用於製造斷路器極柱部分的方法

2023-06-13 17:30:31

專利名稱：用於製造斷路器極柱部分的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於製造斷路器極柱部分的方法，斷路器極柱部分包括由至少一 層塑料材料製成的注射成型外部絕緣套管，其用來容納用於接通和斷開中壓電路的內部真 空滅弧室插件。
背景技術：
通常斷路器極柱部分與中壓或高壓斷路器是一體的。特別地，中壓斷路器定額在 高電流等級的1和72KV之間。這些斷路器通過在真空容器中產生和熄滅電弧來中斷電流。 現代真空斷路器預期比空氣斷路器具有更長壽命。現在，在室內應用中，真空斷路器取代了 空氣斷路器。然而，本發明並不僅僅適用於真空斷路器，其也適用於空氣斷路器或者新型 SF6斷路器，SF6斷路器具有充滿氟化硫氣體的腔室。
用於致動斷路器的通常是具有高力密度的磁致動器，磁致動器使斷路器的電氣觸 頭移動以用於中斷電力，尤其是在中壓技術領域中。因此，在磁致動器的可動銜鐵和斷路器 裝置的可動的電觸頭之間提供有機械連接。
文獻DE102004060274A1公開了一種用於製造中壓或高壓斷路器的斷路器極柱部 分的方法。真空滅弧室插件嵌入到絕緣材料中且封裝到所述材料中。真空滅弧室插件本身 基本上包括絕緣殼體，絕緣殼體基本上是圓柱形且在端部閉合以形成內部真空腔室。該真 空腔室包括固定電觸頭和相應的可動電觸頭以形成電氣開關。在可動電觸頭上設置有可折 疊的波紋管，可摺疊的波紋管允許各個電觸頭在真空腔室內的電流饋送線路上移動。如上 所述，真空滅弧室插件內為真空環境，以保證儘可能快地熄滅在通電和斷電過程中產生的 電弧。
通常，這樣的真空滅弧室插件被塑料材料封裝，以增強真空滅弧室插件的外部介 電強度。進而，塑料材料以絕緣套管或者絕緣罐的形式圍繞真空滅弧室插件形成穩定的外tJXi O
為了避免可能發生的裂縫，已知的且在現有技術中應用的方式是引入阻尼層或 者補償層，以便補償在真空滅弧室插件表面和圍繞其的絕緣套管之間不同的熱膨脹係數。 為了這個目的，通常使用彈性材料例如橡膠或者硬橡膠材料。
在製造斷路器極柱部分的過程中，第一步是將外部電觸頭安置到絕緣套管中。在 第二步中，將預安裝的滅弧室插件浸漬到液體橡膠溶液中。在第三步中，外部絕緣套管或者 絕緣罐由塑模(或者注射成型)成型製成，將真空滅弧室插件封裝到塑料材料中。在接近 170攝氏度的高處理溫度下通過模製將真空滅弧室插件封裝的過程中，液體橡膠溶液硫化 且形成了上述的補償層。然而，對於硫化而言，加熱的模製形式是必要的。
文獻US2008/014M85A1公開了另一種製造中壓或者高壓斷路器極柱部分的方 法。外絕緣套管由塑料注射成型工藝而成，其中真空腔室插件通過注射成型封裝。絕緣套 管優選地由塑料或者橡膠彈性材料製成。在真空滅弧室插件進行塑料包埋之前，其被補償 層包住。為了達到良好的粘附性狀，添加了額外的粘結劑。在製造過程中，補償層最先應用到真空滅弧室插件上，真空滅弧室插件在接下來的步驟中通過注射成型被塑料材料封裝， 然後設置更多的塑料層。為了實現該多層設計，需要相應數量的不同注射成型模具。
進而，該工藝需要抗壓性和增強的真空滅弧室插件以應對在模製過程中通常超過 100巴的流體壓力。發明內容
本發明的目標是提供一種有效製造如上所述斷路器極柱部分的方法。
根據本發明，提供了一種用於製造斷路器極柱部分的方法，所述斷路器極柱部分 包括由至少單層塑料材料製成的外部注射成型絕緣套管，絕緣套管用以容納用於接通或斷 開中壓電路的內部真空滅弧室插件，所述方法包括以下製造步驟
1)通過在注射成型過程中施加超過80巴的高壓來預製造絕緣套管，
2)通過前端螺紋旋擰入絕緣套管中來組裝滅弧室插件且確保沿滅弧室插件和絕 緣套管之間橫向區域的間隙，
3)在正常壓力下填充灌封材料到間隙中以密封該間隙。
與根據本發明的該方法相關聯地，提供了相應的設備，其根據用於執行根據本發 明的製造的步驟的適當裝置。
本發明描述了在第一步驟中在沒有內部真空滅弧室插件的情況下預製造單一的 絕緣套管。通過在塑料材料的注射成型過程中應用高壓可以提高絕緣套管的包覆能力的性 能。在將真空滅弧室插件組裝到模具中後，在絕緣套管和真空滅弧室插件之間出現了間隙。 該間隙將會在接下來的步驟中被適當的灌封材料覆蓋。這種新的製造過程是非常靈活的， 因為只用一種絕緣套管就能制出不同的真空滅弧室插件。根據本發明的製造過程能全部自 動化完成。
優選地，使用由滅弧室插件施加的扭矩來將滅弧室插件通過前端螺紋旋擰入絕緣 套管中。不需要額外的安裝工具或者類似物。因此，模製在絕緣套管中的電連接器的內部 末端形成為類似於螺栓。在滅弧室插件前側形成了相應的螺紋部。這種機械連接也將電流 弓I導至真空滅弧室插件的內部電觸頭。
優選地，用於注射成型絕緣套管的高壓在80巴到500巴的範圍內。這樣的高壓注 射成型提高了絕緣套管包覆能力的性能。
為了方便從外部與真空滅弧室插件的電觸頭元件建立電連接，在注射成型成型過 程中，在絕緣套管中可以鑄入相應的上電連接器和下電連接器。
用於執行在前描述的方法步驟的設備優選地包括注射成型模具，其代表了用來預 製造絕緣套管的裝置。該注射成型模具應該包括在注射成型過程中用來將電連接器保持在 適當位置的託架裝置。
通過前端螺紋旋擰到周圍的絕緣套管中來組裝滅弧室插件的步驟可以手工操作。 優選地，提供了用於組裝的裝置，其可以是電動螺絲刀裝置，以便自動的完成組裝過程。
出於同樣的原因，用於在組裝之後填充在滅弧室插件和絕緣套管之間的間隙的裝 置可以通過一種注射設備來實現，該注射設備具有一個或者多個噴嘴以快速均勻地施加灌 封材料。適當的灌封材料包括聚氨酯填充料。
根據本發明的另一個方面，絕緣套管的塑料材料優選地包括熱塑性材料。對於絕4緣套管也可以進行多層設計。絕緣套管的厚度和層結構由要實現的電絕緣特性和機械穩定 特性所決定。優選地，絕緣套管壁的厚度在2-4mm範圍之間，且根據位於滅弧室插件和絕緣 套管之間的間隙的寬度和間隙中的灌封材料而進行設計。
根據下面參考相應附圖的詳細描述，本發明的前述和其他方面將會很顯然。


圖1是由磁致動器操作的中壓斷路器的示意圖，
圖2是斷路器極柱部分的示意性軸向剖視圖，
圖3是執行製造斷路器極柱部分方法的設備的示意圖。
具體實施方式
如圖1中所示的中壓斷路器主要包括真空滅弧室1，真空滅弧室具有內部固定電 觸頭2和相應的可動的電觸頭3。
電觸頭2和電觸頭3構成了中斷電力的開關。可動的電觸頭3通過傳動軸4在閉 合和斷開位置之間移動。傳動軸4在內部將雙穩態磁致動器5的機械能量連接至真空滅弧 室1的可動的電觸頭3。磁致動器5包括用於將銜鐵6斷開並移至相對位置(這通過由未 示出的電磁鐵和永磁鐵裝置產生的磁場來實現)的雙穩態磁性裝置。
根據圖2，在前描述的斷路器的極柱部分包括由單層塑料材料製成的用於提供包 覆的外絕緣套管7和用於接通或斷開中壓電路的內部真空滅弧室8。為了達到優良的包覆 性能，絕緣套管7通過在注射成型過程中採用超過80巴的高壓而預製造。通過藉助前端螺 栓9的螺紋部分旋擰入絕緣套管7中，滅弧室插件8組裝到預製造的絕緣套管7中。在絕 緣套管7和內部滅弧室插件8之間的幾何關係設計成沿著滅弧室插件8和絕緣套管7的橫 向區域11形成有中間間隙10。最後，所述間隙10在正常壓力下填充以灌封材料12，以密 封所述間隙10且形成額外的補償層。
圖3示出了製造極柱部分設置的設備的主要部分。為了預製造絕緣套管7，提供了 注射成型模具13。注射成型模具13包括託架裝置14以用來將絕緣套管7中的電連接器保 持在適當位置(步驟1)。
接下來，內部真空滅弧室插件8通過螺栓9旋擰到絕緣套管7中。該組裝步驟是 由電動螺絲刀裝置15自動實現的(步驟2)。
最後，利用連接到用來儲存灌封材料的容器17的噴嘴16，在滅弧室插件8和周圍 的絕緣套管7之間的間隙10中填充灌封材料。採用重力來將填充材料均勻地分散在圍繞 滅弧室插件8的間隙空間中。
本發明並不被上面所述的優選實施例所限制，優選實施例僅僅作為例子，而且在 下面申請的權利要求限定的保護範圍內能通過各種方式修改。
標記列表
1中壓斷路器
2電觸頭
3電觸頭
4傳動軸
5雙穩態磁致動器
6銜鐵
7絕緣套管
8真空滅弧室插件
9螺栓
10間隙
11橫向區域
12灌封材料
13注射成型模具
14託架裝置
15電動螺絲刀裝置
16噴嘴
17容器。
權利要求
1.一種用於製造斷路器極柱部分的方法，該極柱部分包括由至少一層塑料材料製成的 注射成型外部絕緣套管(7)，所述絕緣套管(7)用以包覆用於接通或斷開中壓電路的內部 真空滅弧室插件(8)，其特徵在於在注射成型過程中通過施加超過80巴的高壓來預製造絕緣套管(7)，通過前端螺紋旋擰入絕緣套管(7)中來組裝滅弧室插件(8)且確保沿滅弧室插件(8) 和絕緣套管(7)之間橫向區域(11)的間隙(10)，在正常壓力下填充灌封材料(12)到間隙(10)中以密封該間隙(10)。
2.如權利要求1所述的用於製造斷路器極柱部分的方法，其特徵在於，使用由滅弧室 插件(8)施加的扭矩來將滅弧室插件(8)通過前端螺紋旋擰入絕緣套管(7)中。
3.如權利要求1所述的用於製造斷路器極柱部分的方法，其特徵在於，用於注射成型 所述絕緣套管(7)的高壓在80巴到500巴的範圍內。
4.如權利要求1所述的用於製造斷路器極柱部分的方法，其特徵在於，在注射成型過 程中，將上電連接器( 和下電連接器C3)鑄入絕緣套管(7)中。
全文摘要
本發明提供了一種用於製造斷路器極柱部分的方法，該極柱部分包括由至少一層塑料材料製成的注射成型外部絕緣套管(7)，所述絕緣套管(7)用以包覆用於接通或斷開中壓電路的內部真空滅弧室插件(8)，其特徵在於在注射成型過程中通過施加超過80巴的高壓來預製造絕緣套管(7)，通過前端螺紋旋擰入絕緣套管(7)中來組裝滅弧室插件(8)且確保沿滅弧室插件(8)和絕緣套管(7)之間橫向區域(11)的間隙(10)，在正常壓力下填充灌封材料(12)到間隙(10)中以密封該間隙(10)。根據本發明，能夠有效地製造斷路器極柱部分。
文檔編號H01H33/66GK102044354SQ20101057070
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者D·根奇 申請人:Abb技術股份公司