CN106935446B - 连接装置及断路器极柱 - Google Patents

Abstract

本发明提出了连接装置及包括该连接装置的断路器极柱，简化了断路器上、下极柱与下接线端子的装配；改善断路器下接线端子处的电场分布。用于断路器极柱的连接装置，包括：上接线端子和下接线端子，所述断路器的极柱包括上极柱和下极柱，上接线端子连接上极柱的上端部，下接线端子连接在上极柱和下极柱之间，其中：上极柱的下端部和下极柱的上端部设置有上极柱嵌件和下极柱嵌件，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件由导电材料制成，所述上极柱嵌件向下伸出所述上极柱的下端面，所述下极柱嵌件向上伸出所述下极柱的上端面，所述下接线端子穿过上极柱嵌件和下极柱嵌件之间并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件以及下接线端子连接在一起。

Description

连接装置及断路器极柱

技术领域

本发明涉及断路器领域，更具体地，涉及用于断路器的极柱连接装置以及包括该连接装置的断路器极柱。

背景技术

目前具有上、下极柱结构的断路器，其上、下极柱与下接线端子的连接通常采用法兰固定的方式，所用的下接线端子通常为金属板，依靠上下两个金属法兰将上、下极柱安装在下接线端子上，并在法兰与极柱间隙填充水泥、硅橡胶等介质，以达到固定的作用。法兰与极柱间隙填充水泥、硅橡胶等介质，具有装配复杂，安装精度不高等缺陷。此外，法兰末端与极柱间隙处容易积水、积污秽，且此处形成的三相结合点电场不能被有效屏蔽，会导致极柱的绝缘老化性能降低。

现有的断路器极柱大多是装配式极柱，内部充SF6或N2作为绝缘介质，国内有小企业开发了固封极柱，但是限于其研发能力，无法很好地解决断路器极柱绝缘老化问题，在苛刻的使用环境下运行存在很大的绝缘老化风险，并且在极柱内部没有防尘、防凝露措施。

发明内容

本发明旨在提出一种用于断路器极柱的连接装置，其可以克服现有技术的上述缺点，并具有如下优点：

简化断路器上下极柱与下接线端子的装配，同时提高装配可靠性；

提升断路器下接线端子的防水、防污秽性能；

改善断路器下接线端子处的电场分布，尤其是三相结合点处的电场分布，从而提升极柱的绝缘水平和改进老化性能；

改善上下极柱间的气流流动，从而提高散热性能；

改善极柱与下接线端子的密封性能。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置的技术方案为：一种连接装置，所述连接装置用于断路器极柱，包括：上接线端子和下接线端子，所述断路器的极柱包括上极柱和下极柱，上接线端子连接上极柱的上端部，下接线端子连接在上极柱和下极柱之间，其中：上极柱的下端部和下极柱的上端部设置有上极柱嵌件和下极柱嵌件，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件由导电材料制成，所述上极柱嵌件向下伸出所述上极柱的下端面，所述下极柱嵌件向上伸出所述下极柱的上端面，所述下接线端子穿过上极柱嵌件和下极柱嵌件之间并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件以及下接线端子连接在一起。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，通过在上极柱和下极柱之间分别设置上极柱嵌件，下极柱嵌件，并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件与下接线端子连接在一起，从而替代了原来的法兰连接结构。并且，因为，上极柱嵌件与下极柱嵌件分别从上极柱的下端面以及下极柱的上端面伸出，从而与下接线端子接触，又因为上极柱嵌件与下极柱嵌件均由导电材料制成，从而保证了上极柱嵌件、下极柱嵌件以及下接线端子之间的电连接，从而改善了断路器下接线端子处的电场分布，尤其是三相结合点处的电场分布，从而提升极柱的绝缘水平和改进老化性能。三相结合点是指现有技术中的断路器的极柱连接结构在上、下极柱与下接线端子之间的空气，极柱的环氧树脂材料以及接线端子的金属材料共同结合的结合点。

根据本发明的所述连接装置可用于户外断路器极柱和户内断路器极柱。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，因为利用导电材料制成的上极柱嵌件和下极柱嵌件与下接线端子接触并电连接，因此，基本隔绝了在电连接的接触部位，上极柱，下极柱和下接线端子之间的空气，改进了此处的电场分布。根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，简化了断路器上、下极柱与下接线端子的装配，同时提高了装配可靠性。

优选地，所述上极柱嵌件向下伸出所述上极柱的下端面3mm以上的距离，所述下极柱嵌件向上伸出所述下极柱的上端面3mm以上的距离。

将上极柱嵌件向下伸出所述上极柱的下端面3mm以上的距离，所述下极柱嵌件向上伸出所述下极柱的上端面3mm以上的距离确保了上、下极柱与接线端子的安装面为金属与金属配合，从而提高装配的可靠性与机械强度。并且，由于嵌件高于极柱安装面3mm以上的距离，下接线端子与上、下极柱间的三相结合点被消除。

优选地，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件分别沿着上极柱端面和下极柱端面内侧的圆周等距布置。

优选地，在所述下接线端子上设置有极柱安装孔，其与上极柱嵌件和下极柱嵌件相对应，连接构件穿过该极柱安装孔插入上极柱嵌件与下极柱嵌件，从而将上极柱、下极柱以及下接线端子连接在一起。

优选地，在下接线端子上设置有均压器件，所述均压器件沿下接线端子的径向设置在所述下接线端子的极柱安装孔外侧。

设置在下接线端子外围的均压器件对上、下极柱与下接线端子之间的间隙有很好的电场屏蔽作用。

优选地，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件分别为彼此对应的6个，在下接线端子上设置有6个相应的极柱安装孔。

优选地，在极柱安装孔与均压器件之间设置有环形槽，在环形槽内设置有至少一个导向斜坡，所述环形槽至少部分为通槽。

在下接线端子外围开设通槽和导向斜坡，可以防止水和污秽在接线端子处积聚。

优选地，在下接线端子上设置有至少一个气流槽，所述气流槽沿下接线端子的径向设置在所述极柱安装孔内侧。

下接线端子内部开槽可起到上下极柱间的气流流通，更有利于散热。

优选地，在下接线端子的环形槽与所述极柱安装孔之间以及在极柱安装孔与气流槽之间分别设置有定位槽，用于接收密封圈。

优选地，所述下接线端子的上下两侧均分别设置有所述定位槽，位于上侧的两个定位槽用于接收上密封圈，位于下侧的两个定位槽用于接收下密封圈。

下接线端子的两侧分别与上、下极柱间采用双密封圈的密封方式，可提高密封的可靠性。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置装配简单，极柱的绝缘水平高，密封可靠性高，并且可以提升断路器下接线端子的防水、防污秽性能。

本发明还提供一种断路器极柱，包括上述的连接装置。

根据本发明的断路器极柱可以是户外断路器极柱也可以是户内断路器极柱。

优选地，所述断路器极柱还包括：上极柱接线端子嵌件、上极柱将真空泡和上极柱嵌件直接固封在环氧树脂内浇注成型，其中真空泡浇注前包覆硅橡胶软包层以消除应力。

优选地，绝缘拉杆装配体穿过下接线端子与软连接一同固定在真空泡下端，软连接另外一端与下接线端子连接。

优选地，还包括：上接线端子密封圈、上接线端子均压构件、上接线端子固定螺栓及垫片和上极柱接线端子嵌件；其中，上接线端子，上接线端子密封圈和上接线端子均压构件通过上接线端子固定螺栓及垫片依次安装在上极柱接线端子嵌件上。

优选地，上接线端子、上极柱接线端子嵌件、真空泡,、软连接和下接线端子构成整个极柱的主回路。

优选地，还包括防尘罩，防尘罩安装在绝缘拉杆下端，且与下极柱下端面紧密配合。

优选地，断路器极柱整体通过下极柱下端部嵌件、下极柱固定螺栓及垫片与机架固定安装，下极柱密封圈安装在下极柱下端面与机架面之间。

优选地，上极柱与下极柱由环氧树脂浇筑成型，外表面由大小伞裙交替形成53.7mm/kV到60.7mm/kV大爬距比，首端伞裙和末端伞裙与水平夹角大于等于15°，中间的伞裙与水平夹角设置在8°到10°之间。

这样的布置既能起到绝缘性能优化的效果，又能够降低极柱的整体高度和费用。

根据本发明的断路器极柱增加了上下接线板电场屏蔽设计，通过有限元分析对极柱的电场进行优化，使其满足绝缘设计规范的要求，具有优异的绝缘老化性能。

根据本发明的断路器极柱的安装嵌件凸出环氧树脂3mm，可保证安装面为金属，可提高极柱的装配精度，避免环氧树脂被压裂，同时起到消除三相结合点，提高绝缘老化性能的作用。

根据本发明的断路器极柱加大了爬电比距，外爬距达60mm/kV，能够适应恶劣环境。

根据本发明的断路器极柱下接线端子设计具有防水、防污秽的功能。

根据本发明的断路器极柱的下接线端子的密封采用双密封圈密封，确保雨水不会渗漏。

根据本发明的断路器极柱的绝缘拉杆外设置有防尘罩，确保极柱内部不受灰尘、凝露影响，能够适应恶劣环境。

根据本发明的断路器极柱较目前的装配式极柱具有装配简单可靠的特点。

附图说明

本发明的其它优点和特征将从接下来的仅以非限制性示例的目的给出的并表示在附图中的本发明的特定实施例的说明变得更加清楚明显，在附图中：

图1和图2分别是不同位置的上、下接线端子与极柱的装配图；

图3是图2中的A部分的放大视图；

图4是下接线端子的结构示意图。

图5是根据本发明的断路器极柱的伞裙结构图。

附图标记说明

101上接线端子；102上极柱；103软连接；104下接线端子；105上密封圈；106下密封圈；107绝缘拉杆装配体；108下极柱；109上极柱嵌件；1010螺栓；1011下极柱嵌件；1012螺栓均压环；1013垫片；1014上接线端子固定螺栓及垫片；1015上接线端子密封圈；1016上接线端子均压构件；1017上极柱接线端子嵌件；1018真空泡；1019硅橡胶软包层；1020防尘罩；1021下极柱密封圈；1022下极柱下端部嵌件；1023下极柱固定螺栓及垫片。

201接线板；202软连接安装孔；203绝缘拉杆孔；204均压器件；205导向斜坡；206环形槽；207定位槽；208气流槽；209极柱安装孔。

具体实施方式

下面结合图1至图4详细说明根据本发明的用于断路器极柱的连接装置。

如图1至图3所示，一种用于断路器极柱的连接装置，包括：上接线端子101和下接线端子104，断路器的极柱包括上极柱102和下极柱108，上接线端子101连接上极柱102的上端部，下接线端子104连接在上极柱102和下极柱108之间，上极柱的下端部和下极柱的上端部设置有上极柱嵌件109和下极柱嵌件1011，所述上极柱嵌件109和下极柱嵌件1011由导电材料，例如，金属制成，所述上极柱嵌件109向下伸出所述上极柱102的下端面，所述下极柱嵌件1011向上伸出所述下极柱108的上端面，所述下接线端子穿过上极柱嵌件和下极柱嵌件之间并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件以及下接线端子连接在一起。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，通过在上极柱和下极柱之间分别设置上极柱嵌件，下极柱嵌件，并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件与下接线端子连接在一起，从而替代了原来的法兰连接结构。并且，因为，上极柱嵌件与下极柱嵌件分别从上极柱的下端面以及下极柱的上端面伸出，从而与下接线端子接触，又因为上极柱嵌件与下极柱嵌件均由导电材料，例如金属制成，从而保证了上极柱嵌件、下极柱嵌件以及下接线端子之间的电连接，从而改善了断路器下接线端子处的电场分布，尤其是三相结合点处的电场分布，从而提升极柱的绝缘水平和改进老化性能。

在一个实施例中，将所述上极柱嵌件向下伸出所述上极柱的下端面的距离设置为3mm以上的距离，将所述下极柱嵌件向上伸出所述下极柱的上端面的距离设置为3mm以上的距离，如图3所示。

将上极柱嵌件向下伸出上极柱的下端面3mm以上的距离，下极柱嵌件向上伸出下极柱的上端面3mm以上的距离确保了上、下极柱与接线端子的安装面为金属与金属配合，从而提高装配的可靠性与机械强度。并且，由于嵌件高于极柱安装面3mm以上的距离，包括3mm，下接线端子与上、下极柱间的三相结合点被消除。

在一个实施例中，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件分别沿着上极柱端面和下极柱端面内侧的圆周等距布置。

如图4所示，在所述下接线端子上设置有极柱安装孔209，其分别与上述沿圆周均布的上极柱嵌件和下极柱嵌件相对应，连接构件穿过该极柱安装孔插入上极柱嵌件与下极柱嵌件，从而将上极柱、下极柱以及下接线端子连接在一起。如图3所示，在本实施例中的连接构件是螺栓1013，在螺栓头与下极柱的支撑面之间设置有垫片1013，并且在垫片1013上还设置有螺栓均压环1012。连接构件除了螺栓而外，还可以是螺杆，螺钉等本领域技术人员能够构思的能将上极柱嵌件，下极柱嵌件以及下连接端子连接在一起的连接件。

如图4所示，在所述下接线端子的极柱安装孔209的圆周外侧设置有均压器件204。

设置在下接线端子104外围的均压器件204对上、下极柱与下接线端子之间的间隙有很好的电场屏蔽作用。

同样如图4所示，在下接线端子上设置有6个相应的极柱安装孔209，所述上极柱嵌件和下极柱嵌件分别为与之相对应的6个。6个螺栓穿过这6个极柱安装孔，将相对应的6个上极柱嵌件109和下极柱嵌件1011连接在一起，从而将上极柱102和下极柱108连接在一起。虽然在本实施例中所示的极柱安装孔为6个，但是其他个数的极柱安装孔也是可以的，具体的极柱安装孔的个数根据实际需要进行选择。

再如图4所示，在极柱安装孔209与均压器件204之间设置有环形槽206，在环形槽206内设置有多个导向斜坡205，在本实施例中，其为两个斜面搭接而成的屋脊形状，所述环形槽至少部分为通槽。

在下接线端子外围开设通槽和导向斜坡，可以防止水和污秽在接线端子处积聚。水和污秽会通过斜坡以及通槽向下排出到下接线端子外部。

还如图4所示，在下接线端子上设置有四个气流槽208，所述气流槽208沿极柱的径向设置在所述极柱安装孔内侧。气流槽108的个数也不限于4个，其可以根据实际需要进行选择。

下接线端子内部开槽可起到上下极柱间的气流流通，更有利于散热。

还如图4所示，在下接线端子的环形槽206与所述极柱安装孔209之间以及在极柱安装孔209与气流槽208之间分别设置有用于接收密封圈的定位槽，从而为该下连接端子与上下极柱之间提供了双密封圈。进一步，如图3所示，可以看出该双密封圈的结构不仅设置在下接线端子的上侧，还设置在下连接端子的下侧，即在下接线端子上侧设置有一对上密封圈105，在下接线端子下侧设置有一对下密封圈106。

下接线端子的上侧与下侧分别与上、下极柱之间分别采用双密封圈的密封方式，可提高密封的可靠性。

需要指出的是在本文中所提及的上，下，左，右均为相对于附图的位置，其不构成对于本发明的保护范围的限制。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，因为利用导电材料制成的上极柱嵌件和下极柱嵌件与下接线端子接触并电连接，因此，基本隔绝了在电连接的接触部位，上极柱，下极柱和下接线端子之间的空气，改进了此处的电场分布。根据本发明的用于断路器极柱的连接装置，简化了断路器上、下极柱与下接线端子的装配，同时提高了装配可靠性。

根据本发明的用于断路器极柱的连接装置装配简单，极柱的绝缘水平高，密封可靠性高，并且可以提升断路器下接线端子的防水、防污秽性能。

下面结合图1，图2和图5详细说明根据本发明的断路器极柱。

如图1和图2所示，断路器极柱还包括：上极柱接线端子嵌件1017、上极柱将真空泡1018和上极柱嵌件109直接固封在环氧树脂内浇注成型，其中真空泡108浇注前包覆硅橡胶软包层1019以消除应力。

绝缘拉杆装配体107穿过下接线端子104与软连接103一同固定在真空泡1018下端，软连接103另外一端与下接线端子104连接。

上接线端子101，上接线端子密封圈1015和上接线端子均压构件1016通过上接线端子固定螺栓及垫片1014依次安装在上极柱接线端子嵌件1017上。

上接线端子101、上极柱接线端子嵌件1017、真空泡1018、软连接103和下接线端子104构成整个极柱的主回路。

防尘罩1020安装在绝缘拉杆下端，且与下极柱下端面紧密配合。

断路器极柱整体通过下极柱下端部嵌件1022、下极柱固定螺栓及垫片1023与机架固定安装，下极柱密封圈安装在下极柱下端面与机架面之间。

如图5所示，上极柱与下极柱由高性能环氧树脂浇筑成型，外表面由大小伞裙交替形成53.7mm/kV到60.7mm/kV大爬距比，首端伞裙和末端伞裙与水平夹角大于等于15°，中间的伞裙与水平夹角设置在8°到10°之间。

根据本发明的断路器极柱增加了上下接线板电场屏蔽设计，通过有限元分析对极柱的电场进行优化，使其满足绝缘设计规范的要求，具有优异的绝缘老化性能。

以上对本发明进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上的改变不应认为偏离了本发明保护的范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种连接装置，所述连接装置用于断路器极柱，包括：上接线端子(101)和下接线端子(104)，所述断路器的极柱包括上极柱(102)和下极柱(108)，上接线端子连接上极柱的上端部，下接线端子连接在上极柱和下极柱之间，其特征在于：上极柱的下端部和下极柱的上端部设置有上极柱嵌件(109)和下极柱嵌件(1011)，所述上极柱嵌件(109)和下极柱嵌件(1011)由导电材料制成，所述上极柱嵌件(109)向下伸出所述上极柱的下端面，所述下极柱嵌件(1011)向上伸出所述下极柱的上端面，所述下接线端子穿过上极柱嵌件和下极柱嵌件之间并通过连接构件将上极柱嵌件，下极柱嵌件以及下接线端子连接在一起。

2.根据权利要求1所述的连接装置，其特征在于：所述上极柱嵌件(109)向下伸出所述上极柱的下端面3mm以上的距离，所述下极柱嵌件(1011)向上伸出所述下极柱的上端面3mm以上的距离。

3.根据权利要求2所述的连接装置，其特征在于：所述上极柱嵌件(109)和下极柱嵌件(1011)分别沿着上极柱端面和下极柱端面内侧的圆周等距布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接装置，其特征在于：在所述下接线端子(104)上设置有极柱安装孔(209)，其与上极柱嵌件(109)和下极柱嵌件(1011)相对应，连接构件穿过该极柱安装孔插入上极柱嵌件与下极柱嵌件，从而将上极柱、下极柱以及下接线端子连接在一起。

5.根据权利要求4所述的连接装置，其特征在于：在下接线端子上设置有均压器件，所述均压器件沿下接线端子的径向设置在所述下接线端子的极柱安装孔(209)外侧。

6.根据权利要求5所述的连接装置，其特征在于：所述上极柱嵌件(109)和下极柱嵌件(1011)分别为彼此对应的6个，在下接线端子(104)上设置有6个相应的极柱安装孔(209)。

7.根据权利要求6所述的连接装置，其特征在于：在极柱安装孔(209)与均压器件(204)之间设置有环形槽(206)，在环形槽(206)内设置有至少一个导向斜坡(205)，所述环形槽(206)至少部分为通槽。

8.根据权利要求7所述的连接装置，其特征在于：在下接线端子(104)上设置有至少一个气流槽(208)，所述气流槽(208)沿下接线端子的径向设置在所述极柱安装孔内侧。

9.根据权利要求8所述的连接装置，其特征在于：在下接线端子的环形槽(206)与所述极柱安装孔(209)之间以及在极柱安装孔(209)与气流槽(208)之间分别设置有定位槽(207)，用于接收密封圈。

10.根据权利要求9所述的连接装置，其特征在于：所述下接线端子的上下两侧均分别设置有所述定位槽，位于上侧的两个定位槽用于接收上密封圈(105)，位于下侧的两个定位槽用于接收下密封圈(106)。

11.一种断路器极柱，其特征在于：包括根据权利要求1至10中任一项所述的连接装置。

12.根据权利要求11所述的断路器极柱，其特征在于：还包括上接线端子密封圈(1015)、上接线端子均压构件(1016)、上接线端子固定螺栓及垫片(1014)和上极柱接线端子嵌件(1017)；其中，上接线端子(101)，上接线端子密封圈(1015)和上接线端子均压构件(1016)通过上接线端子固定螺栓及垫片(1014)依次安装在上极柱接线端子嵌件(1017)上。

13.根据权利要求12所述的断路器极柱，其特征在于：还包括：防尘罩(1020)，所述防尘罩(1020)安装在绝缘拉杆下端，且与下极柱下端面紧密配合。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的断路器极柱，其特征在于：上极柱与下极柱由环氧树脂浇注成型，外表面由大小伞裙交替形成53.7mm/kV到60.7mm/kV大爬距比，首端伞裙和末端伞裙与水平夹角大于等于15°，中间的伞裙与水平夹角设置在8°到10°之间。