CN102426971B

CN102426971B - 品字形相间全固体绝缘中高压开关设备

Info

Publication number: CN102426971B
Application number: CN201110266575.4A
Authority: CN
Inventors: 周晓默; 羿庆海; 张哲�
Original assignee: XUCHANG YONGXIN ELECTRICAL EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Xuchang Yongxin Electric Co., Ltd.
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: CN102426971A

Abstract

品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，包括三个呈品字形排布设置的真空灭弧室，真空灭弧室内上、下分别设有与上接线端连接的静触头和与动触座连接的动触头，动触座的侧面凹槽内设有环形弹簧触指和导向环，动触座套设有筒形的下接线端，环形弹簧触指与下接线端的内筒壁滑动压接配合，动触座的下端连接设有拉杆机构；三个真空灭弧室的外部设有浇注一体成型的上绝缘盒，在上绝缘盒和三个真空灭弧室之间以及三个真空灭弧室相互之间设有绝缘骨架且注射设置有绝缘缓冲层；动触座和拉杆机构外部设有下绝缘盒；上绝缘盒和下绝缘盒对接固定，上绝缘盒和下绝缘盒之间铺设有缓冲绝缘层。本发明体积小，相与相之间有支撑，产品安全性高、耐候性和耐自然灾害性方面更加优越。

Description

品字形相间全固体绝缘中高压开关设备

技术领域

本发明涉及一种中高压开关设备，特别是一种品字形相间全固体绝缘中高压开关设备。

背景技术

真空开关作为中高压电器设备内的重要装置，主要用于对输配电线路的控制和保护，一般由三个极柱和一个操动机构等核心部件组成。

在中高压范围内，对于真空断路器来说，断路器极柱的相间绝缘经历了空气绝缘、复合绝缘以及固封绝缘三种，这就形成了三代真空断路器。在第一代空气绝缘中，带电部分完全裸露在空气中，它的绝缘水平随着空气中的湿度、灰尘以及运输过程的磕碰而变化，并易受小动物等异物的影响。在第二代复合绝缘中，将灭弧室保护在环氧树脂套筒内，但这种套筒没有完全把高压带电部分包起来，里面还会受灰尘、潮气、昆虫等的影响。固封式断路器被称为第三代真空断路器，其直接用固体绝缘材料将灭弧室无缝隙包覆，使真空灭弧室及其导电件与外界环境完全隔离，避免了外力和外界环境构成的影响，增强了外绝缘强度，这种绝缘方式被称为固封绝缘。

目前，固封绝缘在真空断路器里面站主导地位，但是这种绝缘方式主要应用于单相形式极柱的固封，真空断路器装配此种固封极柱时相与相之间还得预先留有一定的距离，虽然在绝缘性能和空间上得到改善，但是相间距还是有很大的缩减空间有待提高。另外，目前市场上真空断路器（主要针对三相出线式真空断路器）均为极柱一字型排列布置，这样的结构无形中增加了断路器本身的长度及体积，这种结构设计相与相之间是无支撑的，单个极柱在面对地震等突发事件时显得有点柔弱，近年来世界各地地质灾害频发，自然环境急剧恶化，越来越严重，因此其在耐候性和耐自然灾害性方面更加迫切需要提高。

而且由于中高压技术领域与低压技术领域完全不同（例如中高压技术领域在开关开闭的时候容易产生电弧和高温），所以也没有可以借鉴的技术可以使用，目前还无法做到小型化、集中化，相与相之间间距仍需空出很大的空间，严重增大了断路器本体的结构及体积，无形中增加了电力行业设备的投资。如何小型化且能保证绝对的安全可靠性是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，不但能大大减小开关本体的体积，起到了节能减排的作用，而且结构设计安全性高耐候性和耐自然灾害性方面更加优越。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，包括三个呈品字形排布设置的真空灭弧室，三个真空灭弧室内上、下分别设有静触头和动触头，静触头与上接线端连接，动触头与动触座连接，动触座的侧面凹槽内设有环形弹簧触指和导向环，动触座套设有筒形的下接线端，环形弹簧触指与下接线端的内筒壁滑动压接配合，动触座的下端连接设有拉杆机构；三个真空灭弧室的外部设有浇注一体成型的上绝缘盒，在上绝缘盒和三个真空灭弧室之间以及三个真空灭弧室相互之间设有绝缘骨架且注射设置有绝缘缓冲层；动触座和拉杆机构外部设有下绝缘盒；上绝缘盒和下绝缘盒对接固定，上绝缘盒和下绝缘盒之间铺设有缓冲绝缘层；上绝缘盒和下绝缘盒使用材质为环氧树脂，绝缘缓冲层和缓冲绝缘层使用材质为硅橡胶；在下绝缘盒内，动触座和拉杆机构与相邻的动触座和拉杆机构之间设有绝缘隔板。

所述的相邻的两个真空灭弧室之间的绝缘缓冲层的厚度大于等于6mm。

所述的拉杆机构包括绝缘拉杆、触头压缩弹簧、拉杆头，绝缘拉杆的下端固定设有拉杆头，绝缘拉杆与下方的开关本体之间设有触头压缩弹簧，拉杆头的下端与开关本体内的拉杆动力机构传动连接。

所述的下绝缘盒的侧壁上设有用于增大爬距的伞裙结构。

所述的三个真空灭弧室中，每个真空灭弧室的上、下接线端与相邻的真空灭弧室对应的上、下接线端之间的夹角为120度。

所述的下绝缘盒下敞口处放置硅胶波纹密封圈。

本发明不但能大大减小开关本体的体积，起到了节能减排的作用，而且相与相之间有支撑，产品安全性高、耐候性和耐自然灾害性方面更加优越。

具体有益效果如下：

1、由于相间间距减小，开关本体体积也相应的缩小，使开关更为轻便，同时方便安装、检修以及维护；

2、采用三相极柱同时灌封工艺，减小了工艺环节，提高了生产效率；

3、采用常用的原材料和专用的工艺设备，利于规模化生产，能有效的降低生产成本；

4、采用独特的三相极柱同时固封技术，使产品性能安全稳定。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为如2的B-B剖视图。

具体实施方式

实施例：如图1－3所示，品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，包括三个呈品字形排布设置的真空灭弧室3，三个真空灭弧室3内上、下分别设有静触头和动触头，静触头与上接线端2连接，动触头与动触座7连接，动触座7的侧面凹槽内设有环形弹簧触指8和导向环6，动触座7套设有筒形的下接线端9，环形弹簧触指8与下接线端9的内筒壁滑动压接配合，动触座7的下端连接设有拉杆机构；三个真空灭弧室3的外部设有浇注一体成型的上绝缘盒1，在上绝缘盒1和三个真空灭弧室3之间以及三个真空灭弧室3相互之间设有绝缘骨架16且注射设置有绝缘缓冲层4；动触座7和拉杆机构外部设有下绝缘盒10；上绝缘盒1和下绝缘盒10对接固定，上绝缘盒1和下绝缘盒10之间铺设有缓冲绝缘层5；上绝缘盒1和下绝缘盒10使用材质为环氧树脂，绝缘缓冲层4和缓冲绝缘层5使用材质为硅橡胶；在下绝缘盒10内，动触座7和拉杆机构与相邻的动触座和拉杆机构之间设有绝缘隔板18。下绝缘盒10的侧壁上设有用于增大爬距的伞裙结构17。相邻的两个真空灭弧室3之间的绝缘缓冲层4的厚度大于等于6mm。

导向环是用导电性能良好材质做成，配上同样用导电性能良好材质绕制成环形弹簧触指，在绝缘拉杆的驱动下，在下接线端孔腔内滑动，保证了通电时良好的导电性，又在滑动中有效的减小了摩擦；绝缘拉杆带动真空灭弧室静触头向下，使真空灭弧室静端和动端分离则电路断开；绝缘拉杆带动真空灭弧室静触头向上，使真空灭弧室静端和动端接触则电路通电闭合。

拉杆机构包括绝缘拉杆11、触头压缩弹簧12、拉杆头14，绝缘拉杆11的下端固定设有拉杆头14，绝缘拉杆11与下方的开关本体15之间设有触头压缩弹簧12，拉杆头14的下端与开关本体15内的拉杆动力机构传动连接。

三个真空灭弧室3中，每个真空灭弧室3的上、下接线端2、9与相邻的真空灭弧室对应的上、下接线端之间的夹角为120度。

具体实施如下：

本发明上绝缘盒真空灭弧室固封，此部分为真空断路器最主要的开断组成部分：将开断性能好、体积小的真空灭弧室3用螺钉固定在上接线端2（保证良好的点电接触面），将装好的三相灭弧室按接线端子方向摆好固定在模具中，彼此间有强度高的绝缘骨架16作为辅助支撑（绝缘骨架采用绝缘性能好、热塑性变形小、强度高的材料，提前注塑成型，主要有棒和板两种外形，在固封结构中，既能起到良好的刚性支撑作用，又保证了固封设计的绝缘能力），户内环氧树脂浇注成品字形的上绝缘盒1，接着对上绝缘盒1内真空灭弧室3用粘接性和耐腐蚀性优秀户外硅橡胶注射做绝缘缓冲层4，这样的主要作用就是将真空灭弧室3与上绝缘盒1之间更好的粘接、固定、绝缘了起来。品字形布置在强度、体积、工艺上都有很高的进步，这样浇注的真空极柱较单极柱式，三相极柱之间有骨架作为支撑，极大的提高断路器的安全性。

本发明上绝缘盒真空灭弧室固封好后进行预装：先把提前装好的3个触指装配（包括动触座7、导向环6、环形弹簧触指8）放置在真空灭弧室动端上，再把拉杆组件（包括绝缘拉杆11、触头压缩弹簧12、拉杆头14，此组件为真空灭弧室连接驱动机构的过渡，绝缘拉杆多选用绝缘和强度性能双高的材料或复合组成）加垫圈把触指装配紧固于真空灭弧室动端，保证触指和动端接触面贴紧。

本发明下绝缘盒、接线端子浇注，此部分的作用是增到断路器极柱带电体与操作部分的爬电距离：把3个下接线端子9（A、B、C三个接线端子）、嵌件按方位固定在模具中，用户内环氧树脂浇注成型下绝缘盒10。

本发明上、下绝缘盒1、10浇注完成后进行对接组装：装配时预先在在下绝缘盒10上铺设一层缓冲绝缘层5，材料选用质地较为柔软绝缘性好的户外硅橡胶，用于减小绝缘盒之间的接触应力，而且断路器装配、调试维修方便，绝缘层铺设好后把固封好的上绝缘盒按图示置于其上，并用螺钉紧固，这时中间铺设的缓冲层由于紧固压缩就很好的把缝隙填充好了，起到良好的绝缘和密封作用；另外在下绝缘盒10敞口处放置硅胶波纹密封圈13，能更有效的起到防尘密封作用。

本发明采用品字形三相一体固封绝缘盒，能做到相与相间绝缘层厚度最低为6mm，根据所选用的真空灭弧室大小，能将断路器本体做到最大小型化、集中化；组装完成后，上接线端和下接线端接上电源，操动机构驱动绝缘拉杆带动真空灭弧室动端，使真空灭弧室接通，产生高压电弧和高温、通过之间的过渡连接导向环、环形弹簧触指的作用，使真空灭弧室动端连接紧密、导电性能好、电阻相对较小、滑动摩擦小、散热好，确保真空灭弧室在额定电流下开断不容易受到损坏，保证断路器安全挂网运行。

Claims

1.品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：包括三个呈品字形排布设置的真空灭弧室，三个真空灭弧室内上、下分别设有静触头和动触头，静触头与上接线端连接，动触头与动触座连接，动触座的侧面凹槽内设有环形弹簧触指和导向环，动触座套设有筒形的下接线端，环形弹簧触指与下接线端的内筒壁滑动压接配合，动触座的下端连接设有拉杆机构；三个真空灭弧室的外部设有浇注一体成型的上绝缘盒，在上绝缘盒和三个真空灭弧室之间以及三个真空灭弧室相互之间设有绝缘骨架且注射设置有绝缘缓冲层；动触座和拉杆机构外部设有下绝缘盒；上绝缘盒和下绝缘盒对接固定，上绝缘盒和下绝缘盒之间铺设有缓冲绝缘层；上绝缘盒和下绝缘盒使用材质为环氧树脂，绝缘缓冲层和缓冲绝缘层使用材质为硅橡胶；在下绝缘盒内，动触座和拉杆机构与相邻的动触座和拉杆机构之间设有绝缘隔板。

2.根据权利要求1所述的品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：相邻的两个真空灭弧室之间的绝缘缓冲层的厚度大于等于6mm。

3.根据权利要求2所述的品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：所述的拉杆机构包括绝缘拉杆、触头压缩弹簧、拉杆头，绝缘拉杆的下端固定设有拉杆头，绝缘拉杆与下方的开关本体之间设有触头压缩弹簧，拉杆头的下端与开关本体内的拉杆动力机构传动连接。

4.根据权利要求3所述的品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：所述的下绝缘盒的侧壁上设有用于增大爬距的伞裙结构。

5.根据权利要求4所述的品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：所述的三个真空灭弧室中，每个真空灭弧室的上、下接线端与相邻的真空灭弧室对应的上、下接线端之间的夹角为120度。

6.根据权利要求5所述的品字形相间全固体绝缘中高压开关设备，其特征在于：所述的下绝缘盒下敞口处放置硅胶波纹密封圈。