專利名稱：一種真空斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高速電力機(jī)車中使用的高壓開關(guān)設(shè)備，特別涉及保護(hù)機(jī)車安全運(yùn)行的真空斷路器。
背景技術(shù)：
真空斷路器是鐵道電力機(jī)車及動(dòng)車組上最重要的電器部件，它有兩大作用一是用來接通和分?jǐn)鄼C(jī)車或動(dòng)車組的高壓電路，是系統(tǒng)的電源控制開關(guān)；二是當(dāng)機(jī)車或動(dòng)車組發(fā)生故障時(shí)，迅速、安全、有效地切斷總電源，保護(hù)操作人員的人身安全及設(shè)備安全。因此它具有控制和保護(hù)的雙重功能。隨著鐵路的飛速發(fā)展，鐵路電力機(jī)車技術(shù)也日新月異，對(duì)機(jī)車最主要的保護(hù)電器一真空斷路器的要求也越來越高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)幾個(gè)方面
1、隨著鐵路運(yùn)量的增大，電力機(jī)車的功率越來越大，對(duì)機(jī)車斷路器的開斷容量要求也越來越高。2、由于鐵路機(jī)車線路上運(yùn)行量的不斷增多，鐵路供電網(wǎng)容量要求增大，牽引供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)也相應(yīng)變大，因此對(duì)機(jī)車斷路器的最高允許工作電壓要求也隨之提高。3、鐵路機(jī)車“長(zhǎng)交路”(即運(yùn)行距離長(zhǎng)且交叉路多)運(yùn)行的特點(diǎn)，使機(jī)車的日運(yùn)用里程大大提高，斷路器的動(dòng)作次數(shù)也隨之而增多，因此，對(duì)斷路器的機(jī)械壽命要求也越來越
尚ο4、在某些特殊區(qū)域，如中國(guó)的華北、沿海等地，環(huán)境污染較嚴(yán)重，污穢程度很高，對(duì)機(jī)車斷路器的耐污穢能力的要求也隨之提高。5、為滿足日益增長(zhǎng)的客流，鐵道部大力發(fā)展高速電力機(jī)車，對(duì)斷路器的開斷容量、產(chǎn)品強(qiáng)度、對(duì)機(jī)車的保護(hù)能力有了更高的要求?，F(xiàn)有技術(shù)中的斷路器一般結(jié)構(gòu)為直立式柱狀體真空斷路器，由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件、低壓控制部件組成，高壓部件的作用在于通過在真空管內(nèi)使分別連接有高壓電源的動(dòng)靜觸頭進(jìn)行合間或分間并滅?。粶缁∈覂?nèi)填充絕緣材料為有機(jī)硅凝膠，其絕緣性不佳，且粘結(jié)力差。絕緣支撐部分的作用主要是使高壓部分與低壓控制部分絕緣并起支撐作用；其支持絕緣子的高度較大，且內(nèi)部爬電距離一般只有380mm。低壓控制部分是真空斷路器的操作機(jī)構(gòu)，一般采用氣動(dòng)控制方式，壓縮空氣通過調(diào)壓后進(jìn)入內(nèi)部?jī)?chǔ)風(fēng)缸，通過對(duì)壓縮空氣的通、斷控制實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)氣缸的動(dòng)作控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的閉合、開斷的操作控制。它的設(shè)計(jì)參數(shù)一般為最高工作電壓30KV，開斷容量360MVA，機(jī)械壽命為20萬(wàn)次，耐污等級(jí)僅達(dá)III級(jí)，這些參數(shù)并未達(dá)到與上述工況下運(yùn)行的機(jī)車相匹配的指標(biāo)要求，機(jī)車運(yùn)行中斷路器故障率高，極易發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿、外部污穢閃絡(luò)、拒分拒合、開斷不良等多種故障，對(duì)機(jī)車安全可靠運(yùn)行帶來很大影響。同時(shí)該真空斷路器中各部件的工作溫度下限為-40°C，在更低溫度下環(huán)境中無(wú)法正常工作
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的真空斷路器存在的滅弧室內(nèi)絕緣性不佳、粘接力差、支持絕緣子高度較大、爬電距離小且無(wú)法在溫度低于-40°C時(shí)無(wú)法正常工作的技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種真空斷路器，所述真空斷路器為直立式柱狀體，由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件和低壓控制部件組成；
所述高壓部件包括圓筒狀滅弧室，滅弧室的中心同軸套裝有真空管，真空管上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭，真空管外表面套有圓筒狀帶傘裙的環(huán)氧樹脂絕緣子，環(huán)氧樹脂絕緣子與真空管之間填充有絕緣膠；
所述絕緣支撐部件包括圓筒狀帶傘裙的支持絕緣子及長(zhǎng)筒狀帶橡膠傘裙的絕緣推桿，絕緣推桿同軸套裝于支持絕緣子中心，支持絕緣子內(nèi)部整體澆鑄有增爬罩；
所述低壓控制部件由控制機(jī)構(gòu)、電氣部件和加熱組件兩部分組成，其中所述控制機(jī)構(gòu)的由傳動(dòng)氣缸、電磁閥、儲(chǔ)風(fēng)缸、調(diào)壓閥、快排閥組成，所述電氣部分由電磁閥線圈、微動(dòng)開關(guān)、控制連接器組成，所述加熱組件由加熱電阻、溫控器組成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使靜、動(dòng)觸頭處于常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu)；所述彈簧機(jī)構(gòu)為一體三柱式彈簧機(jī)構(gòu)，它由合閘彈簧、與彈簧相抵的壓板組件、具有包容合間彈簧的圓柱形內(nèi)腔并與動(dòng)觸頭相連接的連接座、與連接座相配合的彈簧蓋組成；所述壓板組件、彈簧蓋及合間彈簧同軸安裝，所述連接座內(nèi)設(shè)置有與真空管中心同軸的凸臺(tái)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述彈簧蓋內(nèi)設(shè)有由吸能橡膠制成的緩沖墊。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂絕緣子與真空管之間填充的絕緣膠為硅橡膠。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述支持絕緣子的金屬法蘭外表面由硅橡膠層包覆。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂絕緣子和/或支持絕緣子傘裙為大小傘結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制機(jī)構(gòu)、電氣部件與加熱組件整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)并安裝于氣缸基座上。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱電阻位于儲(chǔ)風(fēng)缸與傳動(dòng)氣缸之間，溫控器捆綁于電池閥上。本發(fā)明提供的真空斷路器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明提供的真空斷路器中，通過在環(huán)氧樹脂絕緣子與真空管之間填充絕緣膠，在保證具有較好粘接力的前提下，同時(shí)有效提高滅弧室內(nèi)的絕緣性。2、本發(fā)明提供的真空斷路器中，在支持絕緣子內(nèi)部通過整體澆鑄集成爬電罩，在保證支持絕緣子內(nèi)部電氣間隙和爬電距離的前提下，有效降低了支持絕緣子的高度。3、本發(fā)明提供的真空斷路器中，通過在低壓控制部件內(nèi)增設(shè)加熱組件，斷路器工作時(shí)，通過溫控自動(dòng)檢測(cè)內(nèi)部溫度，當(dāng)內(nèi)部溫度低于0 °c時(shí)，啟動(dòng)加熱電阻進(jìn)行加熱，內(nèi)部溫度高于5°C時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，能有效保證內(nèi)部溫度；在溫度低于-40 V時(shí)亦能通過加熱組件自動(dòng)加熱，因此本發(fā)明的真空斷路器低于-40°C的溫度下仍能正常工作，超過鐵標(biāo)要求。


圖1為本發(fā)明提供的真空斷路器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的真空斷路器的剖視圖。圖3為本發(fā)明提供的真空斷路器中高壓部件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明提供的真空斷路器中絕緣支撐部件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明提供的真空斷路器中低壓控制部件的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1——高壓部件，2——絕緣支撐部件，3——低壓控制部件組件，4——真空管，5——環(huán)氧樹脂絕緣子，6——硅橡膠，7——壓板組件，8——彈簧蓋，9——緩沖墊，10——合閘彈簧，11—連接座，12——支持絕緣子，13——絕緣推桿，14——增爬罩，
15——傳動(dòng)氣缸，16——電磁閥，17——儲(chǔ)風(fēng)缸，18——調(diào)壓閥，19--決排閥，20——電磁
閥線圈，21——微動(dòng)開關(guān)，22——控制連接器，23——?dú)饴芳煽刂葡到y(tǒng)，24——加熱電阻。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種真空斷路器，如圖1所示，所述真空斷路器為直立式柱狀體，由從上至下依次相疊的高壓部件1、絕緣支撐部件2和低壓控制部件3組成。如圖2或圖3所示，所述高壓部件1包括圓筒狀滅弧室，滅弧室的中心同軸套裝有真空管4，真空管4上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭，真空管外表面套有圓筒狀帶傘裙的環(huán)氧樹脂絕緣子5，環(huán)氧樹脂絕緣子5與真空管4之間填充有絕緣膠。如圖3所示，所述絕緣膠為硅橡膠6。具體地，如圖3所示，所述動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使靜、動(dòng)觸頭處于常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu)。所述彈簧機(jī)構(gòu)為一體三柱式彈簧機(jī)構(gòu)，它由合閘彈簧10、與彈簧相抵的壓板組件7、具有包容合閘彈簧10的圓柱形內(nèi)腔并與動(dòng)觸頭相連接的連接座11、與連接座11相配合的彈簧蓋8組成。如圖2或圖3所示，壓板組件7、彈簧蓋8及合閘彈簧10同軸安裝，連接座11內(nèi)設(shè)置有與真空管4中心同軸的凸臺(tái)。所述彈簧蓋8內(nèi)設(shè)有由吸能橡膠制成的緩沖墊9。如圖2或圖4所示，所述絕緣支撐部件2包括圓筒狀帶傘裙的支持絕緣子12及長(zhǎng)筒狀帶橡膠傘裙的絕緣推桿13，絕緣推桿13同軸套裝于支持絕緣子12中心，支持絕緣子12內(nèi)部整體澆鑄有增爬罩14。通過增爬罩14的設(shè)置，能有效增加內(nèi)爬電距離。所述支持絕緣子12的金屬法蘭外表面由硅橡膠層包覆。本發(fā)明中，所述環(huán)氧樹脂絕緣子5和/或支持絕緣子12傘裙為大小傘結(jié)構(gòu)。通過大小傘結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在保證外爬電的基礎(chǔ)上能有效降低絕緣子的高度。如圖5所示，所述低壓控制部件3由控制機(jī)構(gòu)、電氣部件和加熱組件兩部分組成。其中，所述控制機(jī)構(gòu)的由傳動(dòng)氣缸15、電磁閥16、儲(chǔ)風(fēng)缸17、調(diào)壓閥18、快排閥19組成，所述電氣部分由電磁閥線圈20、微動(dòng)開關(guān)21、控制連接器22組成，所述加熱組件由加熱電阻對(duì)、溫控器組成。所述控制機(jī)構(gòu)、電氣部件與加熱組件整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)23并安裝于氣缸基座上。如圖4所示，所述加熱電阻M位于儲(chǔ)風(fēng)缸17與傳動(dòng)氣缸15之間，溫控器位于綁定于電磁閥16上(附圖中未示出)。
5
本發(fā)明的工作過程是
機(jī)車氣源管路連接到調(diào)壓閥18上，氣體氣壓通過調(diào)壓閥18整定到70010 進(jìn)入儲(chǔ)風(fēng)缸17，一路氣源通到電磁閥16的進(jìn)氣口。機(jī)車的控制電源接到控制連接器22上，機(jī)車上的合閘指令傳到電磁閥16上，電磁閥16得電導(dǎo)通氣源，氣源通過快排閥19進(jìn)入到傳動(dòng)氣缸15。傳動(dòng)氣缸15內(nèi)活塞受壓向上推移，通過絕緣推桿13實(shí)現(xiàn)力的傳遞，推動(dòng)滅弧室的機(jī)構(gòu)，使真空管4的動(dòng)觸頭移動(dòng)與靜觸頭接觸，實(shí)現(xiàn)了真空斷路器的合閘過程。當(dāng)機(jī)車給出分閘指令，電磁閥16失電關(guān)閉氣源，快排閥19因氣壓差動(dòng)作，傳動(dòng)氣缸15內(nèi)的壓縮空氣通過快排閥19排出，真空管4動(dòng)觸頭受合閘彈簧10的作用，向下動(dòng)作，使真空管4內(nèi)動(dòng)、靜觸頭分離，實(shí)現(xiàn)了真空斷路器的分閘過程。本發(fā)明的真空斷路器工作時(shí)，通過溫控器檢測(cè)內(nèi)部溫度，當(dāng)內(nèi)部溫度低于0°C時(shí)，啟動(dòng)加熱電阻M進(jìn)行加熱，內(nèi)部溫度高于5°C時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，保證內(nèi)部溫度。本發(fā)明中，通過增設(shè)加熱組件，使得機(jī)車可以在-50°C的環(huán)境中正常工作，超過鐵標(biāo)要求(_40°C )。本發(fā)明還具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、高壓部件1中采用環(huán)氧樹脂絕緣子5，內(nèi)嵌法蘭盤的形式，大幅提高了絕緣子傘裙的強(qiáng)度，以適應(yīng)高速車頂惡劣的環(huán)境條件，同時(shí)還具有優(yōu)良的疏水性、抗電痕能力、耐腐蝕性及耐高溫的性能，從而降低閃絡(luò)和放電的可能性，增加產(chǎn)品的可靠性及壽命。2、本發(fā)明采用集成控制氣路，減少了管接頭的數(shù)量及漏氣的可能性，實(shí)現(xiàn)了壓縮空氣充氣、排氣速度的無(wú)級(jí)調(diào)整，提高了產(chǎn)品性能，同時(shí)提高了響應(yīng)速度。分閘速度的提高增大了真空主斷的高滅弧能力即增大了開斷容量，達(dá)到660MVA，大大超過現(xiàn)有技術(shù)中同類產(chǎn)品所能達(dá)到的600MVA。產(chǎn)品性能的提高，使允許工作電壓達(dá)到33kV，目前電網(wǎng)波動(dòng)的最高值達(dá)31. 5kV ；填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)品的最高允許電壓為30 kV的不足。綜上所述，本發(fā)明提供的真空斷路器通過提高絕緣子強(qiáng)度、外罩強(qiáng)度來適應(yīng)高速車車頂?shù)耐獠凯h(huán)境，通過降低高度，減少體積來提高產(chǎn)品的適用性，提高了外觀質(zhì)量，維修清理起來也更加容易；同時(shí)提高產(chǎn)品的開斷性能，達(dá)到660MVA，固有分閘時(shí)間小于60ms，響應(yīng)速度快，可以更好的對(duì)機(jī)車設(shè)備及人身安全進(jìn)行保護(hù)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種真空斷路器，其特征在于，所述真空斷路器為直立式柱狀體，由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件和低壓控制部件組成；所述高壓部件包括圓筒狀滅弧室，滅弧室的中心同軸套裝有真空管，真空管上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭，真空管外表面套有圓筒狀帶傘裙的環(huán)氧樹脂絕緣子，環(huán)氧樹脂絕緣子與真空管之間填充有絕緣膠；所述絕緣支撐部件包括圓筒狀帶傘裙的支持絕緣子及長(zhǎng)筒狀帶橡膠傘裙的絕緣推桿，絕緣推桿同軸套裝于支持絕緣子中心，支持絕緣子內(nèi)部整體澆鑄有增爬罩；所述低壓控制部件由控制機(jī)構(gòu)、電氣部件和加熱組件三部分組成，其中所述控制機(jī)構(gòu)的由傳動(dòng)氣缸、電磁閥、儲(chǔ)風(fēng)缸、調(diào)壓閥、快排閥組成，所述電氣部分由電磁閥線圈、微動(dòng)開關(guān)、控制連接器組成，所述加熱組件由加熱電阻、溫控器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于，所述動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使靜、動(dòng)觸頭處于常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu)；所述彈簧機(jī)構(gòu)為一體三柱式彈簧機(jī)構(gòu)由合閘彈簧、與彈簧相抵的壓板組件、具有包容合間彈簧的圓柱形內(nèi)腔并與動(dòng)觸頭相連接的連接座、與連接座相配合的彈簧蓋組成；所述壓板組件、彈簧蓋及合間彈簧同軸安裝，所述連接座內(nèi)設(shè)置有與真空管中心同軸的凸臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空斷路器，其特征在于，所述彈簧蓋內(nèi)設(shè)有由吸能橡膠制成的緩沖墊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂絕緣子與真空管之間填充的絕緣膠為硅橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于，所述支持絕緣子的金屬法蘭外表面由硅橡膠層包覆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂絕緣子和/或支持絕緣子傘裙為大小傘結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器，其特征在于，所述控制機(jī)構(gòu)、電氣部件與加熱組件整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)并安裝于氣缸基座上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的真空斷路器，其特征在于，所述加熱電阻位于儲(chǔ)風(fēng)缸與傳動(dòng)氣缸之間，溫控器捆綁于電池閥上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種真空斷路器，由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件和低壓控制部件組成；所述高壓部件包括圓筒狀滅弧室，滅弧室的中心同軸套裝有真空管，真空管上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭；所述絕緣支撐部件包括圓筒狀帶傘裙的支持絕緣子及長(zhǎng)筒狀帶橡膠傘裙的絕緣推桿，支持絕緣子內(nèi)部整體澆鑄有增爬罩；所述低壓控制部件由控制機(jī)構(gòu)、電氣部件和加熱組件三部分組成，所述加熱組件由加熱電阻、溫控器組成。本發(fā)明的真空斷路器，在保證支持絕緣子內(nèi)部電氣間隙和爬電距離的前提下，有效降低了支持絕緣子的高度，同時(shí)在低壓控制部件內(nèi)增設(shè)加熱組件，使得機(jī)車可以在-50℃的環(huán)境中正常工作，超過鐵標(biāo)要求(-40℃)。
文檔編號(hào)H01H33/66GK102368454SQ201110331248
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者湯志強(qiáng), 白翔, 范永紅, 龔萍 申請(qǐng)人:株洲慶云電力機(jī)車配件工廠有限公司