CN104658812A - 用于固封极柱的绝缘套筒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于固封极柱（200）的绝缘套筒（100）。该固封极柱（200）具有周向设置且间隔开的第一端子（202）和第二端子（203）。绝缘套筒（100）包括：供固封极柱（200）插入的筒体（1），该筒体（1）由绝缘材料制成；间隔设置在该筒体（1）内周上的第一静触头（2）和第二静触头（3），其中第一静触头（2）配置成可与第一端子（202）电连接，第二静触头（3）配置成可与第二端子（203）电连接。本发明还提供了包括固封极柱（200）和绝缘套筒（100）的断路器组件和开关柜。此外，本发明还涉及绝缘套筒的制造方法。

Description

用于固封极柱的绝缘套筒及其制造方法

技术领域

本发明涉及电气设备领域，尤其涉及一种用于固封极柱的绝缘套筒及其制造方法。此外，本发明还涉及一种具有固封极柱和绝缘套筒的断路器组件以及开关柜。

背景技术

目前，开关柜广泛用于输变电领域。在开关柜内，通常设置有一组静触头用于与相应的动触头接通或断开。而为了防止短路电流引起不利影响，现有技术提出相应的两个动触头构造成固封极柱形式，在该固封极柱内部集成有真空灭弧室，即断路结构。

本申请人的中国实用新型CN202758804U公开了一种沿轴向延伸的固封极柱，该固封极柱外层包裹有绝缘层，且该固封极柱的上出线端子和下出线端子大体与固封极柱的纵向轴线垂直地从侧面延伸出，以用于插入相应的静触头座中。

但是仍希望能够在减小这种固封极柱的尺寸的情况下，仍保证合适的绝缘性能。为此，中国实用新型CN201503809U公开了一种中间细、两端粗的阶梯形24Kv高压真空固封极柱断路器用绝缘套筒，该绝缘套筒完全罩在固封极柱出线臂端口上。但该绝缘套筒仅通过提供本身绝缘的筒体来改善绝缘性能和缩短绝缘距离，但是其中容纳的固封极柱仍需要从侧面延伸的出线端子来连接静触头。尤其在该出线端子与两个静触头座连接或断开的过程中，上和下出线端子由于已延伸到绝缘套筒之外仍有可能被击穿。而且，采用了这样的绝缘套筒的固封极柱的径向尺寸也并未减小。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具有新颖构造理念的用于固封极柱的绝缘套筒，采用这种绝缘套筒的固封极柱尺寸、尤其是径向尺寸能够显著减小，而同时能够保证极高的绝缘性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于固封极柱的绝缘套筒，其中固封极柱具有周向设置且间隔开的第一端子和第二端子，绝缘套筒包括用于固封极柱插入的筒体，该筒体由绝缘材料制成。

可以看出，根据本发明的绝缘套筒不仅仅具有绝缘作用，且通过设置在绝缘套筒筒体内周上的两个静触头可以实现与固封极柱形成电连接，操作和结构均简单。此外，由于两个静触头浇注在同一个绝缘套筒内，根据本发明的绝缘套筒与固封极柱的机械式断开和连接，只需沿筒体移动固封极柱。由此，与现有固封极柱的侧向延伸的接线端子相比，静触头并进而固封极柱的端子可实现极高的同轴度高和更可靠的电连接。而且可以通过设计选定两个静触头之间的合适距离以及合适屏蔽绝缘结构、如伞裙，能有效避免触头之间的放弧现象。另外，因为两个静触头尤其是第一静触头被绝缘套筒环绕，可避免触电事故的发生，更为安全可靠。

优选地，绝缘套筒还包括间隔设置在该筒体内周上的第一静触头和第二静触头，其中第一静触头配置成可与第一端子电连接，第二静触头配置成可与第二端子电连接。第一静触头设置在筒体的一纵向端部处，第二静触头设置在筒体的纵向中部。

根据一个特别优选的实施例，绝缘套筒还可包括在纵向端部与筒体一体成形或固定连接的电缆锥，其中该电缆锥具有外锥面和用于容纳第一导体的内孔。这种电缆锥的配置形式可提供简单、有效的标准化安装和作业。

更优选地，在电缆锥的外锥面上形成有周向环槽，绝缘套筒具有容纳在环槽中的金属支撑环。

作为解释而非限制，本发明的优选的金属支撑环有利之处在于可以通过一端固定、一端活动铰链的方式安装绝缘套筒，即金属支撑环可以作为活动铰链的一部分被非紧固地支承在开关柜内，这不仅避免或减少了固定的过约束，更为关键的是避免或减少了在第一静触头或者说电缆锥的一端因例如螺纹固定形成的应力点而造成的放电。

根据另一实施例，绝缘套筒还可具有用于容纳第二导体的容座，其中该容座一体成形或固定连接在筒体的外周中对应于第二静触头的位置。

优选地，第一和/或第二静触头呈导电金属环形式。通过如此设置，提供同轴度很高的静触头结构，而固封极柱的端子也可以相应设置成两个同轴布置的金属环圈。

根据本发明的另一方案，还提供了一种包括根据本发明的绝缘套筒和配置成插入绝缘套筒的筒体内的固封极柱的断路器组件，其中固封极柱具有柱状主体、呈环状的第一端子和第二端子，其中第一和第二端子间隔设置在柱状主体的外周上。

根据本发明的又一方案，还提供了一种开关柜，其包括绝缘套筒、固封极柱、用于紧固绝缘套筒的第一壁和用于支撑金属支撑环的第二壁。其中，绝缘套筒具有由绝缘材料制成的筒体、间隔设置在该筒体内周上的第一静触头和第二静触头，其中第一静触头设置在筒体的一纵向端部处。该绝缘套筒还包括在纵向端部与筒体一体成形或固定连接的电缆锥，该电缆锥具有外锥面和外锥面上形成有周向环槽。该绝缘套筒还包括容纳在环槽中的金属支撑环。固封极柱具有柱状主体、呈环状的第一端子和第二端子，其中第一和第二端子间隔设置在柱状主体的外周上。

在根据本发明的开关柜内，第二壁具有供电缆锥穿过的开孔和被支撑在开孔周向上的环圈件，该环圈件接触并活动支撑金属支撑环。可以理解绝缘套筒的电缆锥可以卡在第一壁的开孔内，故而只需要固定绝缘套筒的与电缆锥相对的一端便可固定住绝缘套筒，这样的固定方式简单便捷可靠，且如前所述地，这避免或减少了因应力点而造成的放电。

在一个方案中，本发明提供了一种制造二次浇注或封接式绝缘套筒的方法，包括：提供第一静触头；浇注出电缆锥段，第一静触头通过浇注被嵌固在该电缆锥段内；提供第二静触头；浇注出筒体段，第二静触头通过浇注被嵌固在该筒体段内；将电缆锥段围绕筒体段的一纵向端部固定。

在另一个方案中，本发明还提供了一种制造一体浇注或封接式绝缘套筒的方法，包括：提供第一静触头；一体浇注出筒体和位于该筒体一纵向端部处的电缆锥，第一静触头通过浇注被嵌固在筒体内的该纵向端部处，其中筒体内部具有依次连接的第一内径部、第二内径部和第三内径部，第一内径部邻近所述纵向端部且具有小于第二内径部的内径，第二内径部具有小于第三内径部的内径；将第二静触头紧固至第二内径部。由于第一内径部、第二内径部、第三内径部的内径依次减小，所以当浇注完成后，浇注所用的芯模可以很方便从成型的绝缘套筒内部抽出。

本发明的其他的特征和优点中的一部分将在下文给出，另外的一些对于阅读了本文的本领域技术人员而言是显见的。

附图说明

下面结合附图描述根据本发明的具体实施方式，其中

图1示出了根据本发明的用于固封极柱的绝缘套筒的横截面视图；

图2示出了配备有包括图1中示出的绝缘套筒及固封极柱在内的断路器组件的开关柜的局部剖视图；

图3a示出了装配前的二次浇注或封接式绝缘套筒的横截面视图，其中筒体段1’和电缆锥段4’处于分离状态；

图3b示出了装配后的图3a中示出的绝缘套筒的横截面视图，其中筒体段1’和电缆锥段4’处于接合状态；

图4示出了一体浇注或封接式绝缘套筒的横截面视图。

在附图和说明书中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

现参考以下的具体说明和附图来描述所公开的装置的实施方案。尽管提供附图是为了呈现本发明的一些实施方案，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，某些特征可被放大、移除或剖切，以便更好地示出本发明。

参见图1，绝缘套筒100包括筒体1、第一静触头2、第二静触头3和电缆锥4。筒体1呈圆筒形并且由例如环氧树脂的绝缘材料制成。筒体1的内周上具有周向分布的内伞裙。第一静触头2和第二静触头3间隔设置在筒体1的内周上，其中第一电触头2设置在筒体1的一纵端部处，第二静触头3设置在筒体1的纵向中部。第一静触头2和第二静触头3可呈导电金属环形式。但人们可以想到，第一和第二静触头可以具有其它合适形状，例如连续或不连续的结构。电缆锥4可以为具有外锥面40和内孔41的通用电缆锥，优选是标准电缆锥。电缆锥4在绝缘套筒100的设有第一静触头的纵向端部与筒体1一体成形。与静触头相对的另一纵向端是敞口的，以供固封极柱200（图2）插入。第一静触头2通过螺栓与被接纳在所述内孔41中的第一导体7(图2)接合。周向环槽45形成在电缆锥4的外锥面40上，金属支撑环5容纳于环槽45中。绝缘导体100在中部还具有用于容纳第二导体8的容座6，该容座6一体成形在筒体1的外周中对应于第二静触头3的位置，由此容纳在容座6中的第二导体8可以通过例如螺钉固定并电连接第二静触头3。尽管在所示的实施例中，容座6为一体成形，但其可以固定连接至筒体1。

参见图2，开关柜300内容纳多个横向平行设置的绝缘套筒100，相应的固封极柱200可配置成成插入绝缘套筒100的筒体1内。该固封极柱200呈圆筒状且具有柱状主体201、呈环状的第一端子202和第二端子203，第一端子202和第二端子203间隔设置在柱状主体201的外周上，绝缘套筒100的第一静触头2配置成与固封极柱200的第一端子202电连接，而第二静触头3配置成与第二端子203电连接。

仍参见图2，开关柜300包括第一壁301和第二壁302，第一壁301上具有第一开孔3011。该绝缘套筒100可被紧固在第一开孔3011中或围绕第一开孔3011被紧固在第一壁301上。第二壁302具有第二开孔3021和沿第二开孔3021的周向被支承的环圈件3022。电缆锥4穿过该第二开孔3021。设置在电缆锥环槽45中的金属支撑环5与该环圈件3022接触，从而被该环圈件3022活动支撑，由此在该金属支撑环5和环圈件3022之间形成了均匀接触，避免或减少了放电。

继续参考图2，第一接线电缆9插接在电缆锥4上并通过第一导体7与第一触头202电连接，而第二接线电缆10通过第二导体8与第二静触头203电连接。优选地，在三相交流电的开关柜中可设置有三组包括绝缘套筒100和固封极柱200的断路器组件，它们中的至少一组或优选全部采用如本发明所述的配置。通过这种连接方式，电流可以从第一接线电缆9经过固封极柱200流到第二接线电缆10，从而短路电流或者正常的负荷电流就可由固封极柱200完成。固封极柱200与绝缘套筒的静触头的机械式连接和脱接则可以通过插入或抽出固封极柱来实现。在固封极柱200被抽出时，第一静触头2和第一端子202以及第二静触点3和第二端子203分别脱离接触。人们将明白，绝缘套筒100的第一静触头2和第二静触头3可设置为它们之间的距离大于安全距离，以免在两者间产生高压放弧现象，从而避免危险的发生。

再参考图1，在制造该实施例的绝缘套筒100时，可以通过提供两个呈导电金属环形式的第一和第二静触头2、3，然后在其上通过浇注绝缘材料、如环氧树脂形成与电缆锥4成一体的绝缘套筒筒体1。这种制造方式尤为简单。

参见图3a和图3b，示出了根据本发明的绝缘套筒100的另一实施例，制造该绝缘套筒100的方法包括：提供第一静触头2；浇注出电缆锥段4’，第一静触头2通过浇注被嵌固在该电缆锥段4’内；提供第二静触头3；浇注出筒体段1’，第二静触头3通过浇注被嵌固在该筒体段1’内；将电缆锥段4’围绕筒体段1’的一纵向端部固定。

参见图4，示出了根据本发明的绝缘套筒100的又一实施例。制造该绝缘套筒100的方法包括：提供第一静触头2；一体浇注出筒体1和位于该筒体1一纵向端部处的电缆锥4，第一静触头2通过浇注被嵌固在筒体1内的该纵向端部处，其中筒体1内部具有依次连接的第一内径部11、第二内径部12和第三内径部13，第一内径部11邻近纵向端部且具有小于第二内径部12的内径，第二内径部12具有小于第三内径部13的内径；将第二静触头3例如通过螺钉被紧固至该第二内径部12。

尽管在所示的实施例中筒体1呈圆筒形，但是本领域技术人员可以想到筒体可以具有方形、多边形、椭圆形等其它合适的截面形状，此时静触头也可以具有相应的截面轮廓。

应理解，以上描述皆为示范性而非限制性的，对于阅读了以上描述的本领域技术人员而言，除了所给出的实施例外，任何在本发明教导的基础上做出的显而易见的改变、变型及等同替换都属于本发明所保护的范围。

Claims (11)

1.一种用于固封极柱（200）的绝缘套筒（100），其中所述固封极柱（200）具有周向设置且间隔开的第一端子（202）和第二端子（203），所述绝缘套筒（100）包括：

用于所述固封极柱（200）插入的筒体（1），所述筒体（1）由绝缘材料制成；

间隔设置在该筒体（1）内周上的第一静触头（2）和第二静触头（3），其中所述第一静触头（2）配置成可与所述第一端子（202）电连接，所述第二静触头（3）配置成可与所述第二端子（203）电连接。

2.根据权利要求1所述的绝缘套筒（100），其特征是，所述第一静触头（2）设置在所述筒体（1）的一个纵向端部处，所述第二静触头（3）设置在所述筒体（1）的纵向中部。

3.根据权利要求2所述的绝缘套筒（100），其特征是，该绝缘套筒还包括在所述纵向端部与所述筒体一体成形或固定连接的电缆锥（4），其中所述电缆锥（4）具有外锥面（40）和用于容纳第一导体（7）的内孔（41）。

4.根据权利要求3所述的绝缘套筒（10），其特征是，在所述电缆锥（4）的外锥面（40）上形成有周向环槽（45），所述绝缘套筒（100）具有容纳在所述环槽（45）中的金属支撑环（5）。

5.根据权利要求1所述的绝缘套筒（100），其特征是，所述绝缘套筒（100）还具有用于容纳第二导体（8）的容座（6），其中所述容座（6）一体成形或固定连接在所述筒体（1）的外周中对应于所述第二静触头（3）的位置。

6.根据权利要求1所述的绝缘套筒（100），其特征是，所述第一和/或第二静触头（2,3）呈导电金属环形式。

7.一种断路器组件，包括根据权利要求1至6中任一项所述的绝缘套筒（100）和配置成插入所述绝缘套筒（100）的筒体（1）内的固封极柱（200），其中所述固封极柱（200）具有柱状主体（201）、呈环状的第一端子（202）和第二端子（203），其中所述第一和第二端子（202,203）间隔设置在所述柱状主体（201）的外周上。

8.一种开关柜（300），包括：

绝缘套筒（100），具有：

由绝缘材料制成的筒体（1），

间隔设置在该筒体（1）内周上的第一静触头（2）和第二静触头（3），其中所述第一静触头（2）设置在所述筒体（1）的一纵向端部处，

在所述纵向端部与所述筒体（1）一体成形或固定连接的电缆锥（4），所述电缆锥（4）具有外锥面（40）和外锥面（40）上形成有周向环槽（45），和

容纳在所述环槽（45）中的金属支撑环（5）；

固封极柱（200），具有柱状主体（201）、呈环状的第一端子（202）和第二端子（203），其中所述第一和第二端子（202,203）间隔设置在所述柱状主体（201）的外周上；

用于紧固所述绝缘套筒（100）的第一壁（301）；和

用于支撑所述金属支撑环（5）的第二壁（302）。

9.根据权利要求8所述的开关柜，其特征是，所述第二壁（302）具有供所述电缆锥（4）穿过的开孔（3021）和被支撑在所述开孔（3021）周向上的环圈件（3022），所述环圈件（3022）接触并活动支撑所述金属支撑环（5）。

10.一种制造绝缘套筒的方法，包括：

提供第一静触头（2）；

浇注出电缆锥段（4’），所述第一静触头（2）通过浇注被嵌固在该电缆锥段（4’）内；

提供第二静触头（3）；

浇注出筒体段（1’），所述第二静触头（3）通过浇注被嵌固在该筒体段（1’）内；

将所述电缆锥段（4’）围绕所述筒体段（1’）的一纵向端部固定。

11.一种制造绝缘套筒的方法，包括：

提供第一静触头（2）；

一体浇注出筒体（1）和位于所述筒体一纵向端部处的电缆锥（4），所述第一静触头（2）通过浇注被嵌固在所述筒体内的该纵向端部处，其中所述筒体内部具有依次连接的第一内径部（11）、第二内径部（12）和第三内径部（13），所述第一内径部（11）邻近所述纵向端部且具有小于第二内径部（12）的内径，所述第二内径部（12）具有小于第三内径部（13）的内径；

将第二静触头（3）紧固至所述第二内径部（12）。