大容量电连接结构、直线型母线系统及直角型母线系统

技术领域

本申请涉及电网技术领域，更具体地说，涉及一种大容量电连接结构、直线型母线系统及直角型母线系统。

背景技术

随着我国城市快速发展，电力负荷急剧增大，电网构架逐渐庞大和复杂，超高压大容量网架成为电力系统发展的必然趋势。为满足网架大容量输送电能的需求，电网公司对超高压开关设备的通流能力由6300A提升至8000A，短路电流水平由63kA提升至80kA，母线作为开关设备输送电能的主要元件，要求其具备高绝缘可靠性、高通流性能、高机械可靠性以及高开断能力。现有技术通过设置内外触头座，在内外触头座处各放置两条导电弹簧，保证导电杆与导电弹簧的均匀接触，实现大电流的均匀通流。

但现有技术中为保证通流能力，导电杆与导电弹簧大面积接触，同时导电杆受内外触头座限制难以转动。在出现地基沉降等小幅度摆动情况时，此时导电杆与内外触头座之间会产生较大磨损，导致导电弹簧挤压变形，通流能力下降。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种大容量电连接结构、直线型母线系统及直角型母线系统，用于解决在地基沉降后现有技术的大电流通电结构通流能力下降的缺点。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种大容量电连接结构，包括支撑件、屏蔽导体、缓冲垫、导向套、导电杆及电接触组件；

所述屏蔽导体整体形状为U型结构，两端设置为倒斜角扩口结构；

所述支撑件的一端与U型结构的底部内表面相拼接；

通过所述倒斜角扩口结构以及所述支撑件的另一端将导电杆的接头端限位于U型结构的内腔中；

导电杆的接头端通过缓冲垫、导向套及电接触组件与U型结构的内腔相连接，所述缓冲垫为可变形器件；

所述导向套与所述内腔的表面为过盈配合。

可选的，还包括：

U型结构底部的内外两面分别设置有第一定位凸台及第二定位凸台；

U型结构底部内表面靠近两侧的位置设置有第一锪平凹台及第二锪平凹台。

可选的，还包括：

U型结构两侧内表面靠近底部的位置设置有限位结构。

可选的，还包括支撑环；

支撑环通过过盈配合的方式装入支撑件；

所述支撑环与所述导电杆的接头端的表面相接触，将所述导电杆的接头端限位于U型结构的内腔中。

可选的，还包括：

导电杆的接头端为收口结构；

导电杆的接头端靠近屏蔽导体的一端设置有目标限位结构。

可选的，还包括内固定螺钉；

所述内固定螺钉将支撑件的一端与U型结构的底部连接，实现支撑件的一端与U型结构的底部内表面相接触。

可选的，还包括外固定螺钉；

所述U型结构的底部设置有所述外固定螺钉，所述外固定螺钉用于将屏蔽导体与其他设备连接；

所述支撑件靠近U型结构底部内表面的一端设置有凹槽，所述凹槽用于避开外固定螺钉，避免影响支撑件与其他设备的连接。

所述导电杆还包括电杆固定螺钉；

所述导电杆的接头端与导电杆的杆体通过所述杆固定螺钉连接。

可选的，还包括：

U型结构两侧的外表面由多段圆弧面构成，以均匀电场分布。

可选的，还包括：

导电杆设置有矩阵散热孔；

支撑件设置有多个散热孔。

一种直线型母线系统，包括盆式绝缘子、密封组件、安装组件、壳体及大容量电连接结构；

所述盆式绝缘子的两端通过所述安装组件与所述壳体连接；

所述密封组件用于密封所述壳体，所述壳体内部充有六氟化硫气体；

所述大容量电连接结构包括支撑件、屏蔽导体、缓冲垫、导向套、导电杆及电接触组件；

所述屏蔽导体整体形状为U型结构，两端设置为倒斜角扩口结构；

所述U型结构的底部外表面与所述盆式绝缘子的凸面连接；

所述支撑件的一端与U型结构的底部内表面相拼接；

通过所述倒斜角扩口结构以及所述支撑件的另一端将导电杆的接头端限位于U型结构的内腔中；

导电杆的接头端通过缓冲垫、导向套及电接触组件与U型结构的内腔相连接；

所述缓冲垫为可变形器件；

所述导向套与所述内腔的表面为过盈配合。

一种直角型母线系统，包括盆式绝缘子、密封组件、多个安装组件、壳体、大容量电连接结构、三通触头座、三通壳体及过渡导体；

所述三通触头座的一端通过所述过渡导体与所述盆式绝缘子的凸面连接；

所述三通壳体的一端通过一个安装组件与所述盆式绝缘子的两端连接，所述三通壳体的另一端通过另一个安装组件与所述壳体连接；

所述密封组件用于密封所述三通壳体；

所述壳体及所述三通壳体内部充有六氟化硫气体；

所述大容量电连接结构包括支撑件、屏蔽导体、缓冲垫、导向套、导电杆及电接触组件；

所述屏蔽导体整体形状为U型结构，两端设置为倒斜角扩口结构；

所述U型结构的底部外表面与所述三通触头座的另一端连接；

所述支撑件的一端与U型结构的底部内表面相拼接；

通过所述倒斜角扩口结构以及所述支撑件的另一端将导电杆的接头端限位于U型结构的内腔中；

导电杆的接头端通过缓冲垫、导向套及电接触组件与U型结构的内腔相连接；

所述缓冲垫为可变形器件；

所述导向套与所述内腔的表面为过盈配合。

从上述的技术方案可以看出，本申请提供了一种大容量电连接结构，该结构可以包括支撑件、屏蔽导体、缓冲垫、导向套、导电杆及电接触组件；首先，本申请中的屏蔽导体具备屏蔽功能，能够进行电场屏蔽，保证本申请的高绝缘可靠性；支撑件的一端与U型结构的底部内表面相拼接，因而，支撑件位于U型结构的内腔中，同时，本申请中屏蔽导体U型结构两端设置的倒斜角扩口结构与位于U型结构内腔的支撑件相互配合，可以将导电杆的接头端限位于U型结构的内腔，避免导电杆的移位导致通流下降；由于导电杆的接头端通过缓冲垫、导向套及电接触组件与U型结构的内腔相连接，因而，导电杆通过缓冲垫、导向套及电接触组件与U型结构内腔间隙连接；其中，电接触组件设置于屏蔽导体与导电杆间，能够保障导电杆与屏蔽导体间的可靠电导通；此外，缓冲垫和导向套同时设置于导电杆与屏蔽导体的内腔间，在导电杆因地基沉降等因素出现小角度摆动时，其可以在导电杆的接头端与屏蔽导体之间发挥缓冲补偿作用，有效避免导电杆的磨损或变形；导向套与内腔间的过盈配合，使得导向套的功能包括导向以及异物封堵，避免导电杆在插拔过程中磨合产生的异物掉落至屏蔽导体外引发放电风险。可见，本申请可以在保证绝缘可靠性、通流能力的同时，避免因地基沉降等小幅度摆动导致的通流能力下降，进一步提高本申请的耐用性以及应用广泛性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种大容量电连接结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种缓冲垫、导向套及电接触组件的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的一种导电杆小幅度摆动示意图；

图4为本申请实施例提供的一种屏蔽导体结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种导电杆结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种散热孔布局示意图；

图7为本申请实施例提供的一种热对流示意图；

图8为本申请实施例提供的一种直线型母线系统的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种直角型母线系统的结构示意图；

图1-图9中附图标记与部件名称的对应关系如下所示：

支撑件1、屏蔽导体2、缓冲垫3、导向套4、导电杆5、电接触组件6、倒斜角扩口结构7、第一定位凸台8、第二定位凸台9、第一锪平凹台10、第二锪平凹台11、第一限位结构12、第二限位结构13、支撑环14、收口结构15、目标限位结构16、内固定螺钉17、外固定螺钉18、电杆固定螺钉19、盆式绝缘子101、密封组件102、安装组件103、壳体104、大容量电连接结构105、三通触头座106、三通壳体107、过渡导体108。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，在未作相反说明的情况下，包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

在本申请中，各个结构示意图所显示的大容量电连接结构的各个组成结构之间的比例及尺寸并不一定为真实比例及尺寸。

本发明中所提及的连接可为机械领域中的通用连接方式，焊接、螺栓螺母连接、螺钉连接以及简单的拼接等均可，因此不能理解为对本发明的限制。

接下来将结合图1对本申请提供的大容量电连接结构进行详细介绍。

参见图1可以发现，大容量电连接结构可以包括支撑件1、屏蔽导体2、缓冲垫3、导向套4、导电杆5及电接触组件6。

支撑件1整体形状可以为圆柱体等规则柱体。

为了减轻大容量电连接结构的体积，以及，便于安装，支撑件1内部可以存在空腔。

屏蔽导体2整体结构的形状可为U型结构，包含两侧、底部及内腔。

其中，屏蔽导体2的两侧的端口设置为倒斜角扩口结构7，如图1所示。

支撑件1可以整体位于屏蔽导体2的内腔中，导电杆5的接头端插入于屏蔽导体2的内腔中，导电杆5的插头端位于支撑件1与屏蔽导体2的间隙中，通过支撑件1与倒斜角扩口结构7的配合将导电杆5接头端整体限位于屏蔽导体2的内腔中，如图1所示。

由于支撑件1可以与屏蔽导体2的两侧形成两处间隙，因而，本申请的屏蔽导体2可以插入两个导电杆5接头端。

倒斜角扩口结构7存在限位功能，用于避免插入的导电杆5接头端的移位。

导电杆5与屏蔽导体2的间隙中可以包含一个以上电接触组件6，一个导向套4及一个以上缓冲垫3。

多个缓冲垫3构成两个环形结构黏连于导电杆5外表面，同理，多个导向套4构成一个环形结构黏连于导电杆5外表面。

电接触组件6可以为表带触指或大丝径的弹簧触指，提供强通流能力及大范围压缩变形能力等功能。

在电接触组件6的两端可以设置有缓冲垫3及导向套4。

在此基础上，导电杆5与屏蔽导体2的间隙中，由左至右可以设置有缓冲垫3、电连接结构、缓冲垫3及导向套4，如图2所示。

导向套4与所述内腔的表面可为过盈配合，且导向套4可以设置于U型结构的开口端。导向套4提供导向及异物封堵功能，避免在插拔导电杆5过程中磨合产生的异物掉落至屏蔽导体2外引发放电风险。

缓冲垫3为可变形器件，与导电杆5的接头端为间隙配合。在导电杆5小幅度摆动时，为导电杆5的接头端以及屏蔽导体2提供缓冲补偿功能。

例如，在正常情况下，导电杆5与水平线平行。但当地基沉降，导电杆5小角度摆动时，缓冲垫3产生压缩变形，导向套4产生少量压缩变形，一个电接触组件6的压缩变形量增大，但仍在允许范围内，另一个电接触组件6压缩变形量变小，但仍与屏蔽导体2保持有效接触，如图3所示。通过导电杆5接头端与屏蔽导体2的间隙中设置的缓冲垫3、电连接结构及导向套4避免导电杆5小角度摆动对大容量电连接结构的通流性能造成较大影响。

从上述的技术方案可以看出，本申请提供了一种大容量电连接结构，该结构可以包括支撑件1、屏蔽导体2、缓冲垫3、导向套4、导电杆5及电接触组件6；首先，本申请中的屏蔽导体2具备屏蔽功能，能够进行电场屏蔽，保证本申请的高绝缘可靠性；支撑件1的一端与U型结构的底部内表面相拼接，因而，支撑件1位于U型结构的内腔中，同时，本申请中屏蔽导体2两端设置的倒斜角扩口结构7与位于U型结构内腔的支撑件1相互配合，可以将导电杆5的接头端限位于U型结构的内腔，避免导电杆5的移位导致通流下降；由于导电杆5的接头端通过缓冲垫3、导向套4及电接触组件6与内腔相连接，因而，导电杆5通过缓冲垫3、导向套4及电接触组件6与屏蔽导体2间隙连接；其中，电接触组件6设置于屏蔽导体2与导电杆5间，能够保障导电杆5与屏蔽导体2间的可靠电导通；此外，缓冲垫3和导向套4同时设置于导电杆5与屏蔽导体2的内腔间，在导电杆5因地基沉降等因素出现小角度摆动时，其可以在导电杆5的接头端与屏蔽导体2之间发挥缓冲补偿作用，有效避免导电杆5的磨损或变形；导向套4与内腔间的过盈配合，使得导向套4的功能包括导向以及异物封堵，避免导电杆5在插拔过程中磨合产生的异物掉落至屏蔽导体2外引发放电风险。可见，本申请可以在保证绝缘可靠性、通流能力的同时，避免因地基沉降等小幅度摆动导致的通流能力下降，进一步提高本申请的耐用性以及应用广泛性。

进一步地，屏蔽导体2底部的内表面设置有第一定位凸台8，屏蔽导体2底部的外表面设置有第二定位凸台9，同时，U型结构底部内表面靠近两侧的位置设置有第一锪平凹台10及第二锪平凹台11，如图4所示。

U型结构底部内表面的第一定位凸台8、第一锪平凹台10及第二锪平凹台11实现支撑件1的三重定位，避免支撑件1的移位以及便于安装时定位支撑件1的位置。

U型结构底部外表面的第二定位凸台9，以在屏蔽导体2与绝缘子嵌件或其他基座固定连接时，定位屏蔽导体2的方向及位置，同时将屏蔽导体2与绝缘子嵌件或其他基座固定连接。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种U型结构的可选的设置方式，通过上述的方式，便于安装时定位支撑件1的位置，同时，便于定位屏蔽导体2的位置，提高屏蔽导体2与其他基座或绝缘子嵌件的安装可靠性。

进一步地，U型结构两侧内表面靠近底部的位置设置有限位结构，即，U型结构的其中一侧内表面靠近底部的位置设置有第一限位结构12，U型结构的另一侧内表面靠近底部的位置设置有第二限位结构13，如图4所示。

限位结构便于导电杆5的插头端插入及限位导电杆5的插头端的移动幅度。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种U型结构两侧的可选的设置方式，通过上述的方式，本申请U型结构的两侧可以分别设置一个限位结构，通过U型结构两侧的限位结构进一步限制导电杆5的接头端的移动幅度，确保通流可靠性。

进一步地，本申请的大容量电连接结构还可以包括一个以上支撑环14。

每个支撑环14可以通过过盈配合的方式装入支撑件1远离U型结构底部的一角，如图1所示。

支撑环14与所述导电杆5的接头端的表面相接触，将所述导电杆5的接头端限位于U型结构的内腔中。

支撑环14可以为PPO材质，以在导电杆5的接头端插入内腔前确保支撑件1的均匀受压，以及，在导电杆5的插头端插入内腔后，确保电接触组件6的均匀受压。

从上述技术方案可以看出，本实施例增加了一种新的组件，通过新增加的组件可以保证电接触组件6的受压均匀性，提高电接触组件6的耐用性。

进一步地，参见图5可以发现，导电杆5包含有接头端以及杆体。

导电杆5的接头端与导电杆5的杆体为固定连接。

导电杆5的接头端可为高导电率的铜材质。

导电杆5的接头端的端口为收口结构15。

导电杆5的接头端靠近屏蔽导体2的一端设置有目标限位结构16。

导电杆5的接头端靠近U型结构的表面可以设置有凸台，凸台上可以设置触指槽，电接触组件6可以安装于触指槽中。

导电杆5的杆体可为通流截面大的铝材质。

为了提高通流能力，导电杆5的接头端的触指槽可以镀银，同理，U型结构与导电杆5接触的两侧内表面也可以镀银。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种导电杆5可选的设置方式，通过上述的设置方式，可以进一步利用目标限位结构16，进一步限制导电杆5的移动幅度，保障通流性能。

导电杆5的目标限位结构16以及屏蔽导体2的第一限位结构12和第二限位结构13，用于补偿热胀冷缩引起的导电杆5插入量变化。

进一步地，本申请的大容量电连接结构还可以包括电杆固定螺钉19。

电杆固定螺钉19可将导电杆5的接头端与导电杆5的杆体固定连接，形成导电杆5。

导电杆5中的电杆固定螺钉19可以将不同结构形式不同通流能力的接头端与杆体固定连接。

从上述技术方案可以看出，本申请通过电杆固定螺钉19提高导电杆5结构的耐用性及通流能力，同时，便于更换导电杆5接头端。

进一步地，本申请的大容量电连接结构还可以包括内固定螺钉17；

内固定螺钉17将支撑件1的一端与U型结构的底部固定连接，支撑件1的一端与U型结构底部的固定连接可用于实现支撑件1的一端与U型结构的底部内表面相接触。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种连接屏蔽导体2及支撑件1的可选的方式，通过上述的方式可以使用固定螺钉，保障屏蔽导体2与支撑件1的可靠连接，提高本申请结构的牢固性。

进一步地，参见图1可以发现，本申请的大容量电连接结构还可以包括外固定螺钉18；

U型结构的底部设置有一个以上外固定螺钉18，外固定螺钉18用于将屏蔽导体2与其他设备固定连接；

其他设备可以为绝缘子嵌件或其他基座。

支撑件1靠近U型结构底部内表面的一端可设置有凹槽，以避开外固定螺钉18，避免影响支撑件1与其他设备的连接，同时，增加支撑件1与U型结构内表面的接触面积，降低接触压力，提高故障电流下的耐受能力。

从上述技术方案可以看出，本实施例新增加了一种将屏蔽导体2与其他设备固定连接的可选的方式，通过上述的方式可以进一步提高本申请的牢固性。

进一步地，屏蔽导体2两侧的外表面可以由多段圆弧面构成，多段圆弧面用于均衡电场分布，避免由于电磁场强分布不均而引起的绝缘失效。

屏蔽导体2底部的外表面可以由多段圆弧面、凸起面以及直面构成，用于与其他绝缘子嵌件或其他基座无缝隙拼接。

屏蔽导体2具备均匀电场分布、通流以及屏蔽电场的功能。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种屏蔽导体2外表面组成的可选的方式，通过上述的方式，可以提高屏蔽导体2的绝缘可靠性。

进一步地，导电杆5及支撑件1可设置有多个散热孔，如图6所示。

支撑件1外表面上可设置有U型散热孔。

导电杆5的外表面可设置有矩阵时散热孔。

支撑件1及导电杆5上的散热孔用于形成气体对流交换路径，提高大容量电连接结构的散热效率及通流性能。

在大电流通流时，通流部位产生的热量一部分直接通过屏蔽导体2与导电杆5的外表面与外界的低温气体进行热交换，一部分通过散热孔形成对流，余下热量经过屏蔽导体2的内腔、支撑件1的散热孔、导电杆5的散热孔，按照图7所示的路径实现热交换。

上述散热方式均能够提高通流能力。

从上述技术方案可以看出，本申请还设置有散热方式，通过上述散热方式能够提高本申请的散热能力。

接下来，将对本申请的应用场景进行详细说明。

可以应用本申请构成直线型母线系统，如图8所示。

参见图8可以发现，直线型母线系统可以包括盆式绝缘子101、密封组件102、安装组件103、壳体104及大容量电连接结构105。

盆式绝缘子101与壳体104通过安装组件103连接，中间通过密封组件102实现壳体104的密封功能，壳体104内部充六氟化硫气体作为绝缘介质。

大容量电连接结构105中屏蔽导体的底部外表面设置有定位止口；

外固定螺钉连接屏蔽导体的底部外表面与盆式绝缘子101的嵌件，屏蔽导体的底部内表面设置锪平凹台与定位止口实现双定位、保证配合面可靠接触。

屏蔽导体通过内固定螺钉与支撑件连接。

大容量电连接结构105中导电杆采用装配形式，中间导电杆的杆体为通流截面大的铝质材料，导电杆的接头端为高导电率的铜质材料，导电杆的杆体与导电杆的接头端通过电杆固定螺钉进行连接。导电杆接头端上设置有两条触指槽，内安装电接触组件，触指槽两侧粘接两圈缓冲垫及一圈导向套，导向套的功能主要是保证导电杆对中同时封堵异物，压缩量较小；缓冲垫与屏蔽导体之间为间隙配合，在导电杆对中的工况下起电接触组件的限位作用，在出现导电杆小幅度摆动的工况下在导电杆接头端与屏蔽导体之间起缓冲作用，补偿转动时引起的形变。

可以应用本申请构成直角型母线系统，如图9所示。

参见图9可以发现，直角型母线系统可以包括盆式绝缘子101、密封组件102、安装组件103、壳体104、大容量电连接结构105、三通触头座106、三通壳体107、过渡导体108。

大容量电连接结构105通过外固定螺钉与三通触头座106的一通连接。

过渡导体108通过螺钉连接三通触头座106的另一通与盆式绝缘子101嵌件。

三通壳体107一端通过安装组件103与盆式绝缘子101的一端连接，三通壳体107中间通过密封组件102实现三通壳体107的密封功能，三通壳体107通过另一个安装组件103与壳体104连接，中间通过密封组件102实现密封功能，各壳体内部充六氟化硫气体作为绝缘介质。

直角型母线系统形成U型导电回路，可以实现电能输送的方向转换，两端三通间的直线段母线长度可根据实际需求选定。

此外，本申请的大容量电连接结构还可以用于断路器进出线、套管进出线等多种工程应用场景。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。本申请的各个实施例之间可以相互结合。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。