[发明专利]一种多腔室模块化自组装结构及加工方法

说明书

本发明公开了一种多腔室模块化自组装结构及加工方法，该多腔室模块化自组装结构包括接地模块、高压端模块和若干中间模块；若干中间模块位于接地模块和高压端模块之间，若干中间模块之间，以及中间模块与接地模块和高压端模块之间均通过榫接方式可拆卸连接；该多腔室模块化自组装结构通过接地模块与空气间隙相接触，通过高压模块与下导弧臂相连接。该发明由于采用了自由组装式的模块化结构，能够任意组合灭弧腔室的数量，得到用于中低压电压等级线路的结构。相比于已有的一体化多腔室灭弧结构，该多腔室模块化自组装结构在加工过程中出错率低，且能够保证结构强度依然稳固，可以快速熄灭冲击电弧。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种多腔室模块化自组装结构及加工方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对电的需求量越来越大，对各种电压等级电网运行的技术经济指标的要求日益提高。雷击线路导致跳闸、绝缘子闪络等事故严重威胁着输配电线路的安全运行。多腔室灭弧结构由于优异的灭弧性能而被应用在防雷保护中。

近年来，国内外学者研制出了以多腔室结构为基础的新型防雷装置。但该类装置往往是一体化的、属于易消耗品：无法通过不同数量的中间模块进行榫接来获得适用于各种电压等级线路的结构，且现场安装笨重；由于多次遮断冲击电弧，金属电极表面被强烈灼烧，无法长期适用，因此当前阶段的装置，每隔一段时间就要更换，需要大量资金。另外，由于整个装置的一体化，导致该装置在很高的长度下，结构强度变得脆弱、易断裂，无法承受大的外力；且加工不便，在加工过程中中断率、出错率高。

发明内容

为克服上述的不足，本发明提出了一种多腔室模块化自组装结构及加工方法，该多腔室模块化自组装结构的结构强度稳固，针对不同电压等级的线路，可以有选择地组合不同数量的中间模块，适用于不同电压等级的线路。

本发明采用的技术方案为：

一种多腔室模块化自组装结构，该多腔室模块化自组装结构包括接地模块、高压端模块和若干中间模块；所述接地模块和高压端模块分别位于该多腔室模块化自组装结构的顶部和底部，若干中间模块位于接地模块和高压端模块之间，若干中间模块之间，以及中间模块与接地模块和高压端模块之间均通过榫接方式可拆卸连接；该多腔室模块化自组装结构通过接地模块与空气间隙相接触，通过与下导弧臂相连接。

进一步，所述接地模块整体呈圆柱体结构，接地模块的底部中心处设有突出型榫接头；接地模块的内部设有由一层灭弧基本单元和电弧引入电极，电弧引入电极竖直位于灭弧基本单元的上方，且与灭弧基本单元接触。

进一步，所述高压模块整体呈圆柱体结构，高压模块的顶部中心处设接头插槽；高压模块的内部设有由一层灭弧基本单元和电弧引出电极，电弧引出电极竖直位于灭弧基本单元的下方，且与灭弧基本单元接触。

进一步，每个中间模块均为圆柱体结构，中间模块的底部中心处设有突出型榫接头，顶部中心处设有接头插槽；中间模块的内部设有若干层等间距纵向排列的灭弧基本单元。

进一步，所述灭弧基本单元由若干环绕设置球形电极构成，且相邻球形电极之间形成有向外延伸的三级缩口结构的灭弧腔室。

进一步，所述突出型榫接头的截面为圆形、正三角形、正方形或梯形。

一种对上述多腔室模块化自组装结构进行加工的方法，该加工方法基于用3D打印机加工制造，具体包括以下步骤：

步骤1，在建模软件中建立该多腔室模块化自组装结构的整体几何模型，将整体几何模型进行剖分，剖分成高压模块几何模型、接地模块几何模型、中间模块几何模型，并对高压模块几何模型上端面设置接头插槽凹陷，对接地模块几何模型下端面拉伸出突出型榫接头，对中间模块几何模型的下端面拉出突出型榫接头，上端面设置接头插槽凹陷；

步骤2，将建立好的高压模块几何模型、接地模块几何模型、中间模块几何模型分别导入到3D打印机中，在导入接地模块和中间模块的几何模型时，将其反转，使其面积较大的上端面朝下，具有突出型榫接头的下端面朝上；