CN103069527A - 制造电路断路器极柱部件的方法 - Google Patents

Abstract

通过用绝缘材料模制外绝缘套（9）、将真空中断器插件（8）安装在绝缘套（9）内部、将真空中断器插件（8）与布置在绝缘套（9）的壁部中的上电端子（2）和下电端子（3）电连接来制造电路断路器极柱部件的方法，具有以下制造步骤：模制外绝缘套（9），其中仅上电端子（2）被嵌入绝缘材料中；对真空中断器插件（8）包覆以由绝缘材料制成的额外层（11）用于热膨胀补偿；通过螺旋拧紧在螺栓（10）上而将被包覆的真空中断器插件（8）安装在上电端子（2）上。

Description

制造电路断路器极柱部件的方法

技术领域

本发明涉及一种通过用绝缘材料模制外绝缘套、将真空中断器安装在绝缘套内部、将真空中断器插件与布置在绝缘套的壁部中的上电端子和下电端子电连接而制造电路断路器极柱部件的方法。而且，本发明涉及一种通过这种方法制造的极柱部件、以及特别用于中压应用的电路断路器装置。作为另一方式，上端子与真空中断器预先组装，且真空中断器周围可具有额外的绝缘层。

背景技术

那种电路断路器极柱部件通常集成在中压到高压电路断路器装置中。特别地，中压电路断路器额定在1到72kV的高电流水平之间。这些特别的电路断路器通过在真空中产生和熄灭电弧来中断电流。在真空腔室内部布置一对电气开关触头。现代真空电路断路器趋向于比以前的空气、油电路断路器具有更长的寿命。尽管真空电路断路器替代了空气、油电路断路器，本发明不仅能应用到真空电路断路器，而且能用于空气、油电路断路器或具有填充有六氟化硫气体而不是真空的现代SF6电路断路器。

为了致动电路断路器，使用具有高力密度的磁致动器，其使真空中断器的电触头之一移动以中断电力。因此，在磁致动器的可动衔铁和真空中断器插件内部的可动电触头之间提供机械连接。

文献DE102004060274A1公开了一种用于制造用于中压或高压电路断路器的电路断路器极柱部件的方法。真空中断器嵌入在绝缘材料中且由所述材料封装。真空中断器本身主要包括绝缘壳体，该绝缘壳体是大致圆柱状的且端部封闭以便形成内部真空腔室。真空腔室包含形成电气开关的固定电触头和对应的可动电触头。折叠波纹管被布置在可动电触头侧上且允许可动电触头在真空腔室内的电流馈送线路上移动。如上所述，真空中断器内部为真空，以便尽可能快地熄灭在开关接通或开关断开动作期间产生的电弧。

绝缘套内部的真空中断器由合成材料（主要是塑性材料）完全封装，以便增加真空中断器的外部介电强度。而且，合成材料作为用于补偿真空中断器表面和周围绝缘套之间不同热膨胀系数的补偿材料。中间层的该附加功能避免了引起裂缝的可能。

在电路断路器极柱部件的制造过程期间，在第一步骤中，两个外部电端子被安装在绝缘套的壁部中。在第二步骤中，预安装的中断器插件浸入形成上述中间层的液体橡胶溶液中。在第三步骤中，通过用塑性材料封装真空中断器而在塑料注射模制过程中制造外部绝缘套。通过在高处理温度下模制而封装中断器期间，液体橡胶溶液硫化且形成如上所述的中间补偿层。为了最后的硫化制造步骤，需要加热模制形式。

发明内容

本发明的目的是找到一种用于有效制造用于电路断路器装置的极柱部件的方法，该电路断路器装置包括在真空中断器周围的有效补偿层或在真空中断器周围无应力溶液。

根据本发明，提供了用于制造电路断路器极柱部件的方法，该电路断路器极柱部件包括由绝缘材料制成的外绝缘套，外绝缘套用于支撑和容纳用作中压电路的电气开关的内真空中断器，所述方法包括以下具体的制造步骤：

模制外绝缘套，其中，在模制过程中至少仅上电端子被嵌入绝缘材料中，

给真空中断器插件包覆以由绝缘材料制成的额外层，并且/或者在额外层和绝缘套之间和/或在真空中断器插件和绝缘套之间具有至少直接朝着下部线路（bottom line）敞开的空气间隙，以获得更好的电学性能，

在模制前或模制后，通过螺旋拧紧到螺栓上而将被包覆的真空中断器插件安装到上电端子上。

此外可以增加以下步骤：

将真空中断器预组装到上端子上；

将该预组装的装置放入模具中；

将外绝缘套与下端子一起模制以便由此形成完整的组件。

绝缘盖也可作为密封部件被放置在上端子和模具之间。

在模制期间,上端子作为应对高操作压力的机械保护件。绝缘盖可被用作上端子和模具之间的密封部件，也作为绝缘层。而且对模具的密封可直接施加在上端子和模具之间。

在通过权利要求3完成模制后用适当的介电绝缘材料部分封闭所述间隙还可以获得有利的实施例。

有以下优势：

在真空中断器和绝缘材料之间无机械应力。

被直接密封的端子，不需要封闭组件的螺钉区域，

易于由单步模制过程制造，

容易加工。

进一步的替代方案：

由于在外绝缘套的模制制造步骤中仅上电端子嵌入，真空中断器可在此之后进行组装。由于外绝缘材料和带有或不带有绝缘层的真空中断器之间没有直接连接，因此在真空中断器和外绝缘套之间没有机械应力。这提供可靠的性能。真空中断器可被涂覆有由适当绝缘材料制成的额外层或没有绝缘材料。这取决于电压水平。最后，真空中断器插件能够通过旋拧而安装，因此当然也可以为了修理的目的而从周围的绝缘套去除。

根据本发明的另一可选方面，在真空中断器已被安装或可被模制到绝缘套中之前或之后，下电端子可被组装在绝缘套的壁中。然后，真空中断器插件将经由柔性连接带与下电端子连接。

由于通过螺旋拧入将被包覆的真空中断器连接到绝缘套内部的安装技术，在被包覆的真空中断器插件和周围外绝缘套的内壁之间产生侧向间隙。可以将密封化合物铸造到该侧向间隙中，以便至少部分填充该侧向间隙以增加结合效果和介电绝缘性能。

可以使用所有适当的电绝缘材料。

优选地，绝缘套的绝缘材料是环氧树脂材料。还能够使用其它基于热塑性材料的适当合成材料，即聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、热塑性聚氨酯（TPUR）或PPA、Peak等。

为了以快速和可靠的制造步骤在真空中断器的外表面上实现用于电绝缘目的的适当额外层，推荐通过由塑性材料制成的收缩管产生根据本发明的额外层。为了在真空中断器的侧向区域上形成额外层，仅有一个必要的制造步骤。不需要另外的底漆或其它材料以及中间制造步骤。多个测试结构得出的结论是热缩管（hot-shrinkage tube）材料提供用于真空中断器插件的充分绝缘。此外，这种额外层保护真空中断器不受损坏。

根据本发明另一方面，提供由绝缘材料制成的附加绝缘杯。该绝缘杯至少部分覆盖上端子的底部区域、且在绝缘套和布置成与上电端子相邻的真空中断器插件的上部之间。

附加的绝缘杯优选是具有向内延伸到绝缘套的弯曲边缘部的盘状。它在上电端子和真空中断器内部的电触头之间提供额外的电保护。

根据本发明的极柱部件优选与三相电网结合使用，其包括由单个磁致动器借助公共传动轴装置驱动的三个相同极柱部件。

附图说明

当结合附图考虑时，根据以下本发明的详细描述，本发明的前述和其它方面将变得明显。

图1是通过单个磁致动器操作的中压电路断路器的侧视图，和

图2a是预组装的装置，

图2b是图1中示出的电路断路器装置的极柱部件的纵向剖面图。

图2c是具有最终密封的形式。

所有附图是示意性的。

具体实施方式

如图1中示出的中压电路断路器主要由至少极柱部件1构成，该极柱部件具有形成用于中压电路的电气开关的上电端子2和下电端子3。

因此，下电端子3经由传动轴装置4被连接到可在接通位置和断开位置之间移动的相应电触头。提供铜材料的柔性连接带5以便将下电端子3与内部电气开关电连接。

传动轴装置4在内部将双稳态磁致动器6的机械能量传递至极柱部件1。磁致动器6由双稳态磁装置组成，用于将衔铁7切换到由未示出的电磁铁以及永磁铁装置产生的磁场所实现的相对位置。

极柱部件1进一步包括被由绝缘材料例如环氧树脂材料制成的外绝缘套9包围的内真空中断器插件8。绝缘套9支撑且容纳真空中断器插件8，该真空中断器插件包括在真空环境下可切换的两个对应电触头。真空中断器插件8的所述电触头分别电连接到如上所述的上电端子2和下电端子3。

图2a示出在预组装组件1被放置到模具中之前的预组装组件1，其由真空中断器8、额外层11（如果需要的话）、上端子2、螺栓10和绝缘杯12组成。

根据图2b，极柱部件1的内真空中断器8通过经螺纹旋拧到上电气端头2的螺栓10上而实现连接。在该安装步骤之前，外绝缘套9已被模制，其中仅上电端子2被嵌入绝缘材料中。

为了更好的电绝缘，真空中断器8设有由绝缘材料例如热缩管制成的额外层11。

为了使上电端子2与真空中断器8之间具有附加的电绝缘特性，绝缘杯12被向内设置在上端子2的底部区域中、在真空中断器8的相邻前侧和绝缘套9之间。在绝缘套9的侧向区域和真空中断器插件8之间提供侧向间隙13。如果需要更高的介电绝缘强度，可以用密封部件至少部分地填充侧向间隙13，以便得到更好的机械稳定性和更好的电气性能。根据本示例，外绝缘套9的绝缘材料是环氧树脂材料或热塑性材料。

图2c示出可选地使用最终密封件110的情形，该密封件在模制过程后定位。

本发明不限于上述优选实施例，上述优选实施例仅是示例性的，并且在由所附权利要求限定的保护范围内可以各种方式改变。

附图标记

1     极柱部件

2     上电端子

3     下电端子

4     传动轴

5     连接带

6     磁致动器

7     衔铁

8     真空中断器插件

9     绝缘套

10    螺栓

11    额外层

12    绝缘杯

13    侧向间隙

14    推杆

110   密封件

Claims (13)

1.一种用于制造电路断路器极柱部件的方法，其通过用绝缘材料模制外绝缘套（9）、将真空中断器插件（8）插入外绝缘套（9）内部、将真空中断器插件（8）与布置在外绝缘套（9）的壁部中的上电端子（2）和下电端子（3）电连接来实现，其特征在于以下制造步骤：

模制外绝缘套（9），其中，在模制过程中至少仅上电端子（2）被嵌入绝缘材料中，

给真空中断器插件（8）包覆以由绝缘材料制成的额外层（11），并且/或者在额外层（11）和外绝缘套（9）之间和/或在真空中断器插件（8）和外绝缘套（9）之间具有至少直接朝着下部线路敞开的空气间隙（13），以获得更好的电学性能，

在模制前或模制后，通过螺旋拧紧到螺栓（10）上而将被包覆的真空中断器插件（8）安装到上电端子（2）上。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：

将下电端子（3）组装或模制在绝缘套（9）的壁中，且经由柔性连接带（5）电连接真空中断器插件（8）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

将真空中断器插件（8）预组装到上电端子（2）；

将该预组装的装置放入模具中；

将外绝缘套（9）与下电端子（3）模制到一起以便由此形成完整的组件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

在上电端子和模具之间还设置作为密封部件的绝缘盖（12）。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：

在通过权利要求3完成模制后，用适当的介电绝缘材料部分地封闭所述空气间隙（13）。

6.一种通过由前述权利要求1至3中之一所述的方法制造的电路断路器的极柱部件，其特征在于：

外绝缘套（9）的绝缘材料是环氧树脂材料或基于聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或热塑性聚氨酯（TPUR）的热塑性材料。

7.根据权利要求3所述的极柱部件，其特征在于：

真空中断器插件（8）的外表面上的额外层（11）由绝缘材料例如收缩管或热熔胶或环氧树脂或硅橡胶制成。

8.根据权利要求3所述的极柱部件，其特征在于：

提供由绝缘材料制成的额外绝缘杯（13）以覆盖上电端子（2）内侧的在真空中断器插件（8）的前侧和外绝缘套（9）之间的底部区域。

9.一种用于中压应用的电路断路器装置，包括用于产生操作力的磁致动器（6），该操作力经由传动轴装置（4）传递到至少一个根据前述权利要求4至6之一所述的极柱部件（1）。

10.根据权利要求7所述的电路断路器装置，其特征在于：

提供三个极柱部件（1）以用于三相电网，这三个极柱部件由磁致动器（6）借助公共传动轴装置（4）驱动，该磁致动器可具有一个或多个线圈。

11.根据前述权利要求之一所述的电路断路器装置，其特征在于：

上、下电端子的轴线可被布置成与极柱的轴线之间成0°到180°之间的角度。

12.根据前述权利要求之一所述的电路断路器装置，其特征在于：

永磁致动器可以是单线圈或双线圈磁致动器，其也可朝着推杆（14）被直接安装在极柱部件（1）下方。

13.根据前述权利要求之一所述的电路断路器装置，其特征在于：

极柱部件可被制造成没有额外绝缘层（11，12）。

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