專利名稱：用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種電阻器，特別涉及一種用于鐵路電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器。
背景技術(shù)：
[0002]目前大量用于鐵路電力機(jī)車制動系統(tǒng)中的鋁殼線繞電阻器(圖1)，主要作為大功率吸收元件或假負(fù)載。其主要結(jié)構(gòu)為電阻心體采用電阻絲螺旋繞在套有金屬桿的絕緣套管外周，電阻絲兩端分別連接外帽，外帽通過內(nèi)帽的絕緣隔離縱向之間設(shè)置一個筒形鋁殼， 鋁殼與電阻絲徑向之間的空腔中填滿石英砂；金屬桿兩端設(shè)有螺紋，通過墊片與螺母將兩個外帽縱向絕緣連接。該電阻器目前存在的問題是①作為電阻心體的電阻絲通常為合金絲，其電阻率是恒定的，由于電阻值與其截面積成反比，所以當(dāng)電阻值確定后，電阻絲的截面積就不能做的很大，因此，當(dāng)超過電阻絲截面積通流能力的沖擊電流(如大而頻繁的諧波或諧振電流)，電阻絲就容易過熱燒毀，特別是在兩列車相會時，燒毀幾率大大增加；②該電阻器采用石英砂作為散熱介質(zhì)，散熱效果并不是很好；③該電阻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量重、制造成本高。發(fā)明內(nèi)容[0003]為了解決現(xiàn)有鋁殼線繞電阻器所存在的問題，本實用新型的目的是提供一種不但可吸收持續(xù)能量，而且在吸收短時大電流沖擊時散熱良好、安全可靠的能量吸收電阻器。[0004]為達(dá)到以上目的，本實用新型是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的[0005]一種用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，包括絕緣套管及其中的金屬桿， 其特征在于，所述絕緣套管外周穿有至少一個氧化鋅陶瓷線性電阻片，所述絕緣套管外周還穿有兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體以及至少一個中間散熱體，其中，端部散熱體位于絕緣套管兩端外周，中間散熱體位于兩端部散熱體之間的絕緣套管中部外周；所述端部散熱體之間，或者中間散熱體之間和端部散熱體與中間散熱體之間通過氧化鋅陶瓷線性電阻片電連接；所述金屬桿兩端設(shè)有連接件將兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體及中間散熱體縱向緊密連接。[0006]上述方案中，所述的端部散熱體和中間散熱體均為鋁合金制成的中空圓柱體，其中，端部散熱體的一個端面、中間散熱體的兩個端面上設(shè)置有內(nèi)凹臺；兩個端部散熱體內(nèi)凹臺之間，或者兩個中間散熱體內(nèi)凹臺之間以及端部散熱體與中間散熱體的內(nèi)凹臺之間通過絕緣套管和絕緣環(huán)形成密閉環(huán)狀室腔，氧化鋅陶瓷線性電阻片位于該密閉環(huán)狀室腔中。[0007]所述密閉環(huán)狀室腔的絕緣環(huán)側(cè)內(nèi)壁與陶瓷電阻片的外經(jīng)之間留有腔隙。[0008]所述連接件包括螺母、螺母與端部散熱器之間的墊片，該螺母通過金屬桿兩端的螺紋，將兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體及中間散熱體縱向緊密連接。所述墊片為一個帶凸起環(huán)的陶瓷絕緣片，相應(yīng)在端部散熱體的另一端面設(shè)置一小段擴(kuò)孔，電阻器裝配時， 陶瓷絕緣片的凸起環(huán)插入到該小段擴(kuò)孔中。[0009]所述端部散熱體和中間散熱體外周設(shè)有密集的等間距散熱裙邊。[0010]本實用新型電阻器與現(xiàn)有鋁殼線繞電阻器相比，具有如下優(yōu)點[0011]I、采用氧化鋅陶瓷線性電阻片作為電阻心體，由于氧化鋅陶瓷線性電阻材料是一種半導(dǎo)體材料，其電阻率可以通過工藝配方進(jìn)行控制，所以可制成適應(yīng)各種形狀(如本實用新型中的圓環(huán)狀)及不同阻值要求的電阻體，該電阻體具有導(dǎo)體體積大(約為金屬電阻絲的 16倍)、幾乎無電感(微亨級)、可吸收短時疊加能量(瞬間沖擊能量)500-1200J/cm3等特點， 用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)能量吸收電阻器中，可大大減小兩列車會車時電阻器易燒毀的風(fēng)險，提高了使用的安全可靠性。[0012]2、由于陶瓷材料相比金屬是不良導(dǎo)熱體，因此本實用新型采用在氧化鋅陶瓷線性電阻片之間設(shè)置鋁合金散熱體(包括端部散熱體及中間散熱體)的結(jié)構(gòu)，解決了陶瓷線性電阻片散熱不良的問題，使該電阻器吸收持續(xù)能量的效果不亞于傳統(tǒng)電阻器。[0013]3、本實用新型電阻器結(jié)構(gòu)簡單，體積小(相同能量耐受能力條件下)，約為鋁殼線繞電阻器的1/3重量輕，制造成本較低。[0014]本實用新型電阻器還可應(yīng)用于電力系統(tǒng)中性點接地裝置、開關(guān)保護(hù)裝置、兆瓦級風(fēng)電卸荷裝置、通信系統(tǒng)基站電源控制裝置等領(lǐng)域。


[0015]
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。[0016]圖I為現(xiàn)有的一種鋁殼線繞電阻器結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖2為本實用新型電阻器結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖3為圖2中的端部散熱體結(jié)構(gòu)圖。[0019]圖4為圖2中的中間散熱體結(jié)構(gòu)圖。[0020]圖I至圖4中1、金屬桿；2、墊片；3、內(nèi)帽；4、絕緣套管；5、電阻絲；6、石英砂；7、 鋁殼；8、外帽；9、螺母；10、平墊片；11、彈簧片；12、端部散熱體；13、絕緣環(huán)；14、中間散熱體；15、陶瓷電阻片；16、腔隙；17、陶瓷絕緣片；18、擴(kuò)孔；19、內(nèi)凹臺。
具體實施方式
[0021]參見圖2，一種用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，包括絕緣套管4及其中的金屬桿1，絕緣套管外周穿有四個陶瓷電阻片15，絕緣套管外周還穿有兩個端部散熱體 12以及三個中間散熱體14，其中，端部散熱體位于絕緣套管兩端外周，中間散熱體位于兩端部散熱體之間的絕緣套管中部外周。中間散熱體之間、端部散熱體與中間散熱體之間通過陶瓷電阻片15電連接，該陶瓷電阻片為氧化鋅陶瓷線性電阻片。金屬桿兩端設(shè)有螺紋， 通過陶瓷絕緣片17、平墊片10、彈簧片11、以及螺母9將兩個端部散熱體12及三個中間散熱體14 (包括四個氧化鋅陶瓷線性電阻片)縱向緊密連接。本實用新型并不局限于以上實施例，如電阻片、中間散熱體的數(shù)量可根據(jù)不同規(guī)格電阻器的設(shè)計要求進(jìn)行調(diào)整。[0022]陶瓷絕緣片17為一個帶凸起環(huán)的絕緣墊片，相應(yīng)在端部散熱體12的一個端面設(shè)置有一小段擴(kuò)孔18 (圖3)，電阻器裝配時，陶瓷絕緣片的凸起環(huán)插入到該小段擴(kuò)孔中，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，增加了端部散熱體與金屬桿之間的爬電距離，增大了兩者在端部的絕緣程度。[0023]參見圖3、圖4，端部散熱體12和中間散熱體14均為鋁合金制成的中空圓柱體，外周設(shè)有密集的等間距散熱裙邊，其中，端部散熱體的另一個端面、中間散熱體的兩個端面上設(shè)置有內(nèi)凹臺19 ;兩個中間散熱體內(nèi)凹臺之間、以及端部散熱體與中間散熱體的內(nèi)凹臺之間通過絕緣套管4和絕緣環(huán)13形成密閉環(huán)狀室腔，陶瓷電阻片15就位于該密閉環(huán)狀室腔中(圖1)，該結(jié)構(gòu)可以防灰塵、水汽等進(jìn)入該密閉環(huán)狀室腔造成對電阻心體的污染，提高陶瓷電阻片的使用壽命。[0024]由于陶瓷電阻片的兩端電極面全部接觸鋁合金散熱體，所以使得陶瓷電阻片受熱后的熱量可迅速通過散熱體傳遞，大大提高了電阻器的散熱效率。密閉環(huán)狀室腔的絕緣環(huán)側(cè)內(nèi)壁與陶瓷電阻片的外經(jīng)之間留有腔隙16 (圖1)，該結(jié)構(gòu)實際上是給陶瓷電阻片、散熱體受熱后留出的徑向膨脹縫，以防止部件膨脹所造成電阻器結(jié)構(gòu)性應(yīng)力缺陷而遭至損壞。[0025]本實用新型對上述采用氧化鋅陶瓷線性電阻片制備的電阻器與現(xiàn)有鋁殼線繞電阻器在電力機(jī)車上進(jìn)行了幾項使用性能對比實驗，所得到的結(jié)果示于表I。從表I可看出， 本實用新型的電阻器明顯優(yōu)于傳統(tǒng)電阻器，具有很好的推廣應(yīng)用前景。[0026]表I[0027]
權(quán)利要求1.一種用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，包括絕緣套管及其中的金屬桿，其特征在于，所述絕緣套管外周穿有至少一個氧化鋅陶瓷線性電阻片，所述絕緣套管外周還穿有兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體以及至少一個中間散熱體，其中，端部散熱體位于絕緣套管兩端外周，中間散熱體位于兩端部散熱體之間的絕緣套管中部外周；所述端部散熱體之間，或者中間散熱體之間和端部散熱體與中間散熱體之間通過氧化鋅陶瓷線性電阻片電連接；所述金屬桿兩端設(shè)有連接件將兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體及中間散熱體縱向緊密連接。
2.如權(quán)利要求I所述的用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，其特征在于，所述的端部散熱體和中間散熱體均為鋁合金制成的中空圓柱體，其中，端部散熱體的一個端面、 中間散熱體的兩個端面上設(shè)置有內(nèi)凹臺；兩個端部散熱體內(nèi)凹臺之間，或者兩個中間散熱體內(nèi)凹臺之間以及端部散熱體與中間散熱體的內(nèi)凹臺之間通過絕緣套管和絕緣環(huán)形成密閉環(huán)狀室腔，氧化鋅陶瓷線性電阻片位于該密閉環(huán)狀室腔中。
3.如權(quán)利要求2所述的用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，其特征在于，所述密閉環(huán)狀室腔的絕緣環(huán)側(cè)內(nèi)壁與陶瓷電阻片的外經(jīng)之間留有腔隙。
4.如權(quán)利要求I所述的用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，其特征在于，所述連接件包括螺母、螺母與端部散熱器之間的墊片，該螺母通過金屬桿兩端的螺紋，將兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體及中間散熱體縱向緊密連接。
5.如權(quán)利要求4所述的用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，其特征在于，所述墊片為一個帶凸起環(huán)的陶瓷絕緣片，相應(yīng)在端部散熱體的另一端面設(shè)置一小段擴(kuò)孔，電阻器裝配時，陶瓷絕緣片的凸起環(huán)插入到該小段擴(kuò)孔中。
6.如權(quán)利要求I至5之一所述的用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，其特征在于，所述端部散熱體和中間散熱體外周設(shè)有密集的等間距散熱裙邊。
專利摘要本實用新型公開了一種用于電力機(jī)車制動系統(tǒng)的能量吸收電阻器，包括絕緣套管及其中的金屬桿，其特征在于，所述絕緣套管外周穿有至少一個氧化鋅陶瓷線性電阻片，所述絕緣套管外周還穿有兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體以及至少一個中間散熱體，其中，端部散熱體位于絕緣套管兩端外周，中間散熱體位于兩端部散熱體之間的絕緣套管中部外周；所述端部散熱體之間，或者中間散熱體之間和端部散熱體與中間散熱體之間通過氧化鋅陶瓷線性電阻片電連接；所述金屬桿兩端設(shè)有連接件將兩個端部散熱體，或者兩個端部散熱體及中間散熱體縱向緊密連接。
文檔編號H01C13/02GK202749178SQ20122037824
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者陳亮, 陳存貝 申請人:西安東太電子陶瓷有限公司