一种真空断路器及真空灭弧室的制作方法

本实用新型涉及高压断路器领域，具体涉及一种真空断路器及真空灭弧室。

背景技术：

真空灭弧室是中高压电力开关的核心部件，主要安装在高压真空断路器中，通过管内真空优良的绝缘性来使中高压电路切断电源后能够迅速熄灭电弧并且抑制电流，起到稳定电路的作用，避免事故和意外的发生。真空灭弧室的气密绝缘壳内部为真空环境起到绝缘作用，同时在断路器中灭弧室外充入高压气体( 如干燥空气、SF6、CO2、N2或混合气体)来起到外部绝缘作用。在有些变开距结构的灭弧室中，SF6气体会在高温电弧发生时产生有毒气体，且在灭弧室失效后，其中的SF6可能会泄露，增加了对自然环境中温室气体的排放。

在现有技术的真空灭弧室中，波纹管为不可缺少的元件，既能保证灭弧室的密封，又能借助它来实现动静触头的相对运动，波纹管为焊接在动端盖板的运动密封件，波纹管内部与灭弧室外界联通，充满了高压气体，但另一侧为真空结构，使波纹管收到了气体压力，波纹管会在开关合闸分闸时进行压缩或伸长复原的运动，在灭弧室内进行往复的机械运动，波纹管在存在压力差的环境中进行工作，频繁的机械变形容易使自身失效，使波纹管管壁破损，导致真空灭弧室漏气，使真空灭弧室使用寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种使用寿命长的真空断路器及真空灭弧室。

为实现上述目的，本实用新型中真空断路器采用如下技术方案：

技术方案1：一种真空断路器，包括封闭的断路器外壳、设置在断路器外壳内的真空灭弧室和用于驱动真空灭弧室动作的操动机构，真空灭弧室包括绝缘外壳、动导电杆和波纹管，还包括固定在绝缘外壳上的端盖，所述端盖与所述波纹管围成密封的过渡气室，所述动导电杆穿过所述端盖并与端盖之间通过密封圈直动密封配合。其有益效果在于：使用端盖能与波纹管形成过渡气室，能够使真空灭弧室处于三个气室的环境中，其内部环境为真空，在外部绝缘处使用高压的氮气，干燥空气以及混合气体作为绝缘介质，在端盖与波纹管内的过渡气室为安装时的大气压。由于端盖内设有与动触头直动密封配合的密封件，避免了高压气体直接进入波纹管内，使得装配时在波纹管通入空气，处于介于真空与高压气体之间的过渡大气压，避免了波纹管内外有较强的压差，使波纹管寿命降低。且端盖为整体装配后与绝缘外壳连接，精度高，误差小，密封性强。同时，密封圈在工作压力和一定的温度范围内具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高密封性能，且密封圈的抗腐蚀能力强，不易老化，工作寿命长，耐磨性好，在磨损后能在一定程度上自动补偿，结构简单，使用维护方便，使密封圈有更长的寿命。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述端盖供动导电杆穿过的部分为套体部分，所述套体部分的内壁上设有与动导电杆导向移动配合的导向套。其有益效果在于：以端盖为基座安装有导向套，使用导向套对动导电杆的运动其导向作用，保证了在动作过程中真空灭弧室动静触头的同轴度，从而保证了动静触头的接触面积，同时东导电杆通过导向套运动，避免在装配过程中扭伤波纹管。同时导向管也保证了动导电杆与密封圈配合的密封性，不会使动导电杆在运动时与密封圈配合不严，导致真空灭弧室漏气。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述导向套的内壁上设有与动导电杆密封配合的内密封圈，所述导向套的外壁上设有与所述套体部分的内壁密封配合的外密封圈。其有益效果在于：使用密封圈能够保证导向套在端盖内的密封性，保证了动导电杆在运动时的动密封性，不会使真空灭弧室出现泄漏的现象。

技术方案4：在技术方案2的基础上，所述导向套设有沿轴向间隔布置的两个以上。其有益效果在于：设置多个导向套能够增强导向作用和密封性。

技术方案5：在技术方案2或3或4的基础上，动导电杆与端盖之间的密封圈为成组设置的V型密封圈，且在所述套体部分内靠近绝缘外壳的一端设有与V型密封圈配合的支撑环，在套体部分内远离绝缘外壳的一端设有与V型密封圈配合的压环。其有益效果在于：V型密封圈是一种轴向作用的弹性橡胶密封圈，用作转轴无压密封，密封唇有较好的活动性和适应性，可补偿较大的公差和角度偏差， V型密封圈为唇形密封圈，在装配有会有一定的变形，在动导电杆直动过程中，V型密封圈会与被密封面贴合更紧，实现密封作用。支撑环为支撑V型密封圈的重要部件，其断面厚而结实，尺寸精确，凹形角与V型密封圈相同或稍大，能使密封圈安放安稳。压环能给V型密封圈造成一个初始压缩量，使其与被密封面充分接触，并可对V型密封圈的压缩量进行调节。

技术方案6：在技术方案5的基础上，所述套体部分上螺纹连接有用于压紧所述压环的螺纹套。其有益效果在于：使用螺纹套能够方便调节压环的位置，从而来压紧V型密封圈，并且螺纹套为冷轧不锈钢件，性能优于在端盖底座内攻丝形成的螺纹，能够分散应力，保护基体螺纹，可提高使用性能，延长了端盖底座的使用寿命。

技术方案7：在技术方案6的基础上，所述螺纹套外周面上设有大径段，所述大径段内设有密封槽，所述密封槽用于安装与动导电杆密封配合的密封圈。其有益效果在于：螺纹套内开设密封槽，能够安装密封圈来保证动导电杆的动密封性，并且在外周面设置有大径段，保证了螺纹套的壁厚均匀，并且保证了螺纹套整体的结构强度。

技术方案8：在技术方案2或3或4的基础上，动导电杆与端盖之间的密封圈为Y型密封圈，所述Y型密封圈设置有两个以上，至少有两个Y型密封圈的开口相反。其有益效果在于：Y型密封圈依靠张开的唇边贴于密封副耦合面，主要用于往复运动密封，且Y型密封圈只能起单向密封的作用，所以要成对设置多个开口相反的Y型密封圈，并且Y型密封圈密封性能可靠，摩擦阻力小，运动平稳，耐压性能好，适用压力范围广。

为实现上述目的，本实用新型中真空灭弧室采用如下技术方案：

技术方案1：一种真空灭弧室，包括绝缘外壳、动导电杆和波纹管，还包括固定在绝缘外壳上的端盖，所述端盖与所述波纹管围成密封的过渡气室，所述动导电杆穿过所述端盖并与端盖之间通过密封圈直动密封配合。

技术方案2：在技术方案1的基础上，所述端盖供动导电杆穿过的部分为套体部分，所述套体部分的内壁上设有与动导电杆导向移动配合的导向套。

技术方案3：在技术方案2的基础上，所述导向套的内壁上设有与动导电杆密封配合的内密封圈，所述导向套的外壁上设有与所述套体部分的内壁密封配合的外密封圈。

技术方案4：在技术方案2的基础上，所述导向套设有沿轴向间隔布置的两个以上。

技术方案5：在技术方案2或3或4的基础上，所述密封圈为成组设置的V型密封圈，且在所述套体部分内靠近绝缘外壳的一端设有与V型密封圈配合的支撑环，在套体部分内远离绝缘外壳的一端设有与V型密封圈配合的压环。

技术方案6：在技术方案5的基础上，所述套体部分上螺纹连接有用于压紧所述压环的螺纹套。

技术方案7：在技术方案6的基础上，所述螺纹套外周面上设有大径段，所述大径段内设有密封槽，所述密封槽用于安装与动导电杆密封配合的密封圈。

技术方案8：在技术方案2或3或4的基础上，动导电杆与端盖之间的密封圈为Y型密封圈，所述Y型密封圈设置有两个以上，至少有两个Y型密封圈的开口相反。

附图说明

图1为本实用新型中真空灭弧室的结构示意图；

图2为本实用新型中端盖的结构示意图；

图3为本实用新型中真空灭弧室气室环境的示意图；

图4为本实用新型中真空灭弧室的另一种实施例的结构示意图。

图中：1.绝缘外壳；2.屏蔽罩；3动静触头；4.波纹管；5动导电杆；6.端盖；7.导向套；8.O型密封圈；9.支撑环；10.V型密封圈；11.压环；12.螺纹套；13.端盖底座；14.真空环境；15.高压气体环境；16.标准大气压环境；17.Y型密封圈；18.导电引出零部件；19.金属垫片；20.密封槽。

具体实施方式

如图1~3所示:本实用新型提供了一种使用寿命长的真空灭弧室及使用这种真空灭弧室的真空断路器，其中真空灭弧室包括动触头、绝缘外壳和波纹管，动触头连接有动导电杆5，在动导电杆5直动伸出绝缘外壳1的一端，设置有与动导电杆5直动密封配合的端盖6，端盖6通过密封安装，与波纹管4围成了一个密封的过渡气室，即在装配过程中的标准大气压环境16，在端盖6的内孔中设置有可以与动导电杆5直动配合的密封圈，端盖6通过径向设置的外缘与绝缘外壳1进行挡止配合。端盖6包括端盖底座13和安装在端盖底座13内的导向套7和螺纹套12，导向套7设置在端盖底座13靠近绝缘外壳的一端，并且通过安装在导向套内的O型密封圈8与端盖底座13密封配合，螺纹套12通过螺纹连接设置在端盖底座13远离绝缘外壳的一端。

动导电杆5能够在端盖6的套体部分内沿轴向往复运动或绕轴向转动。其中在端盖上6加工有通孔用于螺钉连接，将端盖6与绝缘外壳1固定连接。在端盖6供动导电杆5穿设的套体部分中设置有能够保证动导电杆5直动密封配合的V型密封圈9，V型密封圈9成组设置，并且在两侧设置有能够与V型密封圈9配合的压环11和支撑环9。

在动导电杆5动作带动动静触头3接触或脱离时，端盖6中，在端盖底座13与绝缘外壳1配合端面设置有导电引出零部件18，并在导电引出零部件18处于端盖底座13内侧处安装导向套7，动导电杆5能够与导向套7配合做沿轴向的往复运动，同时导向套7为动导电杆5在装配时的限位件，不仅用来调整动静触点3的同轴度，而且限制了动导电杆5的轴向位置，以免破坏在绝缘外壳1内的波纹管4。

在端盖底座13的另一侧，将螺纹套12与底座内的内螺纹配合，并在螺纹套12的内侧端面设置有金属垫片，技术人员可以根据压缩量与金属垫片数量来调整螺纹套12的拧入深度。动导电杆在螺纹套内运动，螺纹套经摩擦失效后直接更换。在螺旋套12安装之前，先在端盖底座13内，使用O型密封圈8与导向套7做配合，O型密封圈8为弹性材料，能完全直动密封。在O型密封圈8的配合面安装用于支撑V型密封圈的支撑环，支撑断面厚，且凹形角与V型密封圈相同或稍大，用于稳定放置密封圈，在此之后使用V型密封圈8来进行密封，V型密封圈为唇形密封圈，在自由状态下其唇部外径大于端盖底座13的内径，在装配之后，有一定变形，由于支撑环对V型密封圈的支撑作用，这种变形发生在唇尖，并在接触部位产生压力，所以即使不对V型密封圈10施加压力，其自身也能产生内压。安装完V型密封圈8后，使用压环9来与已安装好的V型密封圈8配合，压环能给V型密封圈一个初始压缩量，能使V型密封圈与被密封充分接触，并且通过改变压环9的位置来对V型密封圈的压缩量进行调节。最后在端盖底座13内部旋入上述螺纹套12，使用螺纹套能够方便调节压环的位置，从而来压紧V型密封圈。最后动导电杆5通过直动密封机构6套体部分的内腔，使用螺钉将端盖6与绝缘外壳1进行连接。

由于端盖6的存在，改变了传统技术中真空灭弧室内外两个不同压强气室的情况，改善了波纹管的受力情况，增加了使用寿命，因为在制造安装真空灭弧室时，绝缘外壳1与波纹管4围成的封闭区域已经成为第一个真空环境14，且在其中放置有吸收剂，在燃弧过程中，金属蒸汽会在屏蔽罩2上冷凝，会释放出少量气体，吸收剂会吸收一部分气体，使真空灭弧室维持较高的真空度。在对真空灭弧室的动导电杆5进行直动密封之后，外部的绝缘环境可采用高压气体，如N2或干燥空气，来形成第二个外部绝缘气室的高压气体环境15，保证了灭弧室的绝缘性能。同时在装配时，波纹管4的内部与大气相联通，为正常的大气压强，形成了第三个标准大气压环境16，波纹管壁内外的气压差较小，在波纹管做机械往复运动时，疲劳程度降低，达到了延长使用寿命的目的。

如图4所示，本实用新型中的密封件也可以采用其他的形式，例如使用反向成对设置的Y型密封圈，并且在动密封座内设置有多个Y型密封圈，一个Y型密封圈只能起单向密封的作用，所以要成对设置，并且Y型密封圈密封性能可靠，摩擦阻力小，运动平稳，耐压性能好，适用压力范围广，并且在底座内Y型密封圈之间设置有密封槽用于设置O型密封圈，保证密封性，并且在端盖底座13与真空灭弧室连接时，真空灭弧室上设置有密封槽，通过密封圈与端盖底座连接，保证了密封性。

在其他实施例中，过渡气室内的大气环境还可以为介于真空与高压环境的压力阶梯之间的过渡大气压力，避免波纹管内外压差过大，保证了波纹管在机械运动时的强度，提高了波纹管的使用寿命。