一种固封极柱及真空断路器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种固封极柱及真空断路器，属于真空断路器技术领域。本实用新型的固封极柱包括上导电体、真空灭弧室，所述上导电体下端与真空灭弧室上端固定连接，所述上导电体的下端面与真空灭弧室的上端面之间具有间隙。本实用新型的固封极柱在上导电体的下端面与真空灭弧室的上端面之间设有间隙，该间隙的设置能够在保证导电可靠性的同时，有效减少注塑时的压力对上导电体造成的影响，避免了绝缘外壳的开裂现象，提高了固封极柱的表面质量。
【专利说明】
一种固封极柱及真空断路器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种固封极柱及真空断路器，属于真空断路器技术领域。
【背景技术】
[0002]在中压输电领域，特别是在12kV级，真空断路器的应用非常广泛。真空断路器的广泛应用根真空断路器技术的不断进步分不开，其中最重要的是固封极柱的技术进步。真空断路器的极柱绝缘经历了空气绝缘、复合绝缘、固封绝缘三个阶段，也分别对应三代真空断路器。固封极柱属于第三代极柱绝缘产品，它通过自动压力凝胶成型工艺(APG)，利用环氧树脂将灭弧室及上下出线端全部包封。这样不仅缩小了灭弧室尺寸，而且彻底不受外界环境(灰尘、潮气等)的影响，提高了耐候性，此时环氧树脂不仅作为绝缘体，而且还能起到机械支撑作用，其电场分布和应力分布优于其他各种形状的绝缘隔板结构。
[0003]但是，目前市场上使用的固封极柱存在较多的问题:温升高，由于极柱被环氧树脂固封且包覆厚度较大，散热性相对差，易出现温升问题；易开裂，真空灭弧室的陶瓷壳与环氧树脂的膨胀系数差别过大，会引起开裂问题，另外，操作振动、撞击、动热稳定或环境温度变化也会导致环氧树脂壳体产生开裂;难降解，产品报废后，废料不能重复利用，且降解周期长，不能满足环境友好的要求;质量大，由于环氧树脂材质特性的限制，材料用量大，从而造成产品的质量大。为了解决上述问题，现有技术中出现了利用热塑性塑料代替环氧树脂作为固封极柱的绝缘壳体的技术方案，即将固封极柱的上导电体、真空灭弧室、下导电体外部的绝缘壳体采用热塑性工程塑料制备。
[0004]但是，上述这些采用塑料制成绝缘壳体的固封极柱的绝缘材料与真空灭弧室的陶瓷壳体的膨胀系数相差较大，在浇注过程中由于上导电体与真空灭弧室之间的膨胀或者收缩会导致最终制得的固封极柱的绝缘壳体表面开裂，不利于在固封极柱的绝缘壳体外表面形成良好的表面质量，而且加工效率也较低，导致固封极柱的生产效率较低。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种固封极柱，以减少由于上导电体和真空灭弧室之间的膨胀或者收缩引起的固封极柱绝缘壳体的表面质量问题。本实用新型的目的还在于提供一种真空断路器。
[0006]为了实现以上目的，本实用新型的固封极柱的技术方案如下:
[0007]—种固封极柱，包括上导电体、真空灭弧室，所述上导电体下端与真空灭弧室上端固定连接，其特征在于，所述上导电体的下端面与真空灭弧室的上端面之间具有间隙。
[0008]所述上导电体下端设置有阶梯状沉孔，真空灭弧室上端设置有与所述阶梯状沉孔配合的阶梯状凸起，所述阶梯状沉孔与阶梯状凸起之间在上下方向上具有所述间隙。
[0009]所述阶梯状沉孔包括从上到下依次设置且外径逐渐增大的第一平面、第二平面、第三平面，真空灭弧室的上端设置有与上导电体下端的阶梯状沉孔形状匹配的阶梯状凸起，该阶梯状凸起具有与阶梯状沉孔的第一平面、第二平面、第三平面分别对应的第一上端面、第二上端面、第三上端面，第二平面与第二上端面之间具有间隙，第三平面与第三上端面之间具有间隙。
[0010]所述上导电体上设置有用来将上导电体与成型模具固定连接的锁止结构。该锁止结构可以保证上导电体和成型模具之间的位置固定。
[0011 ]所述固封极柱还包括绝缘壳体，所述绝缘壳体下端内表面设置有凸筋。
[0012]绝缘壳体下部的内外表面上均设置有伞裙。
[0013]所述伞裙在水平方向上的截面为梯形。
[0014]所述绝缘壳体为工程塑料。所述工程塑料包括尼龙和玻璃纤维。所述尼龙为PA66或者PA6。
[0015]所述绝缘壳体下端面嵌设有嵌件，所述嵌件外表面上设置有防脱凹槽。
[0016]真空灭弧室包括金属壳体以及套设在金属壳体外部的陶瓷壳体，所述金属壳体的外周面上套设有密封圈，所述密封圈的上表面与陶瓷壳体的环形下端面贴合。
[0017]本实用新型的真空断路器的技术方案如下:
[0018]—种真空断路器，包括上述的固封极柱。
[0019]本实用新型的固封极柱在上导电体的下端面与真空灭弧室的上端面之间设有间隙，该间隙的设置能够在保证导电可靠性的同时，有效减少注塑时的压力对上导电体造成的影响，避免了绝缘外壳的开裂现象，提高了固封极柱的表面质量。
[0020]进一步的，所述上导电体上设置有用来将上导电体与成型模具固定连接的锁止结构，在制备固封极柱时，将上导电体与成型模具通过锁止结构固定连接，能够保证上导电体与成型模具之间的位置关系，又能减少真空灭弧室所承受的压力。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的真空断路器的实施例中的固封极柱的结构示意图；
[0022]图2为图1的在竖直方向上的剖视图；
[0023]图3为图1的侧视图；
[0024]图4为图1中的上导电体的剖视图；
[0025]图5为图1中的上导电体的俯视图；
[0026]图6为图1中的下导电体的结构示意图；
[0027]图7为图1中的真空灭弧室的结构示意图；
[0028]图8为图1中上导电体和真空灭弧室连接后的结构示意图；
[0029]图9为图1中的嵌件的结构示意图；
[0030]图10为密封圈的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]本实用新型的真空断路器的实施例:
[0032]如图1-10所示，本实施例的真空断路器包括固封极柱，所述固封极柱包括绝缘壳体4以及设置在绝缘壳体中的上导电体1、真空灭弧室3、下导电体6、嵌件7，绝缘壳体采用工程塑料制成，所述工程塑料包括尼龙和玻璃纤维。
[0033]绝缘壳体将上导电体、真空灭弧室、下导电体、嵌件固封为一个整体，绝缘壳体整体上呈现上圆下方的形状，厚度均匀，连接处过渡圆滑。所述上导电体包括水平段和竖直段，竖直段的下端为近似圆柱体，竖直段的下端面上设置有开口朝下的圆形阶梯状沉孔，阶梯状沉孔包括从上到下依次设置且外径逐渐增大的三个圆环形平面:第一平面9、第二平面
10、第三平面11，真空灭弧室的上端设置有与上导电体下端的阶梯状沉孔形状匹配的阶梯状凸起，该阶梯状凸起具有与阶梯状沉孔的三个圆环形平面分别对应的三个上端面:第一上端面12、第二上端面13、第三上端面14，其中第一上端面上具有螺纹孔，上导电体的竖直段上端设置有沿竖直方向延伸的螺钉槽，螺钉槽的槽底与上导电体下端的第一平面之间由螺钉孔8连通，内六角螺钉2穿过螺钉孔并与真空灭弧室第一上端面上的螺纹孔螺纹连接，从而将上导电体与真空灭弧室固定连接在一起，第一平面与第一上端面紧密贴合。通过设置阶梯状沉孔第一平面与第二平面之间的高度小于真空灭弧室阶梯状凸起的第一上端面和第二上端面之间的高度，使得第二平面与第二上端面之间具有一定间隙，采用相似的设置，使第三平面与第三上端面之间也具有一定间隙。
[0034]真空灭弧室包括圆筒形的金属壳体17以及套设在金属壳体外部的圆筒形的陶瓷壳体15，陶瓷壳体的外径大于金属壳体的外径，金属壳体的下端从陶瓷壳体的下端开口伸出，使陶瓷壳体的下端端面沿金属壳体的外周形成了一个环形的下端面16。金属壳体的外周上套设有密封圈5，密封圈的上表面19与环形下端面的形状匹配，保证密封圈的上表面与环形下端面紧密贴合。上导电体、真空灭弧室、密封圈组成的整体固定在固封极柱的上端，下导电体固定在固封极柱的中间部位，嵌件为四个，分别固定在固封极柱下端的四周，绝缘壳体中在真空灭弧室以下的部分构成了型腔，绝缘壳体的型腔下端具有方形的开口，四个嵌件设置在近似方形的开口的四个角的位置，绝缘壳体下端靠近嵌件的位置向内凹陷，由一体设置在绝缘壳体内表面的凸起构成增加强度的筋21，绝缘壳体下部的内外表面上均设置有伞裙22，用来增大爬电距离，伞裙的尺寸和位置由具体的成型模具来决定。伞裙在水平方向上的截面为底部大、顶部小的梯形结构，且顶部加工有圆角。嵌件为近似圆柱体，分别嵌设在绝缘壳体下端面上，嵌件外表面上设置有防脱凹槽18，能够保证嵌件与绝缘壳体牢固结合。
[0035]上导电体上设置有用来将上导电体与成型模具固定连接的锁止结构20，锁止结构为设置在上导电体竖直段上端的螺钉槽内壁的锁止螺纹，在成型模具内壁设置有对应的锁止螺栓，锁止螺栓与锁止螺纹配合能够将上导电体与成型模具固定连接。
[0036]本实施例的真空断路器制备时，先将上导电体与真空灭弧室通过内六角螺钉进行固定连接，置于成型模具中，然后将下导电体和嵌件固定在成型模具中的对应位置，将上导电体上端的锁止螺纹与成型模具内壁上的锁止螺栓进行螺纹连接，使上导电体与成型模具固定连接，在真空灭弧室的陶瓷壳外表面涂抹耦合剂;将尼龙、玻璃纤维、助剂混合均匀，由固封注塑机加热并将注塑料注入成型模具的空腔内，脱模，自然冷却至常温，即得。
[0037]本实用新型的真空断路器的其他实施例中，第三平面对应的第三上端面之间具有间隙，第二平面与第二上端面之间为紧密贴合。
[0038]在其他实施例中，在其他实施例中，上导电体与真空管灭弧室之间只有第一平面、第二平面和对应的第一端面、第二端面，第二平面与第二端面之间具有间隙。在其他实施例中，上导电体下端面与真空灭弧室上端面都只有一个平面，二者之间具有间隙。
[0039]在其他实施例中，上导电体的竖直段上端不设置锁止结构。在其他实施例中，绝缘壳体内表面不设置凸筋。在其他实施例中，伞裙可以为其他形状，如三角形等。在其他实施例中，不设置伞裙。
[0040]在其他实施例中，绝缘壳体下端面不设置嵌件。在其他实施例中，金属壳体外周面上不设置密封圈。
[0041]本实用新型的固封极柱的实施例与上述真空断路器的实施例中的固封极柱的结构完全相同，此处不再赘述。上述真空断路器实施例中固封极柱的各种替代方式也均适用于本实用新型的固封极柱的实施例。
【主权项】
1.一种固封极柱，包括上导电体(I)、真空灭弧室(3)，所述上导电体(I)下端与真空灭弧室(3)上端固定连接，其特征在于，所述上导电体(I)的下端面与真空灭弧室(3)的上端面之间具有间隙。2.如权利要求1所述的固封极柱，其特征在于，所述上导电体(I)下端设置有阶梯状沉孔，真空灭弧室(3)上端设置有与所述阶梯状沉孔配合的阶梯状凸起，所述阶梯状沉孔与阶梯状凸起之间在上下方向上具有所述间隙。3.如权利要求2所述的固封极柱，其特征在于，阶梯状沉孔包括从上到下依次设置且外径逐渐增大的第一平面、第二平面、第三平面，真空灭弧室(3)的上端设置有与上导电体(I)下端的阶梯状沉孔形状匹配的阶梯状凸起，该阶梯状凸起具有与阶梯状沉孔的第一平面、第二平面、第三平面分别对应的第一上端面、第二上端面、第三上端面，第二平面与第二上端面之间具有间隙，第三平面与第三上端面之间具有间隙。4.如权利要求1所述的固封极柱，其特征在于，所述上导电体(I)上设置有用来将上导电体与成型模具固定连接的锁止结构。5.如权利要求1所述的固封极柱，其特征在于，所述固封极柱还包括绝缘壳体，所述绝缘壳体下端内表面设置有凸筋(21)。6.如权利要求5所述的固封极柱，其特征在于，绝缘壳体下部的内外表面上均设置有伞裙(22)。7.如权利要求6所述的固封极柱，其特征在于，所述伞裙在水平方向上的截面为梯形。8.如权利要求5所述的固封极柱，其特征在于，所述绝缘壳体下端面嵌设有嵌件，所述嵌件外表面上设置有防脱凹槽(18)。9.如权利要求1所述的固封极柱，其特征在于，真空灭弧室包括金属壳体(17)以及套设在金属壳体外部的陶瓷壳体(15)，所述金属壳体的外周面上套设有密封圈(5)，所述密封圈的上表面(19)与陶瓷壳体的环形下端面贴合。10.—种真空断路器，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的固封极柱。
【文档编号】H01H33/66GK205542562SQ201620266553
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】马炳烈, 杨明朝, 赵振伟, 付景安, 张炯, 贾耀华
【申请人】河南森源电气股份有限公司