专利名称：用于制造断路器极柱部分的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造断路器极柱部分的方法，断路器极柱部分包括由至少一 层塑料材料制成的注射成型外部绝缘套管，其用来容纳用于接通和断开中压电路的内部真 空灭弧室插件。
背景技术：
通常断路器极柱部分与中压或高压断路器是一体的。特别地，中压断路器定额在 高电流等级的1和72KV之间。这些断路器通过在真空容器中产生和熄灭电弧来中断电流。 现代真空断路器预期比空气断路器具有更长寿命。现在，在室内应用中，真空断路器取代了 空气断路器。然而，本发明并不仅仅适用于真空断路器，其也适用于空气断路器或者新型 SF6断路器，SF6断路器具有充满氟化硫气体的腔室。
用于致动断路器的通常是具有高力密度的磁致动器，磁致动器使断路器的电气触 头移动以用于中断电力，尤其是在中压技术领域中。因此，在磁致动器的可动衔铁和断路器 装置的可动的电触头之间提供有机械连接。
文献DE102004060274A1公开了一种用于制造中压或高压断路器的断路器极柱部 分的方法。真空灭弧室插件嵌入到绝缘材料中且封装到所述材料中。真空灭弧室插件本身 基本上包括绝缘壳体，绝缘壳体基本上是圆柱形且在端部闭合以形成内部真空腔室。该真 空腔室包括固定电触头和相应的可动电触头以形成电气开关。在可动电触头上设置有可折 叠的波纹管，可折叠的波纹管允许各个电触头在真空腔室内的电流馈送线路上移动。如上 所述，真空灭弧室插件内为真空环境，以保证尽可能快地熄灭在通电和断电过程中产生的 电弧。
通常，这样的真空灭弧室插件被塑料材料封装，以增强真空灭弧室插件的外部介 电强度。进而，塑料材料以绝缘套管或者绝缘罐的形式围绕真空灭弧室插件形成稳定的外tJXi O
为了避免可能发生的裂缝，已知的且在现有技术中应用的方式是引入阻尼层或 者补偿层，以便补偿在真空灭弧室插件表面和围绕其的绝缘套管之间不同的热膨胀系数。 为了这个目的，通常使用弹性材料例如橡胶或者硬橡胶材料。
在制造断路器极柱部分的过程中，第一步是将外部电触头安置到绝缘套管中。在 第二步中，将预安装的灭弧室插件浸渍到液体橡胶溶液中。在第三步中，外部绝缘套管或者 绝缘罐由塑模(或者注射成型)成型制成，将真空灭弧室插件封装到塑料材料中。在接近 170摄氏度的高处理温度下通过模制将真空灭弧室插件封装的过程中，液体橡胶溶液硫化 且形成了上述的补偿层。然而，对于硫化而言，加热的模制形式是必要的。
文献US2008/014M85A1公开了另一种制造中压或者高压断路器极柱部分的方 法。外绝缘套管由塑料注射成型工艺而成，其中真空腔室插件通过注射成型封装。绝缘套 管优选地由塑料或者橡胶弹性材料制成。在真空灭弧室插件进行塑料包埋之前，其被补偿 层包住。为了达到良好的粘附性状，添加了额外的粘结剂。在制造过程中，补偿层最先应用到真空灭弧室插件上，真空灭弧室插件在接下来的步骤中通过注射成型被塑料材料封装， 然后设置更多的塑料层。为了实现该多层设计，需要相应数量的不同注射成型模具。
进而，该工艺需要抗压性和增强的真空灭弧室插件以应对在模制过程中通常超过 100巴的流体压力。发明内容
本发明的目标是提供一种有效制造如上所述断路器极柱部分的方法。
根据本发明，提供了一种用于制造断路器极柱部分的方法，所述断路器极柱部分 包括由至少单层塑料材料制成的外部注射成型绝缘套管，绝缘套管用以容纳用于接通或断 开中压电路的内部真空灭弧室插件，所述方法包括以下制造步骤
1)通过在注射成型过程中施加超过80巴的高压来预制造绝缘套管，
2)通过前端螺纹旋拧入绝缘套管中来组装灭弧室插件且确保沿灭弧室插件和绝 缘套管之间横向区域的间隙，
3)在正常压力下填充灌封材料到间隙中以密封该间隙。
与根据本发明的该方法相关联地，提供了相应的设备，其根据用于执行根据本发 明的制造的步骤的适当装置。
本发明描述了在第一步骤中在没有内部真空灭弧室插件的情况下预制造单一的 绝缘套管。通过在塑料材料的注射成型过程中应用高压可以提高绝缘套管的包覆能力的性 能。在将真空灭弧室插件组装到模具中后，在绝缘套管和真空灭弧室插件之间出现了间隙。 该间隙将会在接下来的步骤中被适当的灌封材料覆盖。这种新的制造过程是非常灵活的， 因为只用一种绝缘套管就能制出不同的真空灭弧室插件。根据本发明的制造过程能全部自 动化完成。
优选地，使用由灭弧室插件施加的扭矩来将灭弧室插件通过前端螺纹旋拧入绝缘 套管中。不需要额外的安装工具或者类似物。因此，模制在绝缘套管中的电连接器的内部 末端形成为类似于螺栓。在灭弧室插件前侧形成了相应的螺纹部。这种机械连接也将电流 弓I导至真空灭弧室插件的内部电触头。
优选地，用于注射成型绝缘套管的高压在80巴到500巴的范围内。这样的高压注 射成型提高了绝缘套管包覆能力的性能。
为了方便从外部与真空灭弧室插件的电触头元件建立电连接，在注射成型成型过 程中，在绝缘套管中可以铸入相应的上电连接器和下电连接器。
用于执行在前描述的方法步骤的设备优选地包括注射成型模具，其代表了用来预 制造绝缘套管的装置。该注射成型模具应该包括在注射成型过程中用来将电连接器保持在 适当位置的托架装置。
通过前端螺纹旋拧到周围的绝缘套管中来组装灭弧室插件的步骤可以手工操作。 优选地，提供了用于组装的装置，其可以是电动螺丝刀装置，以便自动的完成组装过程。
出于同样的原因，用于在组装之后填充在灭弧室插件和绝缘套管之间的间隙的装 置可以通过一种注射设备来实现，该注射设备具有一个或者多个喷嘴以快速均勻地施加灌 封材料。适当的灌封材料包括聚氨酯填充料。
根据本发明的另一个方面，绝缘套管的塑料材料优选地包括热塑性材料。对于绝4缘套管也可以进行多层设计。绝缘套管的厚度和层结构由要实现的电绝缘特性和机械稳定 特性所决定。优选地，绝缘套管壁的厚度在2-4mm范围之间，且根据位于灭弧室插件和绝缘 套管之间的间隙的宽度和间隙中的灌封材料而进行设计。
根据下面参考相应附图的详细描述，本发明的前述和其他方面将会很显然。
图1是由磁致动器操作的中压断路器的示意图，
图2是断路器极柱部分的示意性轴向剖视图，
图3是执行制造断路器极柱部分方法的设备的示意图。
具体实施方式
如图1中所示的中压断路器主要包括真空灭弧室1，真空灭弧室具有内部固定电 触头2和相应的可动的电触头3。
电触头2和电触头3构成了中断电力的开关。可动的电触头3通过传动轴4在闭 合和断开位置之间移动。传动轴4在内部将双稳态磁致动器5的机械能量连接至真空灭弧 室1的可动的电触头3。磁致动器5包括用于将衔铁6断开并移至相对位置(这通过由未 示出的电磁铁和永磁铁装置产生的磁场来实现)的双稳态磁性装置。
根据图2，在前描述的断路器的极柱部分包括由单层塑料材料制成的用于提供包 覆的外绝缘套管7和用于接通或断开中压电路的内部真空灭弧室8。为了达到优良的包覆 性能，绝缘套管7通过在注射成型过程中采用超过80巴的高压而预制造。通过借助前端螺 栓9的螺纹部分旋拧入绝缘套管7中，灭弧室插件8组装到预制造的绝缘套管7中。在绝 缘套管7和内部灭弧室插件8之间的几何关系设计成沿着灭弧室插件8和绝缘套管7的横 向区域11形成有中间间隙10。最后，所述间隙10在正常压力下填充以灌封材料12，以密 封所述间隙10且形成额外的补偿层。
图3示出了制造极柱部分设置的设备的主要部分。为了预制造绝缘套管7，提供了 注射成型模具13。注射成型模具13包括托架装置14以用来将绝缘套管7中的电连接器保 持在适当位置(步骤1)。
接下来，内部真空灭弧室插件8通过螺栓9旋拧到绝缘套管7中。该组装步骤是 由电动螺丝刀装置15自动实现的(步骤2)。
最后，利用连接到用来储存灌封材料的容器17的喷嘴16，在灭弧室插件8和周围 的绝缘套管7之间的间隙10中填充灌封材料。采用重力来将填充材料均勻地分散在围绕 灭弧室插件8的间隙空间中。
本发明并不被上面所述的优选实施例所限制，优选实施例仅仅作为例子，而且在 下面申请的权利要求限定的保护范围内能通过各种方式修改。
标记列表
1中压断路器
2电触头
3电触头
4传动轴
5双稳态磁致动器
6衔铁
7绝缘套管
8真空灭弧室插件
9螺栓
10间隙
11横向区域
12灌封材料
13注射成型模具
14托架装置
15电动螺丝刀装置
16喷嘴
17容器。
权利要求
1.一种用于制造断路器极柱部分的方法，该极柱部分包括由至少一层塑料材料制成的 注射成型外部绝缘套管(7)，所述绝缘套管(7)用以包覆用于接通或断开中压电路的内部 真空灭弧室插件(8)，其特征在于在注射成型过程中通过施加超过80巴的高压来预制造绝缘套管(7)，通过前端螺纹旋拧入绝缘套管(7)中来组装灭弧室插件(8)且确保沿灭弧室插件(8) 和绝缘套管(7)之间横向区域(11)的间隙(10)，在正常压力下填充灌封材料(12)到间隙(10)中以密封该间隙(10)。
2.如权利要求1所述的用于制造断路器极柱部分的方法，其特征在于，使用由灭弧室 插件(8)施加的扭矩来将灭弧室插件(8)通过前端螺纹旋拧入绝缘套管(7)中。
3.如权利要求1所述的用于制造断路器极柱部分的方法，其特征在于，用于注射成型 所述绝缘套管(7)的高压在80巴到500巴的范围内。
4.如权利要求1所述的用于制造断路器极柱部分的方法，其特征在于，在注射成型过 程中，将上电连接器( 和下电连接器C3)铸入绝缘套管(7)中。
全文摘要
本发明提供了一种用于制造断路器极柱部分的方法，该极柱部分包括由至少一层塑料材料制成的注射成型外部绝缘套管(7)，所述绝缘套管(7)用以包覆用于接通或断开中压电路的内部真空灭弧室插件(8)，其特征在于在注射成型过程中通过施加超过80巴的高压来预制造绝缘套管(7)，通过前端螺纹旋拧入绝缘套管(7)中来组装灭弧室插件(8)且确保沿灭弧室插件(8)和绝缘套管(7)之间横向区域(11)的间隙(10)，在正常压力下填充灌封材料(12)到间隙(10)中以密封该间隙(10)。根据本发明，能够有效地制造断路器极柱部分。
文档编号H01H33/66GK102044354SQ20101057070
公开日2011年5月4日 申请日期2010年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者D·根奇 申请人:Abb技术股份公司