CN209675186U - 一种铁路牵引线路断路器极柱 - Google Patents

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周振业
侯峰
唐韬
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Abstract

本实用新型涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路牵引线路断路器极柱。包括静端铜导电件、真空灭弧室、动端铜导电件、拉杆室、半导电缓冲层、半导电屏蔽层。导电体与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层，并与壳体连接。在断路器极柱底部法兰上设有波纹套凹槽。导电体连接处均设有均匀件，消除局部尖端放电现象。本实用新型缩小了开关的体积；降低了产品的局部放电量，提高了产品的寿命，提高了可靠性。

Description

一种铁路牵引线路断路器极柱
技术领域
本实用新型涉及高压电气设备领域，尤其是一种铁路牵引线路断路器极柱。
背景技术
随着中国经济的持续发展，铁道运输在中国交通运输的重要手段发挥着越来越积极的作用，中国铁道建设将进入黄金期，高铁、动车已成为出行的主要交通工具。为电气化机车提供电力的牵引变电站的安全性和可靠性也越来越重要，随着高铁时代的到来，面临市场需求日益旺盛的局面。铁路牵引供电线路实行分段供电，当有机车通过时，该段线路电流较大（如复兴号动车需要的电流达到1000A）；当机车通过后，该段线路的电流急速变小，甚至于降到零。同时动车通过时，还会产生励磁电流和谐波电流，由此对铁路牵引线路开关设备冲击极大，特别是断路器的极柱 ，严重影响开关设备的使用寿命。常规的铁路牵引开关设备以气体绝缘为主，如公开号CN201490613U公开了两相共箱的铁路开关柜。现有气体绝缘开关存在体积大、安全性低（存在气体泄漏、爆燃等风险）。固体绝缘开关设备具有体积小，无燃弧等优点，但在温升控制存在难度，需要解决高低温交变产生的热应力问题，防止绝缘层开裂导致的绝缘失效。
发明内容
本实用新型的目的是提出一种铁路牵引线路断路器极柱，体积小、安全性高。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种铁路牵引线路断路器极柱，包括静端铜导电件、真空灭弧室、动端铜导电件、拉杆室、半导电缓冲层、半导电屏蔽层。导电体与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层。导电体连接处均设有均压件，消除局部尖端放电现象。
静端铜导电件与真空灭弧室的静端铜件紧固在一起，动端铜导电件固定在真空灭弧室的动端并通过弹簧触指与动端的铜导电件连接。断路器极柱上部有静端连接口，有静端法兰和静端外锥面。静端法兰与静端铜导电件之间有带电传感器，带电传感器超过静端外锥面与静端法兰的交界线，起到静端法兰连接面的电场均压作用。动端凹槽用于与接地开关对应的连接铜件，通过弹簧触指连接。断路器极柱中部向右的内锥锥形连接面与进线套管绝缘密封。动端铜导电件与内锥面底部内有动端连接均压环，主要作用是对内锥底部与动端铜导电件过渡面的电场均压，防止过渡面出现电场集中现象。真空灭弧室静端设有开口向下的静端均压件，动端设有开口向上的动端均压件。动端铜导电件设有拉杆均压件，拉杆均压件开口向下，并超过真空灭弧室开断时拉杆与动端铜件的连接面，主要解决拉杆与铜导件连接部位的电场均压问题。拉杆均压件高度在55毫米-90毫米之间。断路器极柱通过绝缘层实现电气绝缘。绝缘层外部是半导电屏蔽层。断路器极柱下部设有拉杆室，拉杆室呈锥形结构，拉杆室内表面有裙边。拉杆室外部是绝缘层。在断路器极柱底部法兰上设有波纹套凹槽，用于固定波纹套和密封拉杆室，防止灰尘和水汽进入拉杆室。静端铜导电件外表面设有半导电缓冲层，动端铜导电件在动端连接均压环以内部分和拉杆均压件以外部分铜件表面设有半导电缓冲层。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-2毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
本实用新型的有益效果是：1、采用真空灭弧室和固体绝缘材料，缩小了断路器极柱的体积；2、极柱采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了应对温升的能力，提高了产品的绝缘寿命；3、密封波纹套，提高了拉杆室防尘和水汽的能力，提高了产品的可靠性。
附图说明
附图1 断路器极柱剖视示意图；
附图2 断路器极柱示意图。
附图标号说明： 1、静端铜导电件，2、真空灭弧室，2.1、静端均压件，2.2、动端均压件，3、动端铜导电件，3.1、动端连接均压环，3.2、拉杆均压件，4、绝缘层，5、动端连接口，6、静端连接口，6.1、静端法兰，6.2静端外锥面，7、带电传感器，7.1、传感器连接螺孔，8、半导电缓冲层，9、拉杆室，9.1、裙边，10、半导电屏蔽层，11、极柱底部法兰，11.1、波纹套凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案做进一步描述。
实施例1
图1是断路器极柱的剖视示意图，为了便于说明，半导电缓冲层、半导电屏蔽层和裙边做了放大处理。如附图1和图2所示，一种铁路牵引线路断路器极柱，包括静端铜导电件1、真空灭弧室2、动端铜导电件3、拉杆室9、半导电缓冲层8、半导电屏蔽层10。导电体与固体绝缘材料固封部分之间有半导电缓冲层。固体绝缘材料表面非连接部位，固化有半导电屏蔽层。导电体连接处均设有均压件，消除局部尖端放电现象。
静端铜导电件1与真空灭弧室2的静端铜件紧固在一起，动端铜导电件3固定在真空灭弧室的动端并通过弹簧触指与动端的铜导电件3连接。断路器极柱上部有静端连接口6，有静端法兰6.1和静端外锥面6.2。静端法兰6.1与静端铜导电件1之间有带电传感器7，带电传感器7超过静端外锥面6.2与静端法兰6.1的交界线，起到静端法兰连接面的电场均压作用。动端凹槽用于与接地开关对应的连接铜件，通过弹簧触指连接。断路器极柱中部向右的动端连接口5通过内锥锥形连接面与进线套管绝缘密封，主要作用是对内锥底部与动端铜导电件过渡面的电场均压，防止过渡面出现电场集中现象。真空灭弧室静端设有开口向下的静端均压件2.1，动端设有开口向上的动端均压件2.2。动端铜导电件3设有拉杆均压件3.2，拉杆均压件开口向下，并超过真空灭弧室开断时拉杆与动端铜件的连接面，主要解决拉杆与铜导件连接部位的电场均压问题。拉杆均压件高度在55毫米-80毫米之间。断路器极柱通过绝缘层4实现电气绝缘。绝缘层4外部是半导电屏蔽层10。断路器极柱下部设有拉杆室9，拉杆室呈锥形结构，拉杆室内表面有裙边9.1。拉杆室9外部是绝缘层4。在断路器极柱底部法兰11上设有设有波纹套凹槽11.1，用于固定波纹套和密封拉杆室，防止灰尘和水汽进入拉杆室。静端铜导电件1外表面设有半导电缓冲层8，动端铜导电件3在动端连接均压环3.1以内部分和拉杆均压件3.2以外部分铜件表面设有半导电缓冲层。
半导电缓冲层主要作用是消除导电体表面存在的尖端、毛刺等影响局部放电的因素；同时在导电体发热时，缓冲因热胀冷缩带来的固体绝缘材料与导电体之间的应力，避免产生间隙和固体绝缘材料开裂。半导电缓冲层的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间。半导电缓冲层厚度在0.5-5毫米之间。半导电缓冲层的主要成分为碳粉和硅橡胶。半导电缓冲层采用硅橡胶液体加碳粉混合均匀后，喷涂在导电体固封部位，然后固化，再对固化后的缓冲层外表面喷砂打磨、清洁，最后通过装入压注模具进行固封。
本实用新型的有益效果是：1、采用真空灭弧室和固体绝缘材料，缩小了断路器极柱的体积；2、极柱采用了均压件和半导电屏蔽接地层，降低了产品的局部放电量；导电体和固封材料之间采用了半导电缓冲层，提高了应对温升的能力，提高了产品的绝缘寿命；3、密封波纹套，提高了拉杆室防尘和水汽的能力，提高了产品的可靠性。
实施例2
固体绝缘材料选用环氧树脂。均压件选用0.5毫米厚的不锈钢网制作。
其余同实施例1。
实施例3
固体绝缘材料选用三元乙丙橡胶。均压件选用碳纤维通过模具加工制作，均压件厚度1-2毫米。

Claims (6)

1.一种铁路牵引线路断路器极柱，包括静端铜导电件（1）、真空灭弧室（2）、动端铜导电件（3）、拉杆室（9）、半导电缓冲层（8）、半导电屏蔽层（10）,其特征在于: 静端铜导电件（1）与真空灭弧室（2）的静端铜件紧固在一起，动端铜导电件（3）固定在真空灭弧室的动端并通过弹簧触指与动端的铜导电件（3）连接；断路器极柱上部有静端连接口（6），有静端法兰（6.1）和静端外锥面（6.2）；静端法兰（6.1）与静端铜导电件（1）之间有带电传感器（7），带电传感器（7）超过静端外锥面（6.2）与静端法兰（6.1）的交界线；动端铜导电件（3）与内锥面底部内有动端连接均压环（3.1）；动端铜导电件（3）设有拉杆均压件（3.2）。
2.如权利要求1所述铁路牵引线路断路器极柱，其特征在于：拉杆均压件（3.2）开口向下，并超过真空灭弧室开断时拉杆与动端铜件的连接面。
3.如权利要求1所述铁路牵引线路断路器极柱，其特征在于：静端铜导电件（1）外表面设有半导电缓冲层（8），动端铜导电件（3）在动端连接均压环（3.1）以内部分和拉杆均压件（3.2）以外部分铜件表面设有半导电缓冲层。
4.如权利要求3所述铁路牵引线路断路器极柱，其特征在于：半导电缓冲层（8）的电阻值在3000欧姆至6000欧姆之间，半导电缓冲层厚度0.5-5毫米。
5.如权利要求1所述铁路牵引线路断路器极柱，其特征在于：断路器极柱下部设有拉杆室（9），拉杆室呈锥形结构，拉杆室内表面有裙边（9.1）。
6.如权利要求5所述铁路牵引线路断路器极柱，其特征在于：断路器极柱底部法兰（11）上设有波纹套凹槽（11.1）。
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