CN109509675B - 一种保护真空管的绝缘子结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护真空管的绝缘子结构，包括下法兰、真空管、环氧树脂芯管、上法兰、密封圈、压紧环、绝缘伞裙及硅橡胶；环氧树脂芯管的外部包覆绝缘伞裙，两端分别胶封上法兰与下法兰，真空管安装在环氧树脂芯管的内腔中间，通过压紧环与上法兰固定，在真空管与上法兰之间压装有与环氧树脂芯管内壁相配合的密封圈，硅橡胶浇注在环氧树脂芯管、真空管及密封圈之间的环形腔体内，上述组件共同构成绝缘子结构。结构简单科学，工艺性及经济性突出，密封圈的巧妙结构可以改变真空管的受力特性，配合硅橡胶的恒温浇注工艺，能够大幅度改善真空管的使用环境，起到保护功能。

Description

一种保护真空管的绝缘子结构

技术领域

本发明涉及高压电器与高压绝缘装置，尤其涉及一种保护真空管的绝缘子结构。

背景技术

在25kV干线铁路领域，无论是机车还是动车组，真空断路器都是不可或缺的高压系统主开关，也是机车或动车组整车控制与保护逻辑的重要执行部件，不仅具备切换高压主回路通断的基本功能，同时对车载设备起到重要的保护作用。

现阶段，真空断路器高压极间的绝缘性能是通过真空管以真空介质形式来实现和保证的，因此，真空管的应用性能直接影响真空断路器的产品稳定性，进而影响着机车或动车组整车的安全性和可靠性。

真空管的真空绝缘形式在很小开距下就能达到很高的绝缘等级，在很大程度上减小了产品尺寸，因此真空管外部的电气间隙有限，必须填充绝缘介质才能满足电气性能要求。如今常用的技术手段是在真空管与绝缘子之间直接灌注硅橡胶，解决真空断路器极间外部高压绝缘的问题，虽然该技术已经成熟应用，但存在硅橡胶对真空管施加热应力的问题，尽管热应力在真空管可承受范围内，但是对真空管性能要求较高，同时对其长期应用的可靠性也造成一定的失效风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种保护真空管的绝缘子结构，绝缘子结构简单科学，工艺性及经济性突出，尤其是密封圈的巧妙结构可以改变真空管的受力特性，配合硅橡胶的恒温浇注工艺，能够大幅度改善真空管的使用环境，起到保护功能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的保护真空管的绝缘子结构，包括下法兰、真空管、环氧树脂芯管、上法兰、密封圈、压紧环、绝缘伞裙及硅橡胶；

所述环氧树脂芯管的外部包覆所述绝缘伞裙，两端分别胶封所述上法兰与所述下法兰，所述真空管安装在所述环氧树脂芯管的内腔中间，通过所述压紧环与所述上法兰固定，在所述真空管与所述上法兰之间压装有与所述环氧树脂芯管内壁相配合的所述密封圈，所述硅橡胶浇注在所述环氧树脂芯管、真空管及密封圈之间的环形腔体内，上述组件共同构成绝缘子结构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的保护真空管的绝缘子结构，结构简单科学，工艺性及经济性突出，尤其是密封圈的巧妙结构可以改变真空管的受力特性，配合硅橡胶的恒温浇注工艺，能够大幅度改善真空管的使用环境，起到保护功能，延长真空管的使用寿命，提高真空断路器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的保护真空管的绝缘子结构剖视图；

图2为本发明实施例的密封圈结构主视图；

图3为本发明实施例的密封圈结构俯视图。

图中：

1.下法兰 2.真空管 3.环氧树脂芯管 4.上法兰 5.密封圈 6.压紧环 7.绝缘伞裙 8.硅橡胶

A.排气通道 B.释压间隙。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的保护真空管的绝缘子结构，其较佳的具体实施方式是：

包括下法兰、真空管、环氧树脂芯管、上法兰、密封圈、压紧环、绝缘伞裙及硅橡胶。

所述环氧树脂芯管的外部包覆所述绝缘伞裙，两端分别胶封所述上法兰与所述下法兰，所述真空管安装在所述环氧树脂芯管的内腔中间，通过所述压紧环与所述上法兰固定，在所述真空管与所述上法兰之间压装有与所述环氧树脂芯管内壁相配合的所述密封圈，所述硅橡胶浇注在所述环氧树脂芯管、真空管及密封圈之间的环形腔体内，上述组件共同构成绝缘子结构。

所述真空管与所述上法兰之间不浇注所述硅橡胶，在不影响电气性能的同时可以减小所述硅橡胶由于膨胀而作用在所述真空管上的热应力。

所述密封圈结构上设计有环形释压槽和排气槽，所述密封圈与所述环氧树脂芯管及所述上法兰之间形成释压间隙，所述密封圈与所述上法兰之间形成排气通道，释放间隙及排气通道能够改善真空管2的受力特性。

所述硅橡胶浇注和固化的生产过程均在恒温环境下进行，生产环境温度取决于所述硅橡胶的参数特性及使用环境温度范围，优选生产环境温度与最高使用环境温度差值不超过30摄氏度。

所述密封圈在轴向和周向均处于压缩状态，与所述环氧树脂芯管及所述真空管的接触面处均具有密封功能，以保证所述硅橡胶浇注和固化过程中不会进入所述真空管与所述上法兰之间的区域。

所述密封圈为柔性可变形材质，邵氏硬度在40-60度之间，以保证可以起到释放热变形的效果。

具体实施例：

如图1-3所示，本发明保护真空管的绝缘子结构包括下法兰1、真空管2、环氧树脂芯管3、上法兰4、密封圈5、压紧环6、绝缘伞裙7及硅橡胶8。其中，环氧树脂芯管3的外部包覆绝缘伞裙7，两端分别胶封上法兰4与下法兰1，真空管2安装在环氧树脂芯管3的内腔中间，通过压紧环6与上法兰4固定，在真空管2与上法兰4之间压装有与环氧树脂芯管3内壁相配合的密封圈5，硅橡胶8浇注在环氧树脂芯管3、真空管2及密封圈5之间的环形腔体内，上述组件共同构成绝缘子结构。在本实施例中，环氧树脂芯管3与绝缘伞裙7通过模具成型，压紧环6通过螺纹连接在真空管2的静触头导电杆上。

真空管2与上法兰4之间不浇注硅橡胶8，在不影响电气性能的同时可以减小硅橡胶8由于膨胀而作用在真空管2上的热应力。具体原理是：真空管2与上法兰4之间没有硅橡胶8，环境温度升高时，可以避免热应力直接作用在真空管2的静端端面上，从而消除一部分热应力。在本实施例中，真空管2与上法兰4之间的介质为空气，由于两者之间为等电位，不会影响电气性能，其间的介质还可以为其他热膨胀系数较小的介质，如金属等。

密封圈5结构上设计有环形释压槽和排气槽，密封圈5与环氧树脂芯管3及上法兰4之间形成释压间隙B，密封圈5与上法兰4之间形成排气通道A，释放间隙B及排气通道A能够改善真空管2的受力特性。具体原理是：当硅橡胶8受热膨胀时，热应力会挤压密封圈5变形而压缩释放间隙B，使得释放间隙B中的空气通过排气通道A进入真空包2与上法兰4之间的区域，从而使得硅橡胶8在绝缘子结构中呈现两侧变形特征，进而将真空管2的受力特性由通常的从上到下递增式受力模式改善为中间大两侧小的受力模式，有利于提高真空管2的使用性能。上法兰4上也可设置单向排气孔，用于释放空气受热膨胀。在本实施例中，密封圈5上的排气槽为圆周均布4个的结构形式，此外，考虑到本发明绝缘子结构中空气变形的影响可忽略不计，上法兰4上未设排气孔。

硅橡胶8浇注和固化的生产过程均在恒温环境下进行，生产环境温度取决于硅橡胶8的参数特性及使用环境温度范围，优选生产环境温度与最高使用环境温度差值不超过30摄氏度，控制此温差值可以有效控制硅橡胶8的变形量，从而能够减小真空管2所受的热应力。在本实施例中，硅橡胶8的使用环境温度是-40℃～60℃，生产环境温度为30℃。

密封圈5在轴向和周向均处于压缩状态，与环氧树脂芯管3及真空管2的接触面处均具有密封功能，以保证硅橡胶8浇注和固化过程中不会进入真空管2与上法兰4之间的区域。在本实施例中，硅橡胶8轴向的压缩量为2mm，周向的压缩量为1mm。

密封圈5为柔性可变形材质，邵氏硬度在40-60度之间，以保证可以起到释放热变形的效果。在本实施例中，密封圈5的材质为硅橡胶，邵氏硬度为50度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种保护真空管的绝缘子结构，其特征在于，包括下法兰、真空管、环氧树脂芯管、上法兰、密封圈、压紧环、绝缘伞裙及硅橡胶；

所述环氧树脂芯管的外部包覆所述绝缘伞裙，两端分别胶封所述上法兰与所述下法兰，所述真空管安装在所述环氧树脂芯管的内腔中间，通过所述压紧环与所述上法兰固定，在所述真空管与所述上法兰之间压装有与所述环氧树脂芯管内壁相配合的所述密封圈，所述硅橡胶浇注在所述环氧树脂芯管、真空管及密封圈之间的环形腔体内；

所述真空管与所述上法兰之间不浇注所述硅橡胶；

所述密封圈结构上设计有环形释压槽和排气槽，所述密封圈与所述环氧树脂芯管及所述上法兰之间形成释压间隙，所述密封圈与所述上法兰之间形成排气通道；

所述硅橡胶浇注和固化的生产过程均在恒温环境下进行，且生产环境温度与最高使用环境温度差值不超过30摄氏度；

所述密封圈在轴向和周向均处于压缩状态，与所述环氧树脂芯管及所述真空管的接触面处均具有密封功能；

所述密封圈为柔性可变形材质，邵氏硬度在40-60度之间。

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