專利名稱：用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，斷路器極柱部分包括由至 少一層塑料材料制成的注射成型外部絕緣套管，其用來容納用于接通和斷開中壓電路的內(nèi) 部真空滅弧室插件。
背景技術(shù)：
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(chǎn)生和熄滅電弧來中斷電流。 現(xiàn)代真空斷路器預(yù)期比空氣斷路器具有更長壽命?，F(xiàn)在，在室內(nèi)應(yīng)用中，真空斷路器取代了 空氣斷路器。然而，本實(shí)用新型并不僅僅適用于真空斷路器，其也適用于空氣斷路器或者新 型SF6斷路器，SF6斷路器具有充滿氟化硫氣體的腔室。用于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 頭移動以用于中斷電力，尤其是在中壓技術(shù)領(lǐng)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(jī)械連接。文獻(xiàn)DE102004060274A1公開了一種用于制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(nèi)部真空腔室。該真 空腔室包括固定電觸頭和相應(yīng)的可動電觸頭以形成電氣開關(guān)。在可動電觸頭上設(shè)置有可折 疊的波紋管，可折疊的波紋管允許各個電觸頭在真空腔室內(nèi)的電流饋送線路上移動。如上 所述，真空滅弧室插件內(nèi)為真空環(huán)境，以保證盡可能快地熄滅在通電和斷電過程中產(chǎn)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(qiáng)真空滅弧室插件的外部介 電強(qiáng)度。進(jìn)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(wěn)定的外
tJXi O為了避免可能發(fā)生的裂縫，已知的且在現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的方式是引入阻尼層或者 補(bǔ)償層，以便補(bǔ)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系數(shù)。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。在制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(yù)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)成型制成，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制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(bǔ)償層。然而，對于硫化而言，加熱的模制形式是必要的。文獻(xiàn)US2008/0142485A1公開了另一種制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(yōu)選地由塑料或者橡膠彈性材料制成。在真空滅弧室插件進(jìn)行塑料包埋之前，其被補(bǔ)償 層包住。為了達(dá)到良好的粘附性狀，添加了額外的粘結(jié)劑。在制造過程中，補(bǔ)償層最先應(yīng)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， 然后設(shè)置更多的塑料層。為了實(shí)現(xiàn)該多層設(shè)計(jì)，需要相應(yīng)數(shù)量的不同注射成型模具。進(jìn)而，該工藝需要抗壓性和增強(qiáng)的真空滅弧室插件以應(yīng)對在模制過程中通常超過 100巴的流體壓力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目標(biāo)是提供一種有效制造如上所述斷路器極柱部分的設(shè)備。根據(jù)本實(shí)用新型，提供了一種用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，該極柱部分包括 由至少單層塑料材料制成的注射成型外部絕緣套管，所述絕緣套管用以包覆用于接通或斷 開中壓電路的內(nèi)部真空滅弧室插件，其特征在于在注射成型過程中通過施加超過50巴的高壓來預(yù)制造絕緣套管的裝置；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(qū) 域的間隙的裝置；以及在正常壓力下填充灌封材料到間隙中以密封該間隙的裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，所述用于預(yù)制造絕緣套管的裝置為注射成型模具， 該注射成型模具具有在注射成型過程中用來將電連接器保持在適當(dāng)位置的托架裝置。優(yōu)選地，所述用于組裝的裝置可以是電動螺絲刀裝置，以便自動的完成組裝過程。出于同樣的原因，用于在組裝之后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(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該注射設(shè)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(dāng)?shù)墓喾獠牧习ň郯滨ヌ畛淞?。根?jù)本實(shí)用新型的另一個方面，絕緣套管的塑料材料優(yōu)選地包括熱塑性材料。對 于絕緣套管也可以進(jìn)行多層設(shè)計(jì)。絕緣套管的厚度和層結(jié)構(gòu)由要實(shí)現(xiàn)的電絕緣特性和機(jī)械 穩(wěn)定特性所決定。優(yōu)選地，絕緣套管壁的厚度在2-4mm范圍之間，且根據(jù)位于滅弧室插件和 絕緣套管之間的間隙的寬度和間隙中的灌封材料而進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)備的有益技術(shù)效果在于，能夠有效地制造斷路器極柱部分。另外，本實(shí)用新型還公開了一種用于制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制成的外部注射成型絕緣套管，絕緣套管用以容納用于接 通或斷開中壓電路的內(nèi)部真空滅弧室插件，所述方法包括以下制造步驟1)通過在注射成型過程中施加超過80巴的高壓來預(yù)制造絕緣套管，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(qū)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。本實(shí)用新型描述了在第一步驟中在沒有內(nèi)部真空滅弧室插件的情況下預(yù)制造單 一的絕緣套管。通過在塑料材料的注射成型過程中應(yīng)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后，在絕緣套管和真空滅弧室插件之間出現(xiàn)了 間隙。該間隙將會在接下來的步驟中被適當(dāng)?shù)墓喾獠牧细采w。這種新的制造過程是非常靈 活的，因?yàn)橹挥靡环N絕緣套管就能制出不同的真空滅弧室插件。根據(jù)本實(shí)用新型的制造過 程能全部自動化完成。優(yōu)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，模制在絕緣套管中的電連接器的內(nèi)部末端形成為類似于螺栓。在滅弧室插件前側(cè)形成了相應(yīng)的螺紋部。這種機(jī)械連接也將電流 弓I導(dǎo)至真空滅弧室插件的內(nèi)部電觸頭。優(yōu)選地，用于注射成型絕緣套管的高壓在80巴到500巴的范圍內(nèi)。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(yīng)的上電連接器和下電連接器。根據(jù)下面參考相應(yīng)附圖的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型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(zhí)行制造斷路器極柱部分方法的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)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(nèi)部固定電 觸頭2和相應(yīng)的可動的電觸頭3。電觸頭2和電觸頭3構(gòu)成了中斷電力的開關(guān)?？蓜拥碾娪|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(nèi)部將雙穩(wěn)態(tài)磁致動器5的機(jī)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包括用于將銜鐵6斷開并移至相對位置(這通過由未 示出的電磁鐵和永磁鐵裝置產(chǎn)生的磁場來實(shí)現(xiàn))的雙穩(wěn)態(tài)磁性裝置。根據(jù)圖2，在前描述的斷路器的極柱部分包括由單層塑料材料制成的用于提供包 覆的外絕緣套管7和用于接通或斷開中壓電路的內(nèi)部真空滅弧室8。為了達(dá)到優(yōu)良的包覆 性能，絕緣套管7通過在注射成型過程中采用超過80巴的高壓而預(yù)制造。通過借助前端螺 紋部分旋擰入具有螺栓9的絕緣套管7中，滅弧室插件8組裝到預(yù)制造的絕緣套管7中。在 絕緣套管7和內(nèi)部滅弧室插件8之間的幾何關(guān)系設(shè)計(jì)成沿著滅弧室插件8和絕緣套管7的 橫向區(qū)域11形成有中間間隙10。最后，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(bǔ)償層。圖3示出了制造極柱部分設(shè)置的設(shè)備的主要部分。為了預(yù)制造絕緣套管7，提供了 注射成型模具13。注射成型模具13包括托架裝置14以用來將絕緣套管7中的電連接器保 持在適當(dāng)位置(步驟1)。接下來，內(nèi)部真空滅弧室插件8旋擰到絕緣套管7中的螺栓9。該組裝步驟是由電 動螺絲刀裝置15自動實(shí)現(xiàn)的(步驟2)。最后，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。采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。本實(shí)用新型并不被上面所述的優(yōu)選實(shí)施例所限制，優(yōu)選實(shí)施例僅僅作為例子，而 且在下面申請的權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍內(nèi)能通過各種方式修改。標(biāo)記列表1 中壓斷路器[0039]2電觸頭[0040]3電觸頭[0041]4傳動軸[0042]5雙穩(wěn)態(tài)磁致動器[0043]6銜鐵[0044]7絕緣套管[0045]8真空滅孤室插件[0046]9螺栓[0047]10間隙[0048]11橫向區(qū)域[0049]12灌封材料[0050]13注射成型模具[0051]14托架裝置[0052]15電動螺絲刀裝置[0053]16噴嘴[0054]17容器
權(quán)利要求1.一種用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，該極柱部分包括由至少單層塑料材料制成的 注射成型外部絕緣套管(7)，所述絕緣套管(7)用以包覆用于接通或斷開中壓電路的內(nèi)部 真空滅弧室插件(8)，其特征在于包括在注射成型過程中通過施加超過50巴的高壓來預(yù)制造絕緣套管(7)的裝置；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(qū)域(11)的間隙(10)的裝置；以及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)的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，所述用于預(yù)制 造絕緣套管(7)的裝置為注射成型模具(13)，該注射成型模具(1 具有在注射成型過程中 用來將電連接器0，3)保持在適當(dāng)位置的托架裝置(14)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，所述通過前端 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(qū)域(11)的間隙(10)的裝置為電動螺絲刀裝置(15)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，所述在正常壓 力下填充灌封材料(1 到間隙(10)中以密封該間隙(10)的裝置為注射設(shè)備，該注射設(shè)備 具有至少一個噴嘴(16)以均勻地施加灌封材料(12)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，絕緣套管(7)包 括多層塑料材料。
6.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，灌封材料(12) 包括聚氨酯填充物。
7.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，絕緣套管(7)的 塑料材料包括熱塑性材料。
8.如權(quán)利要求1所述的用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，其特征在于，絕緣套管(7)的 壁厚在2-4mm范圍內(nèi)，且根據(jù)位于滅弧室插件(8)和絕緣套管(7)之間間隙(10)的寬度及 所述間隙中的灌封材料(12)而設(shè)計(jì)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于制造斷路器極柱部分的設(shè)備，該極柱部分包括由至少單層塑料材料制成的注射成型外部絕緣套管，所述絕緣套管用以包覆用于接通或斷開中壓電路的內(nèi)部真空滅弧室插件，所述設(shè)備包括在注射成型過程中通過施加超過50巴的高壓來預(yù)制造絕緣套管的裝置；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(qū)域的間隙的裝置；以及在正常壓力下填充灌封材料到間隙中以密封該間隙的裝置。根據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)備能夠有效地制造斷路器極柱部分。
文檔編號B29C45/00GK201868280SQ20102063704
公開日2011年6月15日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者D·根奇 申請人:Abb技術(shù)股份公司