CN108807066A - 一种固封极柱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固封极柱。该固封极柱绝缘壳体，绝缘壳体内设置有灭弧室，灭弧室内设有动、静触头，绝缘壳体上在灭弧室的上端位置设有上出线端，动触头的下端还连接有传动杆，传动杆的下端具有用于与垂直于其轴线延伸的转动主轴连接的传动连接结构且在转动主轴转动时沿轴向移动，绝缘壳体上在传动连接结构的背离灭弧室的一侧设有朝下出线的下出线端，下出线端通过导电结构与动触头伸出灭弧室的下端导通。本发明的固封极柱在使用时，其动触头下端连接的传动杆通过传动连接结构与驱动装置的转动主轴连接，转动主轴的延伸方向与传动杆的延伸方向垂直，这样传动杆的下方就留出了设置下出线端的空间，增大了上、下出线端的绝缘距离。

Description

一种固封极柱

技术领域

本发明涉及带有灭弧或防弧装置的高压或大电流开关，尤其涉及一种固封极柱。

背景技术

固封极柱作为一种常用的电气开关，使用范围较广。传统的固封极柱如申请号为201720556813.8以及申请号为201710398041.4的中国专利所公开的，其一般包括绝缘壳体，绝缘壳体内设有灭弧室，绝缘壳体的对应于灭弧室一端的侧面位置处设有与灭弧室静触头连接的上出线端，绝缘壳体的对应于灭弧室另一端位置设有与灭弧室动触头连接的下出线端，下出线端多通过软连接与灭弧室动触头导电连接。由于这些传统的固封极柱均是通过动触头的下端连接与动触头延伸方向相同的绝缘拉杆，驱动绝缘拉杆动作的操动机构也设置在动触头的下端，因此，为了适应空间需求，与动触头连接的下出线端也多是设置在绝缘壳体的侧面位置，这样两出线端均从侧面出线就导致了两者之间的绝缘距离较小，为了达到绝缘要求，排线就十分复杂，大大提高了制造成本。此外，动触头通过与其延伸方向的绝缘拉杆的直线动作驱动实现分合闸，需要准确控制绝缘拉杆的轴向行程，这样就导致机械传动结构的精度要求十分高，传动机构结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进、出线两端之间绝缘效果好的固封极柱。

为实现上述目的，本发明的固封极柱包括绝缘壳体，绝缘壳体内设置有灭弧室，灭弧室内设有相对设置的动、静触头，绝缘壳体上在灭弧室的上端位置设有与静触头连接的上出线端，动触头的下端还连接有传动杆，传动杆的下端具有用于与垂直于其轴线延伸的转动主轴连接的传动连接结构且在转动主轴转动时沿轴向移动，绝缘壳体上在传动连接结构的背离灭弧室的一侧设有朝下出线的下出线端，下出线端通过导电结构与动触头伸出灭弧室的下端导通。

本发明的固封极柱在使用时，其动触头下端连接的传动杆通过传动连接结构与驱动装置的转动主轴连接，转动主轴的延伸方向与传动杆的延伸方向垂直，这样传动杆的下方就留出了空间，绝缘壳体上在传动连接结构背离灭弧室的一侧，也就是该空间位置设置朝下出线的下出线端，这样增大了上、下出线端的绝缘距离，排线简单，安全性能也得到了提升。

进一步地，可以具体地限定传动连接结构包括用于与转动主轴连接的凸轮，凸轮与传动杆构成凸轮推杆机构。凸轮推杆机构作为旋转运动与直线运动的转换机构，结构简单。

在采用凸轮推杆机构实现转动主轴与传动杆之间的传动时，凸轮通过与其轴向插套配合的固定架安装在绝缘壳体上，固定架上设有用于对传动杆在上下方向上进行导向的导向滑槽，这样能够对传动杆进行更好的导向，保证了动触头动作的稳定性。

至于固定架的结构形式，可以有多种，在此提供一种结构强度较高的形式，即固定架为V形架，凸轮安装在V形架的下角位置，V形架的两边上端与绝缘壳体固定连接。

以上提供了四种不同的固封极柱的技术方案，在此四种方案任意一种的基础上，凸轮推杆机构为几何封闭的凸轮机构，这样区别于力封闭凸轮机构，无需采用弹簧提供弹性力，装配结构简单。进一步地，凸轮机构优选为沟槽凸轮机构；且在选用沟槽凸轮机构的基础上，可以优化设计，使凸轮上的沟槽的包角小于360°，且凸轮的最远点和最近点分别位于沟槽的两端，这样在只需控制凸轮在对应于沟槽的转动行程内往复转动即可实现动触头的分合闸动作，便于控制动触头的分合闸位置。而且，在最远点和最近点位置处时，凸轮具有自保持和限位功能，能够稳定的保持动触头在分合闸位置，不需要其他的限位装置。

在凸轮机构选用沟槽凸轮机构时，凸轮可以采用以下结构形式，即包括筒状基体以及设置在筒状基体外周面的至少一个径向外沿部，沟槽设置在径向外沿部上，筒状基体的内孔构成用于与转动主轴连接的连接孔，这样使得凸轮结构简单、重量较轻。

进一步地，为了保证传动的稳定性，径向外沿部有两个且在筒状基体的轴向方向上间隔设置，传动杆与凸轮沟槽的连接端位于两个径向外沿部之间。

在凸轮推杆机构选用几何封闭的凸轮机构的基础上，传动连接结构还包括滑动套装在传动杆下端的下弹簧座以及固定连接在传动杆上端的上弹簧座，传动杆上在上、下弹簧座之间套装有提供给传动杆向上的弹性作用力的压簧，传动杆通过下弹簧座与凸轮的轮廓面顶推配合。这样使传动杆相对凸轮能够在上下方向上发生一定的弹性移动，保证了合闸时动触头能够压紧在静触头上。

此外，在上述各个技术方案的基础上，可以进一步限定下出线端与动触头的导电连接方式，即动触头伸出灭弧室的下端连接有软连接，下出线端与软连接通过导电排导通连接。尤其是当传动杆上套设有压簧时，可以在传动杆的上端设置螺纹连接段并通过该螺纹连接段与动触头螺纹连接，螺纹连接段穿过软连接且其上旋装有用于将软连接压紧在动触头上的压紧螺母。这样通过控制螺纹连接段与动触头之间的旋拧深度可以调整超程，拧进的深度深，则弹簧提供的压紧力小，此时超程较小；拧进的深度浅，则弹簧压得更紧，提供的压紧力大，此时超程较大。

在此基础上，导电排为具有开口的环形，且通过开口与软连接的两端连接，环形导电排将传动杆以及传动连接结构包围在内，这样导电排能够起到一定的屏蔽作用。绝缘壳体采用环氧树脂，设置环形导电片时，优选地将其嵌在绝缘壳体内。

在采用上述各种技术方案时，可以进一步限定固封极柱的上出线端与下出线端同轴设置且出线方向相反，这样使得上、下出线端的绝缘距离最大。

附图说明

图1为本发明的固封极柱的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的固封极柱的实施例一的装配结构示意图（动、静触头处于刚合状态）；

图3为图1中A-A处的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的固封极柱的具体实施例一，如图1~3所示，包括环氧树脂浇注成型的绝缘壳体1，绝缘壳体1内封装有竖向设置的真空灭弧室2。真空灭弧室2的上端安装静触头27，下端安装动触头26，动触头26从真空灭弧室壳体下端伸出的一端连接有传动杆4，传动杆4的下端具有用于与操动机构的转动主轴连接的传动连接结构。绝缘壳体1上在对应于传动连接结构的位置处设有侧向贯通的通道，通过传动连接结构通过侧向贯通的通道与转动主轴连接，传动杆4能够被转动主轴带动在上下方向上移动实现动触头的分合闸动作。其中，转动主轴的转动轴线与传动杆垂直，也就是说传动杆通过传动连接结构与侧向设置的转动主轴连接实现在上下方向的移动，这样，传动杆下端就空出了空间，绝缘壳体1上在传动连接结构的背离真空灭弧室2的一侧位置，设有朝下出线的下出线端21，下出线端21通过导电结构与动触头伸出真空灭弧室的下端导通。

下面较为详细的说明传动连接结构的具体结构形式。

如图2~3所示，传动连接结构包括通过固定架8转动装配在绝缘壳体内的凸轮5，该凸轮与传动杆4构成凸轮推杆机构。凸轮5包括筒状基体，筒状基体的中心孔50构成用于与转动主轴止转连接的连接孔。凸轮5在被转动主轴带动转动时，带动传动杆在上下方向动作。凸轮5为沟槽凸轮并与传动杆4构成几何封闭的沟槽凸轮机构。筒状基体的外周面设有两个径向外沿部51，两个径向外沿部51在轴向方向间隔设置，径向外沿部51上分别设置凸轮沟槽。

凸轮沟槽的包角小于360°，且凸轮的最远点和最近点分别位于沟槽的两端，这样在只需控制凸轮在对应于沟槽的转动行程内往复转动即可实现动触头的分合闸动作，便于控制动触头的分合闸位置。而且，减小了凸轮占用的空间，减小了绝缘壳体的体积。

传动杆4包括主杆体以及设置在主杆体上端的螺纹段，并通过螺纹段与动触头的下端连接，主杆体的上端安装有上弹簧座40，主杆体的下端滑动套装有下弹簧座41，主杆体上在上、下弹簧座之间套装有压簧45。主杆体以及下弹簧座位于两个径向外沿部51之间，下弹簧座41和主杆体上对应设有销轴穿孔，销轴穿孔内穿装有销轴43，销轴43的两端分别穿过两个径向外沿部51上的沟槽中，且在沟槽内的位置处安装有与沟槽的槽壁滚动配合的滚子42。销轴43的两端还分别安装有避免滚子42从销轴两端滑脱、对销轴在轴向方向进行限位的挡圈44。

其中，主杆体上开设的供销轴穿过的销轴穿孔为竖向长孔，这样使得传动杆通过下弹簧座41与凸轮沟槽顶推配合，且能够在压簧45的作用下相对下弹簧座41在上下方向上弹性浮动。从分闸位到合闸位时，凸轮转动，滚子带动传动杆在轴向移动，驱动动触头移动；到达刚合位置时，动触头和静触头接触，凸轮继续转动，动、静触头接触面上的开始有压力，凸轮转动到滚子位于沟槽一端位置时，到达合闸位。在刚合到合闸的过程中压簧压缩并使传动杆相抵下弹簧座下移，在合闸位置时压簧提供给传动杆向上的作用力，保证动触头与静触头之间具有一定的接触压力。

固定架8为V形架，V形架的下角位置套设在筒状基体的外周面，且位于两径向外沿部51之间，V形架和筒状基体外周面之间设有铜套6，铜套6能够对筒状基体与V形架之间的相对转动起到润滑作用。V形架的两臂上端位置通过连接螺钉81固定连接在绝缘壳体1上，V形架的下角位置在对应于传动杆4的位置设有开口朝上的导向滑槽80，销轴43穿过该导向滑槽80且在凸轮转动而带动传动杆4上下移动时对传动杆4在上下方向上进行导向。

动触头伸出真空灭弧室2的下端连接有软连接3，下出线端21与软连接3通过导电排7导通连接。导电排7为具有开口的环形，且通过开口与软连接3的两端连接，环形导电排将传动杆4以及传动连接结构包围在内，从而具有一定的屏蔽效果。环形导电片嵌在绝缘壳体1内，且下端通过螺钉与下出线端21连接。上出线端20与下出线端21同轴且出线方向相反，这样增大了上、下出线端的绝缘距离，安全性能得到了提升。

传动杆的主杆体上端的螺纹段穿过软连接3且其上旋装有用于将软连接3压紧在动触头26上的压紧螺母46。这样通过控制螺纹段拧进动触头26的深度可以调整超程，拧进的深度深，则压簧45提供的压紧力小，此时超程较小；拧进的深度浅，则压簧压得更紧，提供的压紧力大，此时超程较大。超程并不是动、静触头接触后实际继续走的路程，而是一种额外的力。比如，在使用一段时间之后动、静触头发生磨损，此时在合闸状态时压簧伸长量增大，压紧力会减小。如果压簧拧进的深度浅，则预压紧力较大，能够允许动、静触头在合闸时满足合闸压紧力的情况下，允许磨损量较大，即超程较大；如果压簧拧进的深度深，则预压紧力较小，能够允许动、静触头在合闸时满足合闸压紧力的情况下，允许磨损量较小，即超程较小。如图2所示，动静触头处于刚合状态，凸轮继续顺时针转动，提供动触头的超程。

以上提供的实施方式中，传动连接结构包括凸轮，凸轮与传动杆构成凸轮推杆机构并通过凸轮推杆机构带动传动杆上下移动，在其他实施方式中，传动杆连接的传动连接结构可以包括与传动杆铰接的连接杆以及绕水平转动轴线转动装配在绝缘壳体内的转轴，转轴上设有与连接杆铰接的拐臂，在转轴转动时，通过拐臂以及连接杆带动传动杆上下动作，当然，转轴上需要设置与转动主轴连接的连接结构。

上述实施方式中，凸轮推杆机构为几何封闭的沟槽凸轮机构，在其他实施方式中当然也可以为等宽凸轮机构或等径凸轮机构，但是这两种凸轮机构体积较大，占用空间较多，会导致绝缘壳体内部结构十分复杂；此外，凸轮推杆结构可以为力封闭的凸轮机构，此时需要在绝缘壳体内设置提供给传动杆向下的作用力的弹簧而使其下端与凸轮配合的部位压紧在凸轮的轮廓面上。这种方式与上述实施例中的结构有一定区别，比如采用力封闭的凸轮机构时，提供给传动杆向上的弹性力的压簧不再适用，而且这种形式的凸轮机构导致绝缘壳体内部结构较为复杂。

上述实施例中，固定架为V形架，采用V形架是因为传动杆的受力多在上下方向上，采用这种结构形式的固定架，结构强度和稳定性较高，当然，在其他实施方式中也完全可以采用其他形式的架体，例如采用直线形横架，横架的两端与绝缘壳体固定连接，由于固定架的结构变形方式较多，此处不再一一列举，只需能够将凸轮按照与传动杆垂直的轴线转动装配在绝缘壳体内即可。

上述实施方式中，沟槽凸轮包括两个径向外沿部，沟槽设置在径向外沿部上，其在于固定架套装时，可以先将固定架套在筒状基体上，然后在两侧位置套装径向外沿部（此时径向外沿部与筒状基体分体设置），并将径向外沿部轴向固定，在其他实施方式中，沟槽凸轮的结构形式也可以进行变形。例如，径向外沿部仅有一个，此时径向外沿部并不影响固定架向筒状基体上的套装，径向外沿部可以与筒状基体一体设置；或者径向外沿部有三个，传动杆和下弹簧座为叉状并深入两个径向外沿部之间。当然，其他实施方式中沟槽也可以周向封闭，即包角为360°，但是这样会增大凸轮占用的空间。

此外，在其他实施方式中，动触头伸出灭弧室壳体的下端可以滑动套装导电套，动触头通过导电套连接导电排而与下出线端导通；导电排也可以为U形，U形导电排的一平行边连接软连接，另一平行边连接下出线端。

在其他实施方式中，上出线端可以侧向出线，这样虽然没有上下出线端出线方向相反的方式绝缘距离大，但是相比传统的都从侧向出线的方式，绝缘距离较大。

Claims (10)

1.一种固封极柱，包括绝缘壳体，绝缘壳体内设置有灭弧室，灭弧室内设有相对设置的动、静触头，绝缘壳体上在灭弧室的上端位置设有与静触头连接的上出线端，其特征是，动触头的下端还连接有传动杆，传动杆的下端具有用于与垂直于其轴线延伸的转动主轴连接的传动连接结构且在转动主轴转动时沿轴向移动，绝缘壳体上在传动连接结构的背离灭弧室的一侧设有朝下出线的下出线端，下出线端通过导电结构与动触头伸出灭弧室的下端导通。

2.根据权利要求1所述的固封极柱，其特征是，所述传动连接结构包括用于与转动主轴连接的凸轮，凸轮与传动杆构成凸轮推杆机构。

3.根据权利要求2所述的固封极柱，其特征是，所述凸轮通过与其轴向插套配合的固定架安装在绝缘壳体上，固定架上设有用于对传动杆在上下方向上进行导向的导向滑槽。

4.根据权利要求2或3所述的固封极柱，其特征是，所述凸轮推杆机构为几何封闭的凸轮机构。

5.根据权利要求4所述的固封极柱，其特征是，所述凸轮机构为沟槽凸轮机构。

6.根据权利要求5所述的固封极柱，其特征是，凸轮上的沟槽的包角小于360°，且凸轮的最远点和最近点分别位于沟槽的两端。

7.根据权利要求4所述的固封极柱，其特征是，所述传动连接结构还包括滑动套装在传动杆下端的下弹簧座以及固定连接在传动杆上端的上弹簧座，传动杆上在上、下弹簧座之间套装有提供给传动杆向上的弹性作用力的压簧，传动杆通过下弹簧座与凸轮的轮廓面顶推配合。

8.根据权利要求1或2或3所述的固封极柱，其特征是，动触头伸出灭弧室的下端连接有软连接，下出线端与软连接通过导电排导通连接。

9.根据权利要求8所述的固封极柱，其特征是，所述导电排为具有开口的环形，且通过开口与软连接的两端连接，环形导电排将传动杆以及传动连接结构包围在内。

10.根据权利要求7所述的固封极柱，其特征是，动触头伸出灭弧室的下端连接有软连接，下出线端与软连接通过导电排导通连接，传动杆的上端设有螺纹段连接段并通过该螺纹连接段与动触头螺纹连接，螺纹连接段穿过软连接且其上旋装有用于将软连接压紧在动触头上的压紧螺母。