CN102779702B - 一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，包括绝缘堵头本体、动杆、密封端盖、触发装置、橡胶套及密封圈；绝缘堵头本体的中心设有一安装通孔,通孔两端安装有密封端盖，动杆穿过两端密封端盖安装于绝缘堵头本体安装孔内，通过密封圈的密封，可在绝缘堵头本体中心通孔形成气密空间；动杆穿过并伸出中心通孔两端的密封端盖，能在通孔内限行程自由滑动，用以传递高压熔断器顶针的推力及气体压差产生的推力；触发装置设置在绝缘堵头本体的端面，将动杆获得的推力传至组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置；橡胶套实现绝缘堵头本体与熔断器筒的界面绝缘及熔断器筒内气体的密封。本发明能够对组合电器柜熔断器筒进行过热保护。

Description

一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头

技术领域

本发明所涉及的熔断器筒用气体绝缘式堵头，具体涉及一种组合电器柜熔断器筒用具有温度保护功能的气体绝缘式堵头。

背景技术

熔断器筒为组合电器柜主要元器件，用于安装保护变压器、电动机等电器设备的高压熔断器。高压熔断器具有特殊的保护特性，在通过变压器的短路电流时，能在10ms左右迅速熔断防止变压器发生突发短路事故。高压熔断器存在最小分断电流值，为3~5倍的额定电流。变压器一般允许1.2~1.5倍额定电流下长期运行，但必须满足变压器的反时间特性，即电流越高，允许运行时间越短，例如1.4倍下4小时等。因此，高压熔断器本身的特性不具备变压器对过负荷段的过流保护。

为弥补过负荷保护功能，一种设计采用带温度保护的高压熔断器设计，由熔断器自身跳闸分闸负荷开关，切断变压器电源的方案；另一种设计采用带密封薄膜的熔断器筒绝缘堵头设计，安装堵头后，将空气通过密封薄膜密封在绝缘筒内的结构，当筒内温度升高时，筒内气压升高，推动气密的硅橡胶薄膜触发负荷开关跳闸。

采用带温度保护的高压熔断器设计，其结构复杂，并且其在实施的过程中稳定性和可靠性低，无法很好的保护组合电器柜的正常安全运行。

采用带密封薄膜的熔断器筒绝缘堵头设计，由于采用传统的空气绝缘结构，无法满足高电压等级组合电器柜的绝缘要求。

发明内容

本发明针对现有高压熔断器在过负荷保护功能上所存在的缺陷，而提供一种组合电器柜熔断器筒用具有温度保护功能的气体绝缘式堵头。该堵头能够在高压熔断器发热导致绝缘筒内温度超过允许的温度值时，触发负荷开关机构脱扣装置，分闸负荷开关，保护组合电器柜的正常安全运行。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，包括：绝缘堵头本体、动杆、密封端盖、触发装置、橡胶套及密封圈；

所述绝缘堵头本体的轴向截面为T型，中心设有一安装通孔；

所述密封端盖设于绝缘堵头本体中心通孔的两端，通过密封圈实现端面静密封，动杆穿过两端密封端盖内孔，通过密封端盖内孔的密封圈实现动密封，该结构使绝缘堵头本体中心通孔形成一个气密空间，该气密空间内可充入绝缘气体，实现该堵头的绝缘及熔断器筒内部气体与外部大气的隔离；

所述动杆穿过并伸出安装于绝缘堵头本体中心通孔两端的密封端盖，能在通孔内限行程自由滑动，用以传递高压熔断器顶针的推力及气体压差产生的推力；

所述触发装置设置在绝缘堵头本体的左端面，将动杆获得的推力传至组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置；

所述橡胶套与气体绝缘式堵头配合，安装于熔断器筒末端，实现绝缘堵头本体与熔断器筒的界面绝缘及熔断器筒内气体的密封。

在本发明的优选实例中，所述触发装置包括罩壳以及设置在罩壳内的撞针、拐臂、顶杆、压簧及四个轴销，所述触发装置的拐臂通过第一销轴设置在罩壳内并能自由转动，与撞针通过第二销轴活动连接，与顶杆通过第三销轴活动连接，该拐臂上设有突台，用于顶住动杆；所述顶杆一端穿过设置于罩壳内的可自由转动的第四轴销，顶杆的另一端与拐臂的一端通过第三轴销活动连接，顶杆能在拐臂转动时沿顶杆的长度方向移动；所述压簧套设在顶杆上，在压簧未过中前，给拐臂一初压力使拐臂上的突台顶住动杆，在压簧过中后驱动拐臂顺时针转动；所述撞针穿设在罩壳安装孔内，位于罩壳内的一端与拐臂的另一端通过第二轴销活动连接，撞针能在拐臂的驱动下沿长度方向移动，使其伸出罩壳外的另一端能作用于组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置。

进一步的，所述绝缘堵头本体通过环氧树脂材料一次浇注成型，中心通孔两端设有内螺纹，用以安装密封端盖。

进一步的，所述密封端盖外圆设外螺纹，端面设密封槽，密封圈装于端面密封槽内，通过与绝缘堵头本体两端螺纹连接并压紧，实现两端面的静密封。

进一步的，所述的动杆为圆柱形绝缘棒，两端设有挡片用以限制动杆活动行程。

进一步的，所述橡胶套由弹性橡胶材料制成。

根据上述方案得到本发明，保证了绝缘堵头优异的绝缘性能，并使其具有保护熔丝筒因高压熔断器过热而导致损坏的功能。本发明提供的气体绝缘式堵头，其设计简单，结构尺寸小，动作可靠，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实施例的装配示意图；

图2为本发明中触发装置结构示意图

图3为本发明中气体绝缘式堵头动作示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1、绝缘堵头本体 2、动杆 3、橡胶套 4、熔断器筒 5、高压熔断器 6、第一密封圈 7、第二密封圈 8、第一密封端盖 9、绝缘气体 10、第三密封圈 11、第四密封圈 12、第二密封端盖 13、顶针 14、触发装置 15、撞针 16、罩壳 17、拐臂 18、压簧 19、顶杆 20、第一轴销 21、第二轴销 22、第三轴销 23、第四轴销 24、突台。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明提供的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头主要由绝缘堵头本体1、动杆2、触发装置14、橡胶套3、第一密封端盖8、第二密封端盖12、第一密封圈6、第二密封圈7、第三密封圈10及第四密封圈11组成。

其中气体绝缘堵头安装于熔断器筒4的末端，绝缘堵头本体1为一轴对称结构，其轴向截面为T型，绝缘堵头本体1由环氧树脂材料一体浇注而成，中心通孔两端设有内螺纹，用以安装密封端盖8、12。

密封端盖8、12外圆设外螺纹，端面设密封槽，密封圈6、11装于端面密封槽内，通过与绝缘堵头本体1中心通孔两端螺纹连接并压紧，实现两端面的静密封。动杆2穿过两端密封端盖8、12的内孔，并通过密封端盖8、12内孔的密封圈7、10实现动密封，该结构使绝缘堵头本体1中心通孔形成一个气密空间，该气密空间内可充入绝缘气体9，实现堵头的绝缘及熔断器筒4内部气体与外部大气的隔离。

动杆2穿过并伸出安装于绝缘堵头本体1中心通孔两端的密封端盖8、12，能在通孔内限行程自由滑动，用以传递高压熔断器5的顶针13的推力及气体压差产生的推力。

动杆2为圆柱形绝缘棒，两端设有挡片用以限制动杆活动行程。

橡胶套3与气体绝缘堵头配合，安装于熔断器筒4末端，实现绝缘堵头本体1与熔断器筒4的界面绝缘及熔断器筒4内气体的密封，该橡胶套3由弹性橡胶材料制成。

参见图2，触发装置14将动杆2获得的推力传至组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置，其包括罩壳16以及设置在罩壳16内的撞针15、拐臂17、顶杆19、压簧18及销轴20、21、22、23，触发装置14设置在绝缘堵头本体1的左端面，拐臂17上的突台24顶住动杆2。

触发装置14中的拐臂17通过第一销轴20设置在罩壳16内并能自由转动，与撞针15通过第二销轴21活动连接，与顶杆19通过第三销轴22活动连接。

顶杆19一端穿过设置于罩壳16的可转动的第四轴销23，顶杆19的另一端与拐臂17的一端通过第三轴销22活动连接，当拐臂17沿第一轴销20转动时，顶杆19能沿其长度方向在第四轴销23的导向孔内自由伸缩。

压簧18套设在顶杆19上，在压簧18未过中前，能给拐臂17施加一初压力使拐臂17上的突台24顶住动杆2的左端；当动杆2受力向左推动拐臂17顺时针转动使压簧18过中后，压簧18将释放能量，驱动拐臂17进一步顺时针转动。

撞针15穿设在罩壳16安装孔内，位于罩壳16内的一端与拐臂17的另一端通过第二轴销21活动连接，撞针15能在拐臂17的驱动下沿其长度方向移动，使得伸出罩壳16外的另一端能作用于组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置。

参见图1至3，本发明的原理描述如下：

根据气体压力方程PV/T=R，熔断器筒4内部气体压强P₁随温度T升高而增加，在外界气压为大气压P₀，在动杆2的截面积为S的情况下，动杆2受到的气体压力为F=(P₁-P₀)×S，方向向左。

触发装置14的拐臂17在压簧18的作用下，对动杆2提供一个方向向右的初压力F₀。密封圈7、10对动杆2产生一个摩擦力f。

当高压熔断器5正常运行时，高压电流流过高压熔断器5并产生温升，内部气体温度到达允许的工作温度范围内，内部气体压强P₁使动杆2上产生的气体压力F<F₀，在触发装置14的拐臂17提供的初压力F₀作用下，动杆2无法向外顶出。

当发生过载或短路等故障时，如熔断器筒4内部气体温度仍低于允许温度时，由高压熔断器5保护动作，其顶针13弹出并迅速推动动杆2向左方运动，动杆2推动拐臂17上的突台24使其顺时针转动，直至压簧18过中驱动拐臂17进一步顺时针转动，使与拐臂17活动连接的撞针15动作至触发位置驱动负荷开关分闸。

当发生过载等故障而高压熔断器5未保护动作时，高压熔断器5温升持续增加，使熔断器筒4内部气体温度超过允许温度，内部气体压强P1使动杆2上受到的气体压力F>F0+f，动杆2在气体压力F的作用下向左方运动，推动拐臂17上的突台24使其顺时针转动，直至压簧18过中驱动拐臂17进一步顺时针转动，使与拐臂17活动连接的撞针15动作至触发位置驱动负荷开关分闸。

由上形成的本发明能够在高压熔断器5发热导致绝缘筒5内温度超过允许的温度值时，利用具有温度保护功能的气体绝缘式堵头触发负荷开关机构脱扣装置，分闸负荷开关，保护组合电器柜的正常安全运行。

本发明采用的气体绝缘堵头，具有独立的SF6气体绝缘密封结构，在满足组合电器柜高压熔断器高压绝缘性能的同时，将熔断器筒4的空气密封在筒内。当高压熔断器5过负荷导致温度升高时，熔断器筒4内的压力增加，推动绝缘堵头上的密封在SF6气体内的动杆2在该压力的作用下动作，并传递该力至熔断器筒4外的负荷开关机构脱扣装置上，并最终分闸负荷开关。因此，已有熔断器筒所用的绝缘堵头的气密薄膜结构与本发明的SF6气密结构不同。

再者，本发明所涉及的具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，兼具有极其优异的绝缘性能。如采用其它动杆2与绝缘堵头1的密封方式，仍将具有此温度保护功能。因此本专利保护应涉及但不限于动杆2与绝缘堵头1的密封方式。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述绝缘式堵头包括：绝缘堵头本体、动杆、密封端盖、触发装置、橡胶套及密封圈；

所述绝缘堵头本体的轴向截面为T型，中心设有一安装通孔；

所述密封端盖设于绝缘堵头本体中心通孔的两端，通过密封圈实现端面静密封，动杆穿过两端密封端盖内孔，通过密封端盖内孔的密封圈实现动密封，该结构使绝缘堵头本体中心通孔形成一个气密空间，该气密空间内可充入绝缘气体，实现该堵头的绝缘及熔断器筒内部气体与外部大气的隔离；

所述动杆穿过并伸出安装于绝缘堵头本体中心通孔两端的密封端盖，能在通孔内限行程自由滑动，用以传递高压熔断器顶针的推力及气体压差产生的推力；

所述触发装置设置在绝缘堵头本体的左端面，将动杆获得的推力传至组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置；

所述橡胶套与气体绝缘式堵头配合，安装于熔断器筒末端，实现绝缘堵头本体与熔断器筒的界面绝缘及熔断器筒内气体的密封。

2.根据权利要求1所述的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述触发装置包括罩壳以及设置在罩壳内的撞针、拐臂、顶杆、压簧及四个轴销，所述触发装置的拐臂通过第一轴销设置在罩壳内并能自由转动，与撞针通过第二轴销活动连接，与顶杆通过第三轴销活动连接，该拐臂上设有突台，用于顶住动杆；所述顶杆一端穿过设置于罩壳内的可自由转动的第四轴销，顶杆的另一端与拐臂的一端通过第三轴销活动连接，顶杆能在拐臂转动时沿顶杆的长度方向移动；所述压簧套设在顶杆上，在压簧未过中前，给拐臂一初压力使拐臂上的突台顶住动杆，在压簧过中后驱动拐臂顺时针转动；所述撞针穿设在罩壳安装孔内，位于罩壳内的一端与拐臂的另一端通过第二轴销活动连接，撞针能在拐臂的驱动下沿长度方向移动，使其伸出罩壳外的另一端能作用于组合电器柜负荷开关机构的脱扣装置。

3.根据权利要求1所述的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述绝缘堵头本体通过环氧树脂材料一次浇注成型，中心通孔两端设有内螺纹，用以安装密封端盖。

4.根据权利要求1所述的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述密封端盖外圆设外螺纹，端面设密封槽，密封圈装于端面密封槽内，通过与绝缘堵头本体两端螺纹连接并压紧，实现两端面的静密封。

5.根据权利要求1所述的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述的动杆为圆柱形绝缘棒，两端设有挡片用以限制动杆活动行程。

6.根据权利要求1所述的一种具有温度保护功能的气体绝缘式堵头，其特征在于，所述橡胶套由弹性橡胶材料制成。