一种固封极柱的制作方法

本发明涉及一种固封极柱，具体涉及一种环保塑料的固封极柱，属于真空断路器技术领域。

背景技术：

现有的户内或户外固封极柱一般由上出线、下出线、真空灭弧室、环氧树脂壳体构成，工艺多采用压力凝胶或真空浇注工艺。其缺点是固化时间长，单位质量重，环氧树脂废料难降解，不能满足环保的要求。

为解决上述问题，可利用热塑性环保塑料代替环氧树脂作为固封极柱绝缘壳。与环氧树脂固封极柱相比，环保塑料固化时间短、密度为环氧树脂的80%、绝缘强度较环氧树脂提高50%。但在注塑成型的过程中，由于注塑压力高形成巨大的注塑冲击力会对真空灭弧室的端面不锈钢层产生变形，严重的会使不锈钢的焊接面开裂致使真空灭弧室失效。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种环保塑料的固封极柱。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种固封极柱，其特征在于：包括触头、壳体、真空灭弧室；

所述壳体采用热注塑工艺成型，包裹在触头中下部及真空灭弧室外，形成固封极柱；

所述真空灭弧室包括静触头、瓷瓶、动触头；静触头、动触头分别设置在真空灭弧室的两端，静触头与瓷瓶的连接处通过不锈钢层包裹；

所述触头包括异形件、圆罩部，所述异形件底端与圆罩部顶端连接，所述圆罩部中心设置有与真空灭弧室的静触头相配合的凹槽；圆罩部与真空灭弧室静触头端的不锈钢层相配合；

所述真空灭弧室的静触头置于圆罩部中心凹槽中，触头的异形件下部与静触头通过电连接件连接，圆罩部紧密接触并包覆在真空灭弧室的不锈钢层外，用于防止壳体注塑过程中压力过大导致真空灭弧室的不锈钢层变形。

所述壳体的材质为环保塑料，采用高性能尼龙（HPN）+玻璃纤维（GF）或PBT+增韧材料。

作为优选方案，所述触头还包括中空圆柱部，所述异形件底端与圆罩部顶端通过中空圆柱部连接，所述中空圆柱部作为电连接件的连接通道。

进一步的，所述中空圆柱部和圆罩部同轴心设置，中空圆柱部底端与圆罩部顶端相连通。更为优选的，所述圆罩部平面厚度不小于10mm；圆罩部内表面粗糙度至少3.2级。

作为优选方案，所述的固封极柱，其特征在于：所述电连接件为螺钉或焊接件。

作为优选方案，所述的固封极柱，其特征在于：所述触头的材质为压铸紫铜；所述静触头的材质为镀银紫铜。

作为优选方案，所述的固封极柱，其特征在于：所述动触头与瓷瓶的连接处通过不锈钢层包裹。

作为优选方案，所述的固封极柱，其特征在于：所述壳体包括壳体本体、第一安装座、第二安装座、第三安装座、第四安装座；

所述第一安装座、第二安装座连接设置在壳体本体上部，第一安装座、第二安装座上分别设置有内嵌螺纹孔，用于分别通过螺栓连接安装支架与第一安装座、安装支架与第二安装座，将壳体固定安装在安装支架上；

所述壳体本体下端部连接设置第三安装座、第四安装座；

所述第三安装座上设置有销轴孔，用于与销轴配合安装绝缘拐臂，绝缘拐臂与真空灭弧室的动触头通过拉杆连接，所述第三安装座起绝缘拐臂的转动支撑作用，绝缘拐臂绕销轴转动实现真空灭弧室的通断功能；

所述第四安装座上设置有螺栓孔，用于安装软连接件和下导电件，软连接件的两端分别固定连接于真空灭弧室动触头和下导电件的一端，通过螺栓将软连接件与下导电件的连接端固定在第四安装座中，实现电流引出功能；

所述壳体本体下端还设置有安装孔，用于安装拉杆销。

作为优选方案，所述的固封极柱，其特征在于：还包括缓冲层，所述缓冲层包覆在触头的圆罩部及真空灭弧室的瓷瓶外，所述缓冲层位于真空灭弧室的瓷瓶与壳体之间，用于防止注塑冲击力对瓷瓶产生破坏。缓冲层材料为耐高温软胶；另外环保塑料直接作用在瓷瓶上凝固后之间会产生气泡，结合也不紧密，而有缓冲层后会改善。

有益效果：本发明提供的高可靠性环保塑料的固封极柱，具有以下优点：（1）触头直接固封在极柱里，触头下端的圆罩有效防止了注塑压力过大导致真空灭弧室不锈钢层的变形，触头上端的异形件可根据触点的要求而设计。（2）本发明采用环保塑料作为固封极柱的壳体，不仅减轻重量，提高性能，而且满足环境友好的要求。

附图说明

图1是本发明环保塑料固封极柱的剖视图；

图2是本发明环保塑料固封极柱的三维图；

图3是本发明中触头的三维图；

图4是本发明中真空灭弧室的外形图；

图5是本发明合位状态示意图；

图6是本发明分位状态示意图；

图7是本发明接地状态示意图；

图中：触头1、异形件11、中空圆柱部12、圆罩部13、凹槽131；

环保塑料壳体2、壳体本体21、第一安装座22、第二安装座23、第三安装座24、第四安装座25、安装孔26；

真空灭弧室3、静触头31、不锈钢层32、瓷瓶33、不锈钢层34、动触头35；

缓冲层4、螺钉5；接地触头6、主轴7、压力触片8、上出线9。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1至图3所示，一种环保塑料的固封极柱，包括触头1、环保塑料壳体2、真空灭弧室3、缓冲层4；触头1与真空灭弧室3的连接方式可以为螺钉5连接，还可以焊接（电连接），触头1与真空灭弧室3连接后包覆一层缓冲层4，放入模具后注入熔融的环保热塑性材料，冷却后形成上端固定下端可动的固封极柱。

如图1、图4所示，真空灭弧室3包括静触头31、不锈钢层32、瓷瓶33、不锈钢层34、动触头35；静触头31、动触头35分别设置在真空灭弧室3的两端，静触头31与瓷瓶33的连接处通过不锈钢层32包裹，动触头35与瓷瓶33的连接处通过不锈钢层34包裹。

如图1、图3所示，为触头1的三维模型，触头的材质为压铸紫铜，触头1包括异形件11、中空圆柱部12和底端设置的圆罩部13，所述异形件11、中空圆柱部12和圆罩部13从上往下依次连接，中空圆柱部12和圆罩部13同轴心设置，且中空圆柱部12底端与圆罩部13顶端相连通；圆罩部13中心设置有与真空灭弧室3的静触头31相配合的凹槽131；圆罩部13与真空灭弧室3的不锈钢层32相配合；

真空灭弧室3的静触头31置于圆罩部13中心凹槽131中，异形件11下部与静触头31通过螺钉5连接，所述中空圆柱部12作为螺钉5的连接通道。圆罩部13紧密接触并包覆真空灭弧室的不锈钢层32，所述圆罩部13平面厚度d至少10mm，可有效防止注塑压力过大导致真空灭弧室不锈钢层32变形，接触处圆罩部13内表面粗糙度至少3.2级。

在实际运用过程中可以根据接触点的位置不同而设计触头上端异形件11的形状，使其既满足足够的接触行程又符合所需的接触压力。

如图1所示，缓冲层4包覆在触头1的圆罩部13及真空灭弧室的瓷瓶33外，缓冲层4材料为耐高温软胶；缓冲层4作用：1、防止注塑冲击力对瓷瓶产生破坏，2、环保塑料直接作用在瓷瓶上凝固后之间会产生气泡，结合也不紧密，而有缓冲层后会改善。

当然，在工艺条件满足的前提下，可取消缓冲层4，环保塑料壳体2与真空灭弧室的瓷瓶33直接接触。

如图1、图2所示，所述环保塑料壳体2采用热注塑工艺成型，包裹在触头1中下部及真空灭弧室3外，环保塑料壳体2的材质为高性能尼龙（HPN）+玻璃纤维（GF）或PBT+增韧材料。

所述环保塑料壳体2包括壳体本体21、第一安装座22、第二安装座23、第三安装座24、第四安装座25、安装孔26；

所述壳体本体21包裹在触头中下部及真空灭弧室3外；

所述第一安装座22、第二安装座23连接设置在壳体本体21上部，第一安装座22、第二安装座23上分别设置有内嵌螺纹孔，用于通过螺栓连接安装支架与第一安装座22、安装支架与第二安装座23将环保塑料壳体2固定安装在安装支架上。

所述第三安装座24、第四安装座25连接设置在壳体本体21下端部；

所述第三安装座24上设置有销轴孔，用于与销轴配合安装绝缘拐臂，绝缘拐臂与真空灭弧室3的动触头35通过拉杆和拉杆销连接，所述第三安装座24起绝缘拐臂的转动支撑作用，绝缘拐臂绕销轴转动可实现真空灭弧室的通断功能。

所述第四安装座25上设置有内嵌螺纹孔，用于安装软连接件和下导电件，软连接件的两端分别固定连接于真空灭弧室动触头35和下导电件的一端，通过螺栓将软连接件与下导电件的连接端固定在第四安装座25中，实现电流引出功能；

所述壳体本体21下端还设置有安装孔26，用于安装拉杆销；

考虑到内部空间过小，安装绝缘拐臂后无法在环保塑料壳体内部安装拉杆销而设计了安装孔26，拉杆销可通过安装孔26进入壳体内部，为保证绝缘距离设计了单圆孔。

现根据三工位隔离开关的工作原理举例说明触头上部异形件的形状要求：

如图5所示为合位状态，嵌入主轴7中的一端压力触片8与触头异形件11的下部接触良好，另一端压力触片8与上出线9接触导通；设计好的接触压力保证在电动力的作用下压力触片8不离开异形件11。

当需要分闸时，顺时针转动主轴7，压力触片8与触头异形件11分离，如图6所示，此时形成明显的断点，为分位状态。

当需要接地检修时，顺时针转动主轴7，此时状态由分闸变成接地位，如图7所示，压力触片8的一端与异形件11的上部接触，另一端压力触片8与接地触头6连接导通。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。