CN103035452B - 断路器及用于制造断路器的绝缘层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种断路器及用于制造断路器的绝缘层的方法。由于绝缘层形成在允许各相的断开单元协同操作的轴销和固定地连接各相的断开单元的联结销的外周表面上，因此，虽然绝缘距离并不足够大，但是能够预先防止由于断路器内形成碳层而导致的介电击穿，同时保持轴销和联结销的强度。此外，由于不均匀部形成在轴销、联结销和绝缘层之间或形成在绝缘层之间，因此绝缘层不会由于外部撞击而被容易地损坏，从而增强了断路器的可靠性。

Description

断路器及用于制造断路器的绝缘层的方法

技术领域

本发明涉及一种断路器，更具体地，涉及一种其中机构的销连接各相涂覆有绝缘材料以断开（或中断）固定接触器与销之间的各相的导电电路从而防止介电击穿的断路器，并涉及一种用于制造所述断路器的绝缘层的方法。

背景技术

通常，断路器是用于在正常导电状态下发生故障电流和过载时机械地中断电路从而稳定地保护电路的装置。此处，断开电路时生成的电弧粉尘聚集在密闭的机构外壳中，因而具有碳成分的导电电路可能会形成在连接固定接触器和各相的轴销上，从而导致在应用高绝缘电压时发生介电击穿的现象。

如图1所示，在相关技术的断路器中，各相的多个断开单元1、2和3彼此联接以相互协作。各相的断开单元1、2和3包括S相断开单元1、R相断开单元2和T相断开单元3，S相断开单元1定位在中央位置，R相断开单元2和T相断开单元3布置在S相断开单元1的水平方向上的两侧。

S相断开单元1包括能够在一定范围内旋转的操作机构单元11，并且下部联动装置12设置在可旋转地支撑操作机构单元11的部分上。

活动导电单元13联接至下部联动装置12，以与下部联动装置12相互协作而旋转，固定导电单元14设置在活动导电单元13的下侧。固定导电单元14选择性地与活动导电单元13接触。

通过在S相断开单元1的两侧从下部联动装置12延伸出的多个轴销4，R相断开单元2和T相断开单元3连接以相互协作，以使R相断开单元2和T相断开单元3与S相断开单元1处于相同状态。R相断开单元2和T相断开单元3由联结销5整体固定地联接在S相断开单元1的两侧。附图标记15表示旋转中心。

此处，如图2和图3所示，轴销4和联结销5通常由不锈钢制成，以防止由于其反复操作和腐蚀造成的损坏。

在相关技术的断路器中，当在导电状态下生成故障电流时，与固定导电单元14接触的活动导电单元13被释放以形成中断状态。此处，无论是否处于正常中断状态，如果没有进行快速灭弧，则在断路器内会生成过量的电弧压力和电弧粉尘，因而，在由构成各相的断开单元1、2和3内部的导体或非导体形成的元件的外表面上，可能会形成具有一定厚度的碳层。该碳层在导电元件和非导电元件之间形成附加电路，从而很可能导致断路器的介电击穿。

然而，在相关技术的断路器中，由于轴销4和联结销5如上所述由不锈钢制成，因此，尽管轴销4和联结销5定位为与活动导电单元13和固定导电单元14间隔一定绝缘距离，但是由于上述碳层，在导电元件和非导电元件之间可能会形成附加电路，这使得断路器容易发生介电击穿。

发明内容

本发明的一个方案提供了一种断路器以及一种用于制造所述断路器的绝缘层的方法，所述断路器能够防止由于允许各相的断开单元相互协作的轴销和固定地连接各相的断开单元的联结销所导致的元件之间的介电击穿，同时保持所述轴销和所述联结销的强度。

本发明的一个方案提供了一种断路器以及一种用于制造所述断路器的绝缘层的方法，在所述断路器中，当绝缘层形成在轴销和联结销的外周表面上时，能够防止所述绝缘层由于外部撞击而被容易地损坏，因而能够有效地防止介电击穿。

根据本发明的一个方案，提供了一种断路器，所述断路器包括：各相的多个断开单元，其配置为断开或闭合电路；至少一个轴销，其联接在各相的所述多个断开单元之间并传递断开和闭合操作；至少一个联结销，其固定地连接各相的所述多个断开单元，其中绝缘层形成在所述轴销和所述联结销中的至少任一个的外周表面上。

根据本发明的另一个方案，提供了一种用于制造断路器的绝缘层的方法，其中，各相的多个断开单元通过多个销连接，其中通过嵌入式注射成型或绝缘涂覆中的任一种来形成所述销的绝缘层。

通过下面参照附图对本发明的详细说明，本发明的前述和其他目的、特征、方案和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1为示出了相关技术的断路器的各相的断开单元的立体图；

图2和图3为分别示出了图1的断路器的轴销和联结销的立体图；

图4为示出了根据本发明的实施例的轴销的一个示例的立体图；

图5为示出了图4中的轴销的另一示例的剖视图；

图6至图8为示出了图5中的轴销的不均匀部的实施例的立体图；

图9为示出了图4中的轴销的绝缘层的另一示例的剖视图；

图10为示出了设置在图9的轴销中的绝缘层之间的不规则部的示例的平面图；

图11为示出了通过嵌入式注射成型形成图10的绝缘层的过程的流程图；以及

图12为示出了根据本发明的实施例的联结销的示例的立体图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明根据本发明的实施例的断路器及其绝缘方法。

参照图1，根据本发明的实施例的断路器包括各相的多个断开单元1、2和3，所述断开单元执行断开和闭合操作。

各相的多个断开单元1、2和3包括S相断开单元1、R相断开单元2和T相断开单元3，S相断开单元1定位在中央位置，R相断开单元2和T相断开单元3连接到S相断开单元1的水平方向上的两侧。

操作机构单元11安装在S相断开单元1中。操作机构单元11的一部分被可旋转地支撑在S相断开单元1的主体中。即，操作机构单元11的旋转中心15形成在S相断开单元1中，并且操作机构单元11可以在前/后方向上有一定的旋转角度范围。所述旋转角度范围的两端为ON（开）位置和OFF（关）位置。

下部联动装置12安装为根据操作机构单元11的旋转操作而进行操作。优选地，下部联动装置12可以连接到操作机构单元11的旋转部并根据操作机构单元11的旋转操作而进行操作。

一个或多个轴销100可以安装在下部联动装置12中。优选地，可以设置两个轴销100，它们在下部联动装置12中安装为使它们彼此间隔开，并且以一定长度向作为边界的基于下部联动装置12的两侧突出。此处，两个轴销100可以通过下部联动装置12固定。

如图4所示，轴销100包括形成在其中的金属主体110，以及形成在主体110的外周表面上并由绝缘材料制成的绝缘层120。如图5所示，不均匀部可以形成在主体110的外周表面与绝缘层120的内周表面之间，以增加连贯性。

如图6所示，不均匀部130可以形成为沿主体110的长度方向的凹槽，或如图7所示，不均匀部130可以形成为沿周向以类带形状凹进。此外，如图8所示，在主体110的外周表面上，可以形成多个浮凸形状的凹部。

考虑到刚性和腐蚀方面，主体110可以由金属材料制成，例如不锈钢。

如图5所示，绝缘层120可以形成为单一层，或者根据情况，如图9所示，绝缘层120可以包括多个第一绝缘层121和第二绝缘层122。优选地，在第一绝缘层121完全硬化后，第二绝缘层122紧密地连结至第一绝缘层121的外周。

当绝缘层120形成为多层时，如图10所示，第一不均匀部131可以形成在主体110的外周表面与第一绝缘层121的内周表面之间，并且第二不均匀部132可以形成在第一绝缘层121的外周表面与第二绝缘层122的内周表面之间。

第一不均匀部131和第二不均匀部132可以形成为与图6至图8所示的不均匀部130具有相同形状。

第一绝缘层121和第二绝缘层122可以由具有不同物理特性的材料制成。因而，即使第一绝缘层121和第二绝缘层122中的任一层由于外部环境被损坏，另一个剩余绝缘层也可以弥补其作用，因此能够有效地保持其绝缘性能。

可以通过嵌入式注射成型或绝缘涂覆来形成绝缘层120。嵌入式注射成型是这样一种方法：将构成轴销100的主体110放入注射模具（未示出）的型腔中，注射绝缘材料如常规塑性材料等，并对绝缘材料进行冷却以形成绝缘层120，而绝缘涂覆是这样一种方法：通过在主体110的外周表面上涂覆电绝缘层如氧化铝（Al₂O₃）或二氧化硅（SiO₂），形成绝缘层120。

此处，即使当绝缘层120包括第一绝缘层121和第二绝缘层122时，也可以通过嵌入式注射成型或绝缘涂覆来制造绝缘层120。例如，在嵌入式注射成型的情况下，如图11所示，通过使用金属材料如不锈钢来制造主体110（S1），并且将主体110放入注射模具的型腔中并注射第一绝缘材料（S2）。然后，经过一定时间以使第一绝缘材料硬化（S3）。随后，将第二绝缘材料注射到不同注射模具的型腔中，并冷却一定时间以使其硬化，从而完成轴销100的嵌入式注射成型（S4）。

在这种情况下，第一绝缘层121和第二绝缘层122由不同材料制成。即，优选地，第二绝缘层122由熔点低于第一绝缘层121的熔点的材料制成，由此能够防止在形成第二绝缘层122时第一绝缘层被熔融。当通过绝缘涂覆来制造第一绝缘层121和第二绝缘层122时，前述内容同样适用。

然而，当轴销100由具有足够硬度的绝缘材料如工程塑料制成时，轴销本身可以形成为没有主体如主体110的绝缘体。在这种情况下，通过减少制造工艺能够降低制造成本，并能够防止绝缘层在制造后脱落，从而增加可靠性。

同时，联结销200安装在S相断开单元1中。联结销200突出以一定长度向S相断开单元1的两侧突出，以固定地连接R相断开单元2和T相断开单元3。

如图12所示，联结销200的主体210由金属材料如不锈钢制成，并且由绝缘材料制成的绝缘层220形成在主体210的外周表面上。

此处，第一不均匀部（未示出）如轴销100的不均匀部130可以形成在联结销200的主体210和绝缘层220之间。此外，如同轴销100的绝缘层120，联结销200的绝缘层220可以包括多个第一绝缘层（未示出）和第二绝缘层（未示出），并且第二不均匀部（未示出）可以形成在第一绝缘层与第二绝缘层之间。此外，如同轴销100，第一绝缘层和第二绝缘层可以分别由具有不同物理特性的材料制成。

如同第一绝缘层，为了通过嵌入式注射成型或绝缘涂覆来形成第二绝缘层，优选地，联结销200的第二绝缘层可以由熔点低于第一绝缘层的熔点的材料制成。

此外，如同轴销100的绝缘层，可以通过利用嵌入式注射成型或绝缘涂覆来形成联结销200的绝缘层。当然，如同轴销100，联结销200可以没有主体，并且联结销本身可以由绝缘材料制成。

在根据本实施例的断路器中，当操作机构单元11旋转时，活动导电单元13旋转以与固定导电单元14接触，从而电连接。各相的断开单元1、2和3通过轴销100连接并相互协作，它们均电连接。

当发生故障电流时，操作机构单元11沿相反方向旋转，并且与其旋转中心相互协作的下部联动装置12也反向旋转。然后，安装在下部联动装置12中的活动导电单元13旋转以返回到其原始位置，并且活动导电单元13与固定导电单元14中断连接，从而电分离。

此处，在活动导电单元13与固定导电单元14之间生成电弧。如果生成的电弧没有立即熄灭，则可能生成电弧粉尘而在各相的断开单元1、2和3的导电元件和非导电元件、轴销100和联结销200上形成碳层，并且碳层可能会在轴销100和联结销200上形成导电电路，从而在应用高绝缘电压时导致介电击穿。

然而，在本实施例中，当绝缘层120和220形成在轴销100和联结销200的外周表面上时，由于生成电弧粉尘而形成的碳层不会沉积在相应的销100和200的外周表面上。因而，虽然轴销100与固定导电单元14之间的绝缘距离并不足够大，但是能够防止介电击穿，此外，还能够防止由于轴销100和联结销200而导致的各相的断开单元1、2和3之间的介电击穿。因而，能够增强断路器的性能并能够延长断路器的使用寿命。

如上所述，对于根据本发明的实施例的断路器及用于制造所述断路器的绝缘层的方法，由于绝缘层形成在允许各相的断开单元协同操作的轴销和固定地连接各相的断开单元的联结销的外周表面上，因此，虽然绝缘距离并不足够大，但是能够预先防止由于断路器内形成碳层而导致的介电击穿，同时保持轴销和联结销的强度。

此外，由于不均匀部形成在轴销、联结销和绝缘层之间或形成在绝缘层之间，因此绝缘层不会由于外部撞击而被容易地损坏，从而增强了断路器的可靠性。

因为本发明可以体现为多种形式而不偏离其特性，所以还应当理解的是，上述实施例不受前述说明书的任何细节限制，除非另外说明，而是应当在所附的权利要求书限定的范围内做广义地解释，因此落入权利要求书的范围或等同范围内的所有变化和改进因而理当包含在所附的权利要求书内。

Claims (7)

1.一种断路器，包括：

各相的多个断开单元，其配置为断开或闭合电路；

至少一个轴销，其联接在各相的所述多个断开单元之间并根据操作机构的旋转操作而传递断开和闭合操作；

至少一个联结销，其固定地连接各相的所述多个断开单元，

其特征在于，绝缘层形成在所述轴销和所述联结销中的至少任一个的外周表面上；

其中，所述轴销和所述联结销中的一个包括由金属制成的主体和由绝缘材料制成并形成在所述主体的外周表面上的绝缘层，

其中，所述绝缘层配置为多个绝缘层，并且

其中，不均匀部沿所述主体的长度方向分别地形成在所述主体与所述绝缘层之间以及形成在所述绝缘层之间，以增加所述主体和所述绝缘层之间以及各绝缘层之间在周向上的连贯性。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述多个绝缘层由具有不同物理特性的材料制成。

3.根据权利要求2所述的断路器，其中，在所述多个绝缘层中形成在外侧的绝缘层的熔点低于形成在内侧的绝缘层的熔点。

4.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述轴销和所述联结销中的至少任一个由绝缘材料制成。

5.一种用于制造根据权利要求1至4中的任一项所述的断路器的绝缘层的方法，其中，各相的多个断开单元通过多个销连接，其中通过嵌入式注射成型或绝缘涂覆中的任一种来形成所述销的绝缘层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述多个销分别具有由金属制成的主体，将所述主体放入注射模具的型腔中，并将绝缘材料注射到所述型腔且使所述绝缘材料硬化以形成所述绝缘层。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在形成所述绝缘层时，注射初级绝缘材料以形成第一绝缘层，并且

在使所述第一绝缘层硬化后，将具有不同物理特性的次级绝缘材料注射到不同注射模具的型腔中且使所述绝缘材料硬化以形成第二绝缘层。