換為柱狀觸點(diǎn)23，在引弧環(huán)2上的用于吸引觸頭間電弧的觸點(diǎn)的形狀選擇上，應(yīng)盡量避免帶有尖銳的毛刺或棱角，以減少觸點(diǎn)對(duì)真空滅弧室內(nèi)的磁場造成影響，提高真空滅弧室的耐電壓性，圖中示意的柱狀觸點(diǎn)23在筒狀殼體1的軸向具有更長的長度，適應(yīng)于具有較大的觸頭間開距的更高電壓的真空斷路器中。

實(shí)施例三

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖6，其和實(shí)施例二的區(qū)別在于，將柱狀觸點(diǎn)23替換為環(huán)形觸點(diǎn)24，由于環(huán)形觸點(diǎn)24的外徑與嵌合槽211的直徑相適配，完整的圓環(huán)難以安裝進(jìn)嵌合槽211內(nèi)，因此將環(huán)形觸點(diǎn)24分割成三等分或更多等分的多個(gè)圓弧，逐個(gè)安裝并焊接在嵌合槽211內(nèi)，形成完整的圓環(huán)。

實(shí)施例四

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖7，其和實(shí)施例一的區(qū)別在于，筒狀殼體1的中部同心設(shè)置有三層引弧環(huán)2，真空滅弧室在向高壓以及超高壓方向發(fā)展的同時(shí)，隨著電壓等級(jí)的提高，觸頭間的開距也逐級(jí)增加，而引弧環(huán)2作用在于吸引觸頭間的電弧以產(chǎn)生更多的金屬等離子體，因此在觸頭的開距范圍內(nèi)，盡可能多地布置引弧環(huán)2，以產(chǎn)生充足的金屬等離子體，具有三層及以上引弧環(huán)2的筒狀殼體1，適應(yīng)于超高壓等級(jí)，具有更大觸頭開距的真空滅弧室。

實(shí)施例五

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖8，其和實(shí)施例一的區(qū)別在于，增爬環(huán)3背向引弧環(huán)2的一側(cè)均設(shè)有沿筒狀殼體1的軸向向引弧環(huán)2方向凹陷的環(huán)槽31，環(huán)槽31的橫斷面靠近引弧環(huán)2一側(cè)的邊線呈弧形曲線，使增爬環(huán)3的該側(cè)面整體呈凹曲面，相應(yīng)的增爬環(huán)3的另一側(cè)面也以凸曲面圓潤過渡，由此不僅能進(jìn)一步增大爬電距離，同時(shí)擴(kuò)大了不受蒸散污染的面積比例。

以弧后的絕緣外殼的內(nèi)壁展開圖示意，如圖9所示，首先絕緣外殼內(nèi)壁的爬電距離l相較實(shí)施例一得到了進(jìn)一步的增加，同時(shí)，圖中可見清潔帶a的所占面積比例也有所提高，這代表了受增爬環(huán)3遮擋的不受金屬蒸汽直接蒸散污染的面積的進(jìn)一步擴(kuò)大，使絕緣外殼的耐電壓性以及弧后絕緣水平大大提高，真空滅弧室的弧后電氣絕緣指標(biāo)不下降，遠(yuǎn)高于國標(biāo)允許的弧后電氣絕緣指標(biāo)下降75%的水平。

實(shí)施例六

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖10，其和實(shí)施例四的區(qū)別在于，環(huán)槽31的橫斷面大體為矩形，實(shí)施例六能取得較高的耐電壓性能和弧后絕緣性能的提升。

實(shí)施例七

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖11，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，相鄰的增爬環(huán)3之間設(shè)有增爬內(nèi)環(huán)32，增爬內(nèi)環(huán)32沿筒狀殼體1徑向的凸起高度低于增爬環(huán)3的凸起高度，由此不僅增大爬電距離，同時(shí)增爬內(nèi)環(huán)32的表面受增爬環(huán)3的遮擋，進(jìn)一步擴(kuò)大了不受金屬蒸汽直接蒸散污染的面積比例（即增大清潔帶a面積），使絕緣外殼的耐電壓性和弧后絕緣性能進(jìn)一步提高。

實(shí)施例八

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖12，其與實(shí)施例五的區(qū)別是，相鄰的增爬環(huán)3之間設(shè)有增爬內(nèi)環(huán)32，增爬內(nèi)環(huán)32沿筒狀殼體1徑向的凸起高度低于增爬環(huán)3的凸起高度，增爬內(nèi)環(huán)32置于環(huán)槽31內(nèi)，增爬內(nèi)環(huán)32的表面受增爬環(huán)3的遮擋而不受金屬蒸汽的蒸散污染，由此既增大爬電距離，又?jǐn)U大了不受蒸散污染的面積比例，使絕緣外殼的耐電壓性和弧后絕緣性能進(jìn)一步提高。

實(shí)施例九

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖13，其與實(shí)施例六的區(qū)別是，相鄰的增爬環(huán)3之間設(shè)有增爬內(nèi)環(huán)32，增爬內(nèi)環(huán)32沿筒狀殼體1徑向的凸起高度低于增爬環(huán)3的凸起高度，增爬內(nèi)環(huán)32置于環(huán)槽31內(nèi)，增爬內(nèi)環(huán)32的表面受增爬環(huán)3的遮擋而不受金屬蒸汽的蒸散污染，由此既增大爬電距離，又?jǐn)U大了不受蒸散污染的面積比例，使絕緣外殼的耐電壓性和弧后絕緣性能進(jìn)一步提高。

實(shí)施例十

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖14，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，筒狀殼體1的內(nèi)壁設(shè)有向中心凸起的螺旋型凸紋41以代替實(shí)施例一中的增爬環(huán)3，由此增大爬電距離，螺旋型凸紋41類似于三角形內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，其背向引弧環(huán)2的部分表面不受金屬蒸汽的直接蒸散污染，具有較高的耐電壓性和弧后絕緣性能，螺紋型凸紋41相鄰螺牙之間的凹陷構(gòu)造同樣構(gòu)成吸氣劑設(shè)置的良好安裝位30。

實(shí)施例十一

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖15，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，筒狀殼體1的內(nèi)壁設(shè)有向中心凸起的迷宮型凸紋一42以代替實(shí)施例一中的增爬環(huán)3，此時(shí)的爬電距離路徑為穿過迷宮型凸紋一42的直線型路徑d、翻越式子路徑e與繞行式子路徑f混合的曲折路徑（圖15中虛線示意），此處的“繞行”指的是在筒狀殼體1的內(nèi)壁的展開平面上的繞行，繞行式子路徑f的起點(diǎn)為偏離筒狀殼體1的軸線方向的直線型路徑d的臨界點(diǎn)，終點(diǎn)為回歸直線型路徑d的臨界點(diǎn)，多個(gè)繞行式子路徑f以及翻越式子路徑e增大爬電距離，迷宮型凸紋一42背向引弧環(huán)2的部分表面不受金屬蒸汽的直接蒸散污染，同時(shí)具備較高的耐電壓性和弧后絕緣性能。

實(shí)施例十二

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖16，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，筒狀殼體1的內(nèi)壁設(shè)有向中心凸起的迷宮型凸紋二43以代替實(shí)施例一中的增爬環(huán)3，此時(shí)的爬電距離為穿過迷宮型凸紋二43的繞行或翻越式路徑，由此增大爬電距離，迷宮型凸紋二43背向引弧環(huán)2的部分表面不受金屬蒸汽的直接蒸散污染，具有較高的耐電壓性和弧后絕緣性能。

實(shí)施例十三

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖17，其與實(shí)施例五的區(qū)別在于，增爬環(huán)3的凹曲面和凸曲面均設(shè)有環(huán)形的嵌槽33，使爬電距離和不受金屬蒸汽的直接蒸散污染的面積進(jìn)一步提高。

實(shí)施例十四

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖17，其與實(shí)施例五的區(qū)別在于，增爬環(huán)3自其內(nèi)徑邊緣位置向外徑方向嵌入有環(huán)切槽34，使爬電距離和不受金屬蒸汽直接蒸散污染的面積進(jìn)一步提高。

實(shí)施例十五

一種具備集成化功能的絕緣外殼，參見圖19，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，增爬環(huán)3均背向引弧環(huán)2略微傾斜一定角度（5-15度），并且增爬環(huán)3的上端面及下端面均設(shè)有環(huán)片35，相鄰環(huán)片35之間的徑向間距在8-15mm之間，使爬電距離和不受金屬蒸汽的直接蒸散污染的面積進(jìn)一步提高。

實(shí)施例十六

一種具備集成化功能的絕緣外殼，其與實(shí)施例一的區(qū)別在于，參見圖20，增爬環(huán)3均背向引弧環(huán)2略微傾斜一定角度（5-15度），并且增爬環(huán)3背向引弧環(huán)的一側(cè)端面均設(shè)有環(huán)狀的間隙片36。

參見圖21相鄰的間隙片36的徑向間隙在0.8-1.0mm之間，多個(gè)間隙片36致密排列使增爬環(huán)3與間隙片36的共同截面呈梳子形；

小間隙耐壓對(duì)耐電壓性有巨大的提高，以10mm間隔的兩片絕緣材料之間的耐壓等級(jí)能達(dá)到10kv為例，對(duì)于同樣為10mm的間距，而通過間隙片36將10mm分隔成每相鄰的間隙片36之間距離為1mm的小等分，則耐壓等級(jí)能達(dá)到40kv至80kv及以上，在相同大小的空間或間距內(nèi)，其耐電壓性有倍數(shù)的提高，極大地提高真空滅弧室的耐電壓性。

實(shí)施例十七

一種真空滅弧室，參見圖22，包括實(shí)施例十六中所述的絕緣外殼，圖中可見，真空滅弧室內(nèi)部未設(shè)置中間屏蔽罩系統(tǒng)，而以多個(gè)增爬環(huán)3取而代之，既在筒狀殼體1的內(nèi)壁形成多個(gè)翻越式路徑e，增加了爬電距離，提高真空滅弧室的耐電壓性，又使增爬環(huán)3對(duì)筒狀殼體1的內(nèi)壁起到了遮蔽作用，減少了金屬蒸汽的直接蒸散污染，使弧后絕緣指標(biāo)不下降；相鄰的增爬環(huán)3之間的凹陷構(gòu)造構(gòu)成的安裝位30涂覆漿狀的吸氣劑，使得絕緣外殼具備了吸氣劑的功能；同時(shí)在筒狀殼體1處于觸頭開距范圍之內(nèi)的內(nèi)壁設(shè)置引弧環(huán)2，使真空滅弧室的短路開斷能力有質(zhì)的提升。

綜上的真空滅弧室，在絕緣外殼上將提高耐電壓性、提高弧后絕緣指標(biāo)、提高短路分?jǐn)嗄芰?、提高真空度可靠性等多種功能集成化，一改現(xiàn)有的傳統(tǒng)思維，成為在超高壓領(lǐng)域真空滅弧室產(chǎn)品和具有弧后絕緣水平不下降的真空滅弧室產(chǎn)品必需使用的技術(shù)路線。

實(shí)施例十八

一種制造實(shí)施例一到十六任意一種具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

建模：對(duì)欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼進(jìn)行建模得到3d模型；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3、質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2、質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2、質(zhì)量份數(shù)為40-150的粉末聚乙烯蠟、質(zhì)量份數(shù)為25-100的粉末狀無機(jī)硅酸鹽混合均勻得到原料；

制坯：將上述3d模型導(dǎo)入3d打印設(shè)備，根據(jù)該3d模型并采用上述原料制得坯體；

燒結(jié)：將上述坯體燒結(jié)成品。

現(xiàn)有的真空滅弧室一直難以做到高壓以及超高壓的水平，很大一方面受制于現(xiàn)有的絕緣外殼的制造方式，因?yàn)楝F(xiàn)有的絕緣外殼加工方式如熱壓鑄、等靜壓等，因?yàn)槊撃Ｏ拗频仍?，難以制造出復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼，它限制了本領(lǐng)域技術(shù)人員的創(chuàng)造力，讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員不向?qū)^緣外殼的結(jié)構(gòu)本身優(yōu)化上進(jìn)行改進(jìn)，而轉(zhuǎn)向諸如屏蔽罩等方向，然而3d打印技術(shù)的誕生很好地解決了這點(diǎn)，應(yīng)用3d打印技術(shù)制造具有復(fù)雜三維構(gòu)造的絕緣外殼，使絕緣外殼的耐電壓性有了質(zhì)的提成，推動(dòng)了真空滅弧室往更高尖的方向前進(jìn)。

實(shí)施例十九

一種制造實(shí)施例一到十六任意一種具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

配置模具：將欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，針對(duì)每一部件或每一類部件分別制造模具；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3，質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2，質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2混合均勻得到粉料；

制漿：將上述粉料加入熔化的石蠟中攪拌混合至均勻得到料漿；

成型：將上述料漿注入上述模具中，以熱壓鑄的形式成型得到若干個(gè)部件坯體；

脫模：將若干個(gè)部件坯體脫模；

脫蠟冷卻：將若干個(gè)部件坯體埋入吸附劑中，升溫至900℃-1100℃，使若干個(gè)部件坯體排除石蠟后冷卻；

修整：對(duì)若干個(gè)部件坯體作修整得到理想的形狀；

組裝：將若干個(gè)部件坯體粘合成完整的欲制造的絕緣外殼坯體；

燒結(jié)：將上述絕緣外殼坯體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)成品。

以微積分的思維，將具有復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，在通過熱壓鑄單獨(dú)成型各部件坯體之后，將其相互粘合組裝成完整的絕緣外殼坯體，燒結(jié)得到成品，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普遍認(rèn)為無法通過熱壓鑄制造復(fù)雜構(gòu)造的絕緣外殼的技術(shù)難題，開闊了絕緣外殼制造領(lǐng)域的思維，同時(shí)為真空滅弧室往高尖的高壓、超高壓方向發(fā)展提供了重要幫助。

實(shí)施例二十

參見圖23，一種制造實(shí)施例四所示的具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

配置模具：虛擬實(shí)施例四的模型并將其分割為筒狀殼體1、增爬環(huán)3、安裝環(huán)21三類部件，依據(jù)該三類部件分別配置

模具一，具有用于成型筒狀殼體1的型腔；

模具二，具有用于成型增爬環(huán)3的型腔；

模具三，具有用于成型安裝環(huán)21的型腔；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3，質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2，質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2混合均勻得到粉料；

制漿：將上述粉料加入熔化的石蠟中攪拌混合至均勻得到料漿；

成型：將上述料漿分別注入模具一、模具二、模具三中，以熱壓鑄的形式成型得到筒狀殼體坯體1e、增爬環(huán)坯體3e、安裝環(huán)坯體21e；

脫模：將筒狀殼體坯體1e、增爬環(huán)坯體3e、安裝環(huán)坯體21e分別脫模；

脫蠟冷卻：將筒狀殼體坯體1e、增爬環(huán)坯體3e、安裝環(huán)坯體21e埋入吸附劑中，升溫至900℃-1100℃，使其排除石蠟后冷卻；

修整：對(duì)筒狀殼體坯體1e、增爬環(huán)坯體3e、安裝環(huán)坯體21e作修整得到理想的形狀；

組裝：將筒狀殼體坯體1e、增爬環(huán)坯體3e、安裝環(huán)坯體21e粘合成完整的如圖4所示的絕緣外殼坯體0e；

燒結(jié)：將上述絕緣外殼坯體0e放入燒結(jié)爐中燒結(jié)成品。

實(shí)施例二十一

一種制造實(shí)施例一到十六任意一種具備集成化功能的絕緣外殼的制造方法，包括如下步驟：

配置模具：將欲制造的具備集成化功能的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，針對(duì)每一部件或每一類部件分別制造模具；

配料：將質(zhì)量份數(shù)為60-99的al2o3、質(zhì)量份數(shù)為3-30的mno2、質(zhì)量份數(shù)為2-20的sio2、質(zhì)量份數(shù)為9-15的粘結(jié)劑混合均勻得到粉料；

填充配料：將上述粉料倒入上述各個(gè)模具中，并抽出空氣；

等靜壓：將填充有配料的各個(gè)模具置于加壓容器內(nèi)，以熱或冷或溫等靜壓技術(shù)，成型得到各個(gè)部件坯體；

脫模：將若干個(gè)部件坯體脫模；

修整：對(duì)若干個(gè)部件坯體作修整得到理想的形狀；

組裝：將若干個(gè)部件坯體粘合成完整的欲制造的絕緣外殼坯體；

燒結(jié)：將上述絕緣外殼坯體放入燒結(jié)爐中燒結(jié)成品。

采用等靜壓技術(shù)對(duì)絕緣外殼進(jìn)行生產(chǎn)制造的領(lǐng)域中，同樣受限于通常的模具只能加工較為簡單的三維構(gòu)造的絕緣外殼，而遇復(fù)雜的三維構(gòu)造則難以加工，以微積分的思維，將具有復(fù)雜的三維構(gòu)造的絕緣外殼分割成若干個(gè)可脫模的部件，在通過等靜壓技術(shù)單獨(dú)成型各部件坯體之后，將其相互粘合組裝成完整的絕緣外殼坯體，燒結(jié)得到成品，克服了現(xiàn)有技術(shù)中普遍認(rèn)為無法通過等靜壓制造復(fù)雜構(gòu)造的絕緣外殼的技術(shù)難題，開闊了絕緣外殼制造領(lǐng)域的思維，同時(shí)為真空滅弧室往高尖的高壓、超高壓方向發(fā)展提供了重要幫助。

上述實(shí)施例十九至二十一中所提及的“分割”為虛擬化概念，諸如采用圖紙或三維軟件構(gòu)筑欲制造的絕緣外殼的模型，虛擬地分割為多個(gè)部件；“修整”為機(jī)械加工，因?yàn)槌尚秃蟮呐黧w具有一定硬度，能夠采用機(jī)床，對(duì)成型的部件坯體或絕緣外殼坯體進(jìn)行機(jī)械加工，以得到理想的形狀，得以制造出各種具有復(fù)雜三維構(gòu)造的絕緣外殼；引弧環(huán)2上的觸點(diǎn)，則在燒結(jié)成品之后安裝并采用陶瓷與金屬焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)連接。

本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。