CN1044361A - 气吹断路器 - Google Patents

Abstract

一种气吹断路器的单极机构包括一个用注塑绝缘材料制成的横向隔板，该隔板为穿过其中的动触头杆导向。该注塑部件支承着一个O形环，确保对壳体的密封，以及设置在模向隔板中的气流孔单向控制阀。与动触头杆相连接的气吹活塞包括固定在活塞上的吹气喷嘴的安装和夹持元件。一个刮板密封装置嵌入在活塞注塑部件的环形槽中。动触头杆和电流源插入件之间的电气连接由一个编织带完成，它以半环路形式在单极机构的一个横向平面内伸延。

Description

本发明涉及到一种中压气吹断路器的单极机构（pole-unit），该断路器用活塞压缩一种高电介质强度的气体，特别是六氟化硫;该机构包括一个密闭的通常为圆筒形的绝缘壳体，由上述气体所充满;在壳体中同轴装设一个静触头和一个动触头，该动触头以滑动方式安装并支承着一个活塞;借助上述壳体中的一个横向分隔板限定了一个可压缩的空间，将吹弧气体压缩，当上述触头分开时气体吹熄引出的电弧。

由若干上述类型的单极机构组装而成的一种气吹断路器，通过简单地驱动一个操作轴可以切断中压电流。每个单极机构包括一个空腔形状的模制绝缘外壳，其开口端由一个金属或绝缘的盖板密封。目前工艺水平的这种单极机构的结构和配置相当复杂，需耗费大量的装配和制造时间。尤其是用一系列V形槽辊使动触头杆定向是相当复杂和昂贵的。

本发明的目的是实现一种采用注入部件（ingected-parts）具有简化结构的单极机构，这些部件在安装时只需把它们简单地夹持在一起。

根据本发明制造的单极机构的特点在于，上述横向隔板由一种绝缘注塑（injected    plastic）材料形成，该部件以很小的间隙在上述壳体中安装就位;上述部件具有一个中心孔，上述动触头由上述部件导向通过该中心孔;装设有单向阀的气流孔可使气体自由通过上述隔板进入可压缩的空间，并防止气体在相反的方向通过上述气流孔从上述空间逸出。

构成横向隔板的注塑部件将壳体分为两个小室，该部件包括气流孔，这些孔在单极机构闭合过程中打开，以便不致减慢可动组件在其闭合运动中的速度。当发生单极机构断开过程时，这些孔被一个环形的盘状阀关闭，相应于压缩在可压缩容积中的吹弧气体。构成该阀的环形盘以一定的间隙插入到构成隔板的注塑部件和夹持在该注塑部件上的挡圈之间。在横向隔板和单极机构壳体之间的密封由一个密封装置，特别是一个O形环提供，该环装设在注塑部件的圆周上并由挡圈固定，它也和阀盘协同动作。构成横向隔板的注塑部件可通过开口端安装在单极机构内，借助一个销钉在壳体内壁设置的纵向槽中滑动，可防止该注塑部件转动。

该注塑部件在纵向的定位一方面靠装设在壳体内壁上的夹板来实现，另一方面也靠横向插入壳体中的电流输入插入件实现，该插入件支承着一个编织带的连接螺钉，它向壳体内部伸出，作为注塑部件的制动止挡。

根据本发明的设计，牢固地连接在动触头上的气吹活塞也由注塑材料制成，并支承着一个夹持在活塞上的吹气喷嘴。一个分割圆环形状的刮板组合（scraper    segment）被嵌入到活塞的环形槽中，以确保活塞与单极机构壳体之间的密封。

形成中间隔板的刚性部分起着为动触头杆导向的作用，电流输入到该触头杆中最好通过一编织带来实现。根据本发明的一个重要设计方案，这个编织带在单极机构的一横向平面中延伸，一方面连接在插入绝缘壳体中形成电流套管的插入件上，另一方面连接到动触头杆。编织带与动触头杆的连接点正与该编织带对电流套管的固定点径向相对。编织带最好由两个电流供给回路组成，对称环绕着动触头，以此方式可限制编织带的截面积。该编织带最好再分成不同的几股，在单极机构的轴向重叠起来，以便减少在轴向的刚度。编织带在横向平面的这种布置可以使单极机构的高度减低，因为该编织带的运动受到限制。将编织带连到侧面套管的固定螺钉同时也起到将形成横向隔板的注塑部件纵向定位的作用。编织带连到动触头杆的固定螺钉同时也提供了控制该动触头运动的连接方式。

省去动触头导向和电流供给辊轴，以及减少了在绝缘壳体中安装的金属部件数目可以获得更好的电场分布，并能减低单极机构的高度。

从下面对本发明的几个说明性实施例的描述中，其它的优点和特点将会更加清楚，这些实施例只是作为非限制性的示例给出，并在附图中表示出来，其中：

图1是本发明单极机构的部分剖开的透视图，表示该机构在断开位置;

图2是图1单极机构的气吹活塞的剖面图，该活塞支承着一个喷嘴;

图3是图1中形式横向隔板的注塑部件放大比例的剖面图;

图4是类似于图2的视图，表示出装配前的喷嘴和活塞;

图5是类似于图3的视图，表示组装在注塑部件上之前的阀和密封圈;

图6是按照图5中的箭头F-F所看到的半视图;

图7是图1的单极机构在侧面的电流套管水平的横截面图;

图8和9表示出喷嘴和活塞的替代实施例，分别表示它们装配前后的状态;

图10和11类似于图8和9的视图，表示另外一个替代实施例;

图12是图11喷嘴-活塞组件的平面半视图。

在图1中，一个绝缘材料制成的空腔形状的壳体10在其开口端被一块板12严密地密封。壳体10所封闭的范围内充满了一种高电介质强度的气体，特别是六氟化硫;两个金属插入件被插入到通常为圆筒形的壳体10外壁中，一个插入件14穿过构成壳体10外壳的底座，并通过一个管形静触头16在壳体10的轴向延伸。另一插入件18横向延伸到壳体10，交错布置在盖板12上方。这两个插入件14、18构成了安装在壳体10中单极机构的输入和输出的电流套管。壳体10具有一个穿过其中的操纵轴20，一个台架手柄22用键固定在该轴上，用来控制连接在动触头杆26上的连杆24。动触头杆26在其面对静触头的端部支承着漏斗形主触头28，并且有一个半静止的电弧触头30被弹簧32压靠在漏斗形指状触头28的突出部位。动触头杆26以很小的间隙穿过横向隔板34，隔板34将壳体10再分成两个小室，一个室用来切断当触头16、30分离所拉开的电弧;另一个室供断弧气体的膨胀用。借助于一个固定在动触头杆26端部的活塞36，该横向隔板34封闭了一个可压缩的容积，当单极机构发生断开运动时，该容积完成气体的压缩，并使该气体通过一个固定在活塞36上的吹气喷嘴38从该可压缩容积流出。单极机构的断开和闭合由操纵轴20的转动所控制，该轴20引起由动触头杆26和活塞36组成的可动组件的滑动。这种类型的单极机构对于专攻此业的人来说是众所周知的，只要记得这一点就够了，该机构不需要任何外部压缩吹弧气体源，并能实现多年无检修运行，特别是不用将该单极机构拆开。

请较为具体地参照图2和4，可以看到，气吹活塞36包括一个通常为圆形的注塑材料制成的部件40，在其上端面呈现一圆筒形构架，喷嘴38的底座42可啮合在该构架中。喷嘴38以简单夹持的方式装配到注塑部件40上，并被挡箍44固定住，挡箍44是与部件40一起注塑出来的。部件40包括通孔46，通过该孔使喷嘴38的内部与活塞36的对侧相连通。活塞36和壳体10之间的密封是由一个分裂圆环形状的刮板密封装置48保证的，该密封装置进入并安装在注塑部件40的圆周槽50中。活塞36的组装特别简单，因为只需将刮板密封装置48装配好，并将喷嘴38夹持就位。这种装配上的便利是由于有可能以注塑工艺生产出具有合适形状的部件。

更具体地参照图3、5和6，可以看到将壳体10分为两个小室的横向隔板34。横向隔板34也由通常为圆筒形的注塑材料部件52构成。该注塑部件52包括一个中心部分54，形成一个供动触头杆26穿过其中的穿通和导向孔。该孔54经过一定的轴向高度伸延，以确保触头杆26的良好导向。在其较低部分，注塑部件52通过一圆筒形裙边56延伸，沿着壳体10的轮廓保持一很小的间隙，以保证横向隔板34在壳体10中的完好定位。该注塑部件52在转动方向的定位是通过一个在侧面伸出的销子58的嵌入而获得的，销58嵌入到设置在壳体10内壁上的一个与其相配合的纵向槽中（未 示出）。注塑部件52的上部提供了一个内圆凹座60，一个盘状阀62装配在其中，它能覆盖穿通横向隔板34的孔64。一个挡圈66可以安装或可能被夹持在凹座60中，以固定住盘状阀62。挡圈66提供了一个外缘68，它与注塑部件52的配对边缘70相配合，限定了一个圆周槽，用来容纳O形环72。孔64按照一圆周的圆弧延伸，提供了一个特别的气流截面，在可压缩容积内气体的压缩过程中，孔64又能被环形盘阀62封闭住。

横向隔板34的组合和装配特别简单，因为只需要在挡圈66装配之前将O形环72和盘状阀62装好即可。然后将这个组件插入壳体10，注意将销58嵌入到相配合的槽中。在横向隔板34啮合完毕时，挡圈66的上缘碰到设置在壳体10内壁上的夹板74。夹板74限制了横向隔板34沿静触头16方向的轴向移动。沿相反方向的移动被板79所限制，板79本身牢固地连接到编织带78，并由拧入横向插入件18的螺钉76安装就位。客易看到，夹板74和板79防止了横向隔板34在轴向移动，保持挡圈66嵌入在凹座60中。限制横向隔板34的转动是由销58实现的，该组件的轴向高度确保了注塑部件52的完好定位，注塑部件52又保证了滑动动触头杆26的导向。

动触头杆26和横向插入件18之间的电气连接是由挠性的编织带78提供的，编织带78以两个半环路的形式在壳体10的一个横向平面内伸延（图7）。编织带78的两个半环在两侧围绕着动触头杆26，它们端部中的一端用一个螺钉牢固地固定到金属插入件18上，该螺钉最好是横向隔板34的轴向定位螺钉76。编织带78两个半环路的对端用一个在径向正与螺钉76相对的螺钉连接到动触头 杆26。编织带78足够长，可在壳体10附近伸延一段足够的长度以适合于触头杆26的轴向运动。更具体地参照图1，可以看到，编织带78是由几股组成的，沿单极机构的轴向重叠起来，以在该轴向提供一定的挠度。在动触头杆26的中间位置，编织带78明显地在包含插入件18的径向平面内伸延，当动触头杆26在这个径向平面的两侧滑动时，编织带向上及向下移动。在极端位置，编织带78在稍许倾斜的平面内延伸，该编织带的长度足以补偿在固定螺钉76和80之间所增加的距离。编织带78的这种横向布置在高度上限制了安放编织带78所需要的空间，使得断路器单极机构的高度缩短了。编织带78与触头杆26的连接螺钉80构成连杆24的固定和连接心轴较为有利。当采用较大高度的编织带时，可以叠加上第二个螺钉。

将活塞36固定到动触头杆26上可以用不同的方式实现，一种特别简单的方法是在杆26的端部备有一个边缘，注塑部件40就装配在这个边缘上。通过安装漏斗形指状主触头28可以很容易地使这些部件装配在一起，主触头28在横向扩展到动触头杆26以外，重叠在注塑部件40之上。当然也可以采用任何其它的安装方式。

除了电流所通过的部件以外，没有任何金属部件使得在单极机构内部获得更好的电场分布，并且该机构的尺寸可以减小。例如，注塑部件40、52，或许还有刮板密封装置48以及挡圈66由一种聚碳酸酯树脂或任何其他等效材料制造，而喷嘴38由一种氟聚合物，例如聚四氟乙烯制造。壳体10最好按已知的方法由环氧树脂制造。

图8和9表示将喷嘴38夹持到注塑部件40上进行固定的一个替代实施例。喷嘴38具有齿82，它被夹持在由注塑部件40支承的固定类形状的凸缘84中。

其它的安装方式也是可能的，图10到12表示借助于一个环88来固定。喷嘴38在其基座42附近压靠着一个圆形卡箍94，注塑部件40具有固定卡爪90上。环88压靠着卡箍94并嵌入固定到卡爪90上。环88面对每个卡爪90有一个卡口通孔98，其加宽部分96使该环被安装到卡爪90上，其狭窄部分98通过转动使卡爪90嵌入其中;环88和喷嘴38固定到注塑部件40上。

Claims (10)

1、一种中压气吹断路器的单极机构，用活塞压缩一种高电介质强度的气体，特别是六氟化硫，该机构包括一个密封的通常为圆筒形的绝缘壳体(10)，由上述气体所充满；一个静触头(16)和一个动触头(26、28)同轴装设在上述壳体(10)中，该动触头以滑动方式安装，一个活塞(36)由动触头所支承；以及上述壳体(10)的一个横向分隔板(34)，借助于活塞封闭了一个可压缩的容积，将吹弧气体压缩，当上述触头分离时气体吹熄了引出的电弧；在这个单极机构中，上述横向隔板(34)由一个绝缘注塑材料部部件(52)构成，它以很小的间隙安装并在上述壳体(10)中就位；上述部件(52)具有一个中心孔(54)，上述动触头(26)通过该孔并被该部分导向；装设有单向阀(62)的气流孔(64)使气体自由通过上述隔板(34)进入可压缩容积，并防止气体在相反的方向通过上述气流孔从上述容积逸出。

2、根据权利要求1的单极机构，其中，上述气流孔（64）按照上述隔板（34）的圆周展开，通过在可压缩空间中气体压力的作用，气流孔可被上述阀覆盖和封闭，上述阀具有环形圆盘（62）的形状。

3、根据权利要求2的单极机构，包括一个挡圈，其中上述环形圆盘（62）以一定间隙插入上述隔板和挡圈（66）之间，挡圈安装或夹持在上述注塑部件（52）上。

4、根据权利要求3的单极机构，其中包括一个在隔板（34）和壳体（10）之间的密封圈（72），上述密封圈在上述注塑部件（52）上沿圆周布置，并由上述挡圈（66）固定就位。

5、根据权利要求1的单极机构，其中上述注塑部件（52）包括一个侧面突出的销（58）;并且壳体（10）包括一个与之相配合的槽，它纵向设置在壳体（10）的内壁上;该销子嵌入到槽中以防止上述注塑部件转动。

6、根据权利要求1的单极机构，在上述壳体（10）中有一个插入件，形成了一侧面电流套管（18），以及壳体的一个缩窄了的侧面（74），其中上述注塑部件（52）被插在壳体（10）的缩窄侧面和上述套管（18）之间而在上述壳体（10）中定位的。

7、根据权利要求1的单极机构，包括一个用注塑材料制造的活塞（36）和一个夹持在活塞（36）上的吹弧气体的定向喷嘴（38）。

8、根据权利要求7的单极机构，其中活塞（36）支承着一个刮板组合（48），提供了活塞（36）与上述壳体（10）之间的密封。

9、根据权利要求1的单极机构，包括壳体的一个侧面套管（18）以及一个电流源编织带（78），该编织带在一边连接到滑动动触头（26）上，在另一边连接到侧面套管（18）上，并且明显地在壳体的横向平面内伸延。

10、根据权利要求9的单极机构，其中，在动触头（26）的中部位置，上述编织带（78）基本上在壳体的一个包含上述套管（18）的径向平面内伸延，并且上述编织带在直径上正对着该套管的一点固定到动触头上。

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