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一种真空灭弧室及其制造方法
申请号	CN201610223877.6	申请日	2016-04-08	公开(公告)号	CN105762009A	公开(公告)日	2016-07-13
申请人	天津平高智能电气有限公司; 平高集团有限公司; 国家电网公司;			发明人	李敏; 王南南; 舒小平; 关琦; 李文艺;
摘要	本发明公开了一种真空灭弧室及其制造方法。该真空灭弧室的导电回路表面覆着有石墨烯层。本发明提供的真空灭弧室，在导电回路的各部件表面覆着石墨烯层，利用石墨烯层良好的导热性、导电性和散热性，降低导电回路电阻，将导电回路产生的热量向外传输，提高了导电回路的导热性及散热性，有效的降低了大额定电流通过真空灭弧室时的温升，适用于各种电流等级，降低温升达到3～10℃。
权利要求	1.一种真空灭弧室，其特征在于，真空灭弧室的导电回路表面覆着有石墨烯层。 2.如权利要求1所述的真空灭弧室，其特征在于，所述导电回路包括电连接的静导电杆和动导电杆。 3.如权利要求1或2所述的真空灭弧室，其特征在于，石墨烯层的厚度为1μm～500μm。 4.一种如权利要求1所述的真空灭弧室的制造方法，其特征在于，在导电回路的各部件表面制备石墨烯层，组装成真空灭弧室，即可。 5.如权利要求4所述的真空灭弧室的制造方法，其特征在于，采用喷涂、刷涂或浸涂的方法制备石墨烯层。 6.如权利要求5所述的真空灭弧室的制造方法，其特征在于，喷涂、刷涂或浸涂所用的石墨烯浆料的质量百分比组成为：溶剂70％～95％，石墨烯4.5％～27％，分散剂0.5％～ 3％。 7.如权利要求6所述的真空灭弧室的制造方法，其特征在于，溶剂为水、乙醇或丙酮，分散剂为二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
说明书全文	一种真空灭弧室及其制造方法技术领域 [0001] 本发明属于真空灭弧室领域，具体涉及一种具有良好降温升效果的真空灭弧室及其制造方法。背景技术 [0002] 真空灭弧室是真空开关的核心部件，其主要包括绝缘外壳、导电回路和屏蔽系统，其中，导电回路由动、静电极组成，动、静电极由相应的导电杆和固定设置在导电杆上的触头构成。真空灭弧室的内部是一个真空腔体，当导电回路通过电流时会产生热量。当额定电流比较大时，真空灭弧室的温升就比较大，温升过大会影响波纹管等部件的疲劳强度，降低真空灭弧室的使用寿命。 [0003] 国内已有许多研究者通过真空灭弧室的结构设计来降低温升，如CN2413373Y公开了一种低压真空灭弧室，其通过将静导电杆和静触头座制成一体机构，来克服静导电杆和静触头座在连接处产生的接触电阻，提高热传导能力；CN203812799U公开了一种真空灭弧室及其电极和触头结构，其采用内横磁触头杯和外纵磁触头杯内外相套构成外复合触头杯结构，使得在动、静触头接通时电流能够通过内外两个触头杯同时分流，增加了电流路径的横截面积，降低了真空灭弧室导电回路电阻及温升。 [0004] 现有技术中，可以从真空灭弧室导电回路材料、结构设计等方面降低温升，但其适用范围有限，降低温升的效果有限且难以持续。发明内容 [0005] 本发明的目的是提供一种真空灭弧室，从而解决现有技术中，针对额定电流较大的真空灭弧室温升较大，现有工艺降低温升不足的问题。 [0006] 本发明的第二个目的是提供上述真空灭弧室的制造方法。 [0007] 为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是： [0008] 一种真空灭弧室，真空灭弧室的导电回路表面覆着有石墨烯层。 [0009] 所述导电回路包括电连接的静导电杆和动导电杆。 [0010] 石墨烯层的厚度为1μm～500μm。控制石墨烯层在该范围内，可在不影响真空灭弧室其他性能的基础上，有效降低温升。 [0011] 本发明提供的真空灭弧室，在导电回路的各部件表面覆着石墨烯层，利用石墨烯层良好的导热性、导电性和散热性，降低导电回路电阻，将导电回路产生的热量向外传输，提高了导电回路的导热性及散热性，有效的降低了大额定电流通过真空灭弧室时的温升。 [0012] 一种上述真空灭弧室的制造方法，包括：在导电回路的各部件表面制备石墨烯层，组装成真空灭弧室，即可。优选的，可静导电杆、动导电杆表面制备石墨烯层，组装成真空灭弧室即可。 [0013] 可采用喷涂、刷涂或浸涂的方法制备石墨烯层。采用喷涂工艺时，在真空灭弧室导电回路各部件表面喷涂一层石墨烯，晾干或在50℃～300℃下烘干即可。采用刷涂工艺时，在真空灭弧室导电回路各部件表面刷涂一层石墨烯，晾干或在50℃～300℃下烘干即可。采用浸涂工艺时，将真空灭弧室导电回路各部件浸入石墨烯浆料中，取出，晾干或在50℃～300℃下烘干即可。 [0014] 喷涂、刷涂或浸涂所用的石墨烯浆料可采用市售商品。优选的，石墨烯浆料的质量百分比组成为：溶剂70％～95％，石墨烯4.5％～27％，分散剂0.5％～3％。将各组分于高速分散设备下分散均匀即可得石墨烯浆料。 [0015] 所述溶剂为水、乙醇或丙酮，分散剂为二甲基甲酰胺(DMF)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。 [0016] 所制备石墨烯层的厚度为1～500μm。 [0017] 该制造方法所适用的导电回路各部件材料可以为铜或铝。 [0018] 本发明提供的真空灭弧室的制造方法，通过在真空灭弧室的导电回路各部件表面制备石墨烯层，有效降低了大额定电流真空灭弧室的温升，该方法适用于所有电流等级的真空灭弧室，实际降低温升值达到3～10℃；该制造方法工艺简单，适用范围广，降低温升效果显著持久。附图说明 [0019] 图1为本发明真空灭弧室的导电回路部分的结构示意图。具体实施方式 [0020] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 [0021] 实施例1 [0022] 本实施例的真空灭弧室，主要包括绝缘外壳、导电回路和屏蔽系统，它们之间的装配关系与现有技术相同，其中，导电回路部分的结构示意图如图1所示，包括动、静电极，动电极由动导电杆1和固定设置在动导电杆上的触头单元组成，静电剂由静导电杆2和固定设置在静导电杆上的触头单元组成，动导电杆1和静导电杆2的表面覆着有石墨烯层3，石墨烯层的厚度为1μm。 [0023] 本实施例的真空灭弧室的制造方法，包括：采用喷涂方式，在静导电杆、动导电杆的表面，喷涂一层石墨烯，室温晾干后，组装成真空灭弧室；喷涂所用石墨烯浆料的质量百分比组成为：水95％，石墨烯4.5％，DMF0.5％。 [0024] 实施例2 [0025] 本实施例的真空灭弧室，结构与实施例1相同，区别仅在于石墨烯层的厚度为50μm。 [0026] 本实施例的真空灭弧室的制造方法，包括：采用刷涂方式，在静导电杆、动导电杆的表面，刷涂一层石墨烯，室温晾干后，组装成真空灭弧室；刷涂所用石墨烯浆料的质量百分比组成为：乙醇88.5％，石墨烯10％，DMF1.5％。 [0027] 实施例3 [0028] 本实施例的真空灭弧室，结构与实施例1相同，区别仅在于石墨烯层的厚度为100μm。 [0029] 本实施例的真空灭弧室的制造方法，包括：采用浸涂方式，将静导电杆、动导电杆浸入石墨烯浆料中，于50℃烘干后，组装成真空灭弧室；浸涂所用石墨烯浆料的质量百分比组成为：水80％，石墨烯18％，NMP2％。 [0030] 实施例4 [0031] 本实施例的真空灭弧室，结构与实施例1相同，区别仅在于石墨烯层的厚度为200μm。 [0032] 本实施例的真空灭弧室的制造方法，包括：采用喷涂方式，在静导电杆、动导电杆的表面喷涂一层石墨烯，于300℃烘干后，组装成真空灭弧室；喷涂所用石墨烯浆料的质量百分比组成为：丙酮70％，石墨烯27％，DMF3％。 [0033] 实施例5 [0034] 本实施例的真空灭弧室，结构与实施例1相同，区别仅在于石墨烯层的厚度为300μm。 [0035] 本实施例的真空灭弧室的制造方法与实施例4相同。 [0036] 实施例6 [0037] 本实施例的真空灭弧室，结构与实施例1相同，区别仅在于石墨烯层的厚度为500μm。 [0038] 本实施例的真空灭弧室的制造方法与实施例4相同。 [0039] 试验例 [0040] 本试验例对实施例1～6的真空灭弧室的进行温升试验，检测方法依照《GB/T11022-2011高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》的规定进行，检测电流为2000A，对比例的真空灭弧室结构与实施例1基本相同，区别在于导电回路表面无石墨烯层，检测结果如表1所示。 [0041] 表1真空灭弧室的温升试验检测结果 [0042]序号真空灭弧室温升，℃ 温升降低值，℃ 对比例 42 0 实施例1 39 3 实施例2 37 5 实施例3 35 7 实施例4 34 8 实施例5 33 9 实施例6 32 10 [0043] 由表1的试验结果，本发明的真空灭弧室在2000A电流下能够效果降低温升3～10℃，从而保证真空灭弧室性能稳定，延长真空灭弧室的使用寿命。

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