真空接触器‑熔断器组合电器及其灭弧室模块的制作方法

本发明涉及真空接触器-熔断器组合电器及其灭弧室模块。

背景技术：

接触器用于较为频繁地接通和分断大电流电路，具有动作迅速、操作方便和便于远距离控制的特点，由于其本身不具备断路保护和过载保护能力，因此常与熔断器配合使用，形成接触器-熔断器组合电器。接触器-熔断器组合电器一般为手车形式，并且市场上主要有框架式结构和固封极柱式两种结构，框架式结构即依靠绝缘框架分隔出若干腔室，在相应腔室内分别设置接触器和熔断器，固封极柱式结构如授权公告号为CN 2750535Y的中国专利公开的一种真空接触器-熔断器组合电器中采用的结构，该模块化真空接触器-熔断器组合电器包括作为底盘车的手车，手车后端安装面板模块，面板模块的背面设有三个熔断器模块，三个熔断器模块安装在灭弧室模块上，灭弧室模块安装在作为灭弧室控制模块的电磁控制组件上。灭弧室模块与三个熔断器模块串联成三相一体的主回路，每一相主回路由灭弧模块的一个真空灭弧室与熔断器模块中的熔断器串联。三个熔断器模块的前端均设有作为第一触臂的导电臂，分别与开关柜中相应的上静触臂相连通；灭弧室模块的三个真空灭弧室前端均设有作为第二触臂的导电臂，分别与开关柜中相应的下静触臂相连通。电磁控制组件能够控制三个真空灭弧室分合闸。

其中每个熔断器模块均包括一个环氧树脂绝缘材料的熔断器筒体和设置在熔断器筒体内的熔断器；灭弧室模块的三个真空灭弧室外周各包有一个硅橡胶的缓冲层，然后固封在一个环氧树脂材料的灭弧室壳体内设置的灭弧室容纳腔中。灭弧室壳体上对应于三个真空灭弧室各向前延伸出一个环形壁遮挡该真空灭弧室的静端，每个真空灭弧室的静端连接的导电臂均包含一个铜制的实体，实体形成触臂导体，其外周设一个环氧树脂绝缘材料的触臂保护壳，实体后端连接真空灭弧室的静端，前端为用于与开关柜的下静触臂连接的梅花触头。

但是，真空灭弧室静端连接的上述形式的触臂需要设置环氧树脂绝缘材料的触臂保护壳，制造过程复杂，制造不方便、成本高，装配到真空灭弧室上以后与真空灭弧室之间的分界面将不可避免地存在微小间隙，如果真空接触器-熔断器组合电器暴露在污秽、化学、潮湿的工作环境中，通电后上述分界面处容易产生放电闪络，存在绝缘隐患，并且装配过程复杂，生产效率低。另外，由于触臂和灭弧室模块需要分别制造模具，模具数量多，设备成本高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种真空接触器-熔断器组合电器的灭弧室模块，以解决现有的真空接触器-熔断器组合电器的触臂与灭弧室的连接处容易放电闪络的问题。同时，本发明还提供了一种采用了该灭弧室模块的真空接触器-熔断器组合电器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：真空接触器-熔断器组合电器，包括灭弧室、灭弧室壳体和连接在灭弧室的静端的触臂，所述灭弧室固封在灭弧室壳体内，所述灭弧室壳体具有朝向灭弧室静端的轴向外侧延伸的筒体部分，所述筒体部分形成套设在整个触臂的径向外侧的触臂容纳腔，所述触臂容纳腔远离灭弧室的一端具有触臂插入口，所述触臂由连接在灭弧室的静端的触臂导体形成，触臂容纳腔的直径大于触臂导体的直径。

所述触臂容纳腔的内壁面为阶梯面，触臂容纳腔靠近所述触臂插入口的一侧的内径大于远离触臂插入口的一侧的内径。

所述灭弧室的静端设有螺杆，所述触臂具有用于与灭弧室连接的灭弧室连接端和用于与开关柜连接的开关柜连接端，灭弧室连接端设有与所述螺杆适配的螺纹紧固结构，开关柜连接端的外周面上设有扳拧结构。

所述螺纹紧固结构包括设置在灭弧室连接端的外周面上的供螺母沿径向嵌入的容纳槽，所述灭弧室连接端的端面上设有与所述容纳槽相通的轴向通道，所述轴向通道供与所述螺母适配的螺杆穿过，所述触臂与所述螺母依靠触臂上设置的止转结构止转配合。

所述容纳槽由止转段和位于所述止转段的轴向外侧的垫片安装段组成，所述螺母位于止转段内并与止转段止转配合，所述垫片安装段内设有垫片。

在触臂的径向方向上，所述垫片安装段的尺寸大于止转段的尺寸而使容纳槽形成T形结构，所述止转段的内壁面与螺母止转配合，所述轴向通道是设置在灭弧室连接端的端面上的圆形通孔。

所述容纳槽具有槽底壁。

所述接触器-熔断器组合电器包括熔断器组件，所述熔断器组件包括熔断器筒体，所述灭弧室壳体是与相应熔断器组件的熔断器筒体一体浇注而成的一体浇注结构，所述一体浇注结构用于构成接触器-熔断器组合电器的其中一相主回路,所述一体浇注结构内还设有与灭弧室的动端导电杆导电连接的导电连接件，所述导电连接件远离灭弧室的一端设置在熔断器筒体内。

真空接触器-熔断器组合电器的灭弧室模块，包括灭弧室和灭弧室壳体，所述灭弧室固封在灭弧室壳体内，所述灭弧室壳体具有朝向灭弧室静端的轴向外侧延伸的筒体部分，所述筒体部分形成用于套设在整个触臂的径向外侧的触臂容纳腔，所述触臂容纳腔远离灭弧室的一端具有触臂插入口。

所述触臂容纳腔的内壁面为阶梯面，触臂容纳腔靠近所述触臂插入口的一侧的内径大于远离触臂插入口的一侧的内径。

有益效果：本发明采用上述技术方案，灭弧室壳体具有朝向灭弧室静端的轴向外侧延伸的筒体部分，所述筒体部分形成套设在整个触臂的径向外侧的触臂容纳腔，所述触臂容纳腔远离灭弧室的一端具有触臂插入口，所述触臂由连接在灭弧室的静端的触臂导体形成，触臂容纳腔的直径大于触臂导体的直径，这样，触臂与灭弧室的连接处不会形成具有微小间隙的分界面，从而避免在分界面产生放电闪络，提高了绝缘性能和可靠性，能够有效提升产品质量，同时，触臂能够直接由触臂导体形成，不需要再设置触臂保护壳，不需要另外设置相应模具，制造方便，生产效率高，能够有效降低生产成本、提高产能。

进一步地，所述触臂容纳腔的内壁面为阶梯面，触臂容纳腔靠近所述触臂插入口的一侧的内径大于远离触臂插入口的一侧的内径，便于触臂的安装，同时也能够减少环氧树脂的使用量，降低材料成本。

附图说明

图1是本发明中真空接触器-熔断器组合电器的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中一体化单相主回路的主视图；

图3是图2的剖视图（剖切面经过熔断器筒体与灭弧室模块的轴线）；

图4是一体化单相主回路的使用状态主视图；

图5是触臂的立体图一；

图6是触臂的立体图二；

图7是图5的A—A剖视图(剖切面经过触臂的轴线且垂直于容纳槽深度方向)；

图8是图4中B处的局部放大图。

图中各附图标记对应的名称为：10-底盘车，20-机架，30-面板，40-接触器控制模块，50-一体化单相主回路，51-灭弧室模块，511-灭弧室，5111-螺杆，512-灭弧室壳体，52-熔断器模块，521-熔断器筒体，522-熔断器，53-第一连接部，54-第二连接部，55-铜带，56-触臂容纳腔，60-梅花触头，70-触臂，701-灭弧室连接端，702-容纳槽，703-紧固件嵌入口，704-止转段，705-垫片安装段，706-圆形通孔，707-开关柜连接端，708-铣削平面，709-工艺孔，81-弹性垫圈，82-平垫圈，83-螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明真空接触器-熔断器组合电器的一个实施例如图1~图8所示，包括底盘车10、通过螺栓固定在底盘车10后部上方的机架20和通过螺栓固定在机架20上的面板30，底盘车10上还于面板30的背面设有接触器控制模块40，接触器控制模块40的前部和后部均通过螺栓与底盘车10固定，以保证结构稳定性，接触器控制模块40上方通过螺栓固定有一体化单相主回路50。

接触器控制模块40包括电磁操动机构、连锁组件以及二次连接，用于控制接触器的开合和实现联锁。一体化单相主回路50设有与真空接触器-熔断器组合电器的三相主回路分别对应的三路，各路一体化单相主回路相互独立并相互分离，每路主回路均包括灭弧室模块51和熔断器模块52，灭弧室模块51包括灭弧室511、灭弧室壳体512，灭弧室511的前端为静端，静端设有螺杆5111；熔断器模块52设置在灭弧室模块51的上方，包括用于安装熔断器522的熔断器筒体521和设置在熔断器筒体521内的熔断器522。其中灭弧室壳体512和熔断器筒体521采用环氧树脂一体浇注成型，形成一体浇注结构，一体浇注结构包括连接在灭弧室壳体512与熔断器筒体521之间的第一连接部53和第二连接部54，第一连接部53和第二连接部54相互间隔设置，外形美观，能够在熔断器筒体521与灭弧室壳体512之间形成稳定支撑，同时节约材料；灭弧室511浇注在一体浇注结构所形成的灭弧室壳体512内。第一连接部53与灭弧室511的动端导电杆对应，其内浇注有铜带55，铜带55形成导电连接在灭弧室511的动端导电杆与熔断器522的后端之间的导电连接件，导电连接件远离灭弧室511的一端导电连接有熔断器触头，熔断器触头为梅花触头60，梅花触头60固定在熔断器筒体521的内腔后部。熔断器522的前端同样设有梅花触头60，用于与开关柜上的上静触头导通。

灭弧室壳体512具有朝向灭弧室静端的轴向外侧延伸的筒体部分，所述筒体部分形成套设在整个触臂的径向外侧的触臂容纳腔56，所述触臂容纳腔56远离灭弧室511的一端具有触臂插入口，所述触臂70由连接在灭弧室511的静端的触臂导体形成。为了便于安装，触臂容纳腔56的直径大于触臂70的直径，并且触臂容纳腔56的内壁面为阶梯面，触臂容纳腔56靠近触臂插入口的一侧的内径大于远离触臂插入口的一侧的内径。

所述触臂70采用铝制成，具有用于与灭弧室511连接的灭弧室连接端701和用于与开关柜连接的开关柜连接端707，触臂的灭弧室连接端701设有与灭弧室511静端的螺杆5111适配的螺纹紧固结构，螺纹紧固结构包括设置在灭弧室连接端701的外周面上的供相应的螺母83沿径向嵌入的容纳槽702，容纳槽702由止转段704和垫片安装段705组成，容纳槽702具有供螺栓的头部或螺母83沿径向嵌入的紧固件嵌入口703。在触臂的径向方向上，垫片安装段705的尺寸大于止转段704的尺寸而使容纳槽702形成T形结构，止转段704的内壁面形成与嵌入到容纳槽702内的螺母83的外六方面止转配合的止转结构；垫片安装段705位于止转段704的轴向外侧，用于安装垫片。本实施例中，垫片包括与螺母83相邻的弹性垫圈81和与弹性垫圈81相邻的平垫圈82，当然，在其他实施例中，也可以不使用垫片或者根据需要调整垫片的种类和数量。灭弧室连接端701的端面上设有圆形通孔706，该圆形通孔706形成与容纳槽702相通的轴向通道，供位于灭弧室静端的螺杆5111穿过。为了便于施力，触臂用于与开关柜连接的开关柜连接端707的外周面上设有两个相互平行的铣削平面708，形成扳拧结构，能够与相应的扳拧工具连接实现扭矩的传递。在其他实施例中，扳拧结构也可以替换为其他形式，例如设置在触臂上的外六方，或者不设置扳拧结构，依靠夹紧触臂的外周面产生的摩擦力传递扭矩。为了保证结构强度和通流能力，灭弧室连接端701的直径大于开关柜连接端707的直径。在其他实施例中，作为轴向通道的圆形通孔706也可以替换为其他形式，例如开口与紧固件嵌入口703朝向一致的U形槽，此时螺栓可以以平行与触臂的姿态嵌入容纳槽702和U形槽中。触臂70远离灭弧室511的开关柜连接端707与梅花触头60连接，该梅花触头60用于与开关柜上的下静触头导通。

容纳槽702采用非通槽结构，具有朝向紧固件嵌入口703的槽底壁，槽底壁形成用于支撑螺母83的螺母支撑面，能够保证触臂伸入到触臂套筒的过程中其内的螺母83不发生掉落，并便于使螺母83与灭弧室端面上的螺杆5111对准。对于需要安装垫片的情况，垫片安装段705的槽壁形成垫片支撑面，能够保证垫片和螺母83同轴。考虑触臂的到导电性能，容纳槽702可以采用线切割的方式加工，为了加工方便，可以先将容纳槽702加工成通孔，再在容纳槽702的一侧开口处焊接封片，为了便于封片的定位和安装，封片的尺寸小于容纳槽702槽口的尺寸，从而形成工艺孔709，工艺孔709位于止转段704上且其轴向尺寸小于止转段704的轴向尺寸，不会影响到止转段704对螺母83的支撑。为了使螺母83更好地与螺杆5111配合，容纳槽702的槽底壁优选地能够将垫片和螺母83支撑在与圆形通孔706同轴的位置。在其他实施例中，容纳槽702也可以是通槽，此时可以依靠容纳槽702的槽侧壁对螺母83进行支撑，或者将触臂以竖直方式安装，竖直方式安装时容纳槽702的轴向一侧的侧壁能够对螺母83形成支撑。

装配时，首先将螺母83、弹性垫圈81和平垫圈82沿触臂径向嵌入容纳槽702内，使槽底壁支撑住螺母83、弹性垫圈81和平垫圈82，并使螺母83与止转段704的内壁面形成止转配合，然后保持触臂的紧固件嵌入口703朝上，将触臂伸入触臂套筒内，微调触臂位置，使灭弧室上的螺杆5111穿过触臂端面上的圆形通孔706并与螺母83形成初步配合，最后将扳拧工具装夹在触臂的开关柜连接端707的扳拧结构上，带动触臂转动，实现螺母83与螺杆5111的紧固。拆卸触臂的顺序与上述操作过程相反。本实施例中，触臂70采用铝制成，由于其为实心结构，因此能够保证通流要求，并且相对于采用铜材质，能够有效降低材料成本。当然，在其他实施例中，触臂也可以采用铜材质。

由于机架20的左右侧板和面板30均靠近主回路后侧的梅花触头60和灭弧室511的动端，为了避免梅花触头60和灭弧室511的动端之间产生放电，机架20和面板30均采用绝缘材料制成，从而能够进一步提高产品的绝缘性能和稳定性，能够满足多种电压等级的要求。

本发明中真空接触器-熔断器组合电器的灭弧室模块的一个实施例即上述真空接触器-熔断器组合电器的实施例中的一体化单相主回路50，包括灭弧室511、灭弧室壳体512、铜带55和与灭弧室壳体512形成一体浇注结构的熔断器筒体521，具体结构此处不再赘述。

在其他实施例中，灭弧室模块也可以是背景技术中与熔断器模块分体的灭弧室模块，即包括灭弧室511和灭弧室壳体512，不包括熔断器筒体521，灭弧室壳体512上设置有上述触臂容纳腔。

在其他实施例中，触臂可以通过其他方式固定在灭弧室511的静端，例如在触臂的灭弧室连接端的端面上直接设置螺纹孔，依靠螺纹孔直接与灭弧室上的螺杆连接；再如在触臂的灭弧室连接端的端面上设置螺杆，在灭弧室的静端上设置螺纹孔；再如将触臂设置为具有轴向通孔的形式，在灭弧室的静端上设置螺纹孔，直接将螺栓通过轴向通孔旋入螺纹孔内以将触臂压紧到灭弧室511的静端端面上。