專利名稱：斷路器及其絕緣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斷路器，尤其是一種中高壓真空斷路器，并涉及用于該真空斷路器的絕緣結(jié)構(gòu)和絕緣方法。
背景技術(shù)：
斷路器是在電路中常用的電氣設備，用于在電路中出現(xiàn)過載、過熱等故障情況下斷開電路。斷路器按照其額定電壓可以分為低壓斷路器和高壓斷路器。高壓斷路器通常在電壓超過1000V的電路中使用，其不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流。常用的高壓斷路器包括油斷路器(多油斷路器、少油斷路器)、六氟化硫斷路器(SF6斷路器)、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。真空斷路器因其滅弧介質(zhì)和滅弧后觸頭間隙的絕緣介質(zhì)都是高真空而得名；其具有體積小、重量輕、適用于頻繁操作、滅弧不用檢修的優(yōu)點，在配電網(wǎng)中應用較為普及。真空斷路器主要包括操動機構(gòu)、真空泡、輸入和輸出端子等。真空泡容納在絕緣桶內(nèi)，其中的真空滅弧室是利用高真空工作絕緣滅弧介質(zhì)，靠密封在真空中的一對動觸頭和靜觸頭來實現(xiàn)電力電路的通斷功能的一種電真空器件。真空泡中的動觸頭，即，真空泡動端經(jīng)絕緣拉桿與斷路器的操動機構(gòu)相連接，由此在操動機構(gòu)的作用下，實現(xiàn)動觸頭和靜觸頭的通斷。絕緣拉桿整體上為桿狀，通常包括與真空泡動端相連接的帶電端、與操動機構(gòu)相連接的接地端以及設置在帶電端和接地端之間并且將帶電端和接地端電絕緣的絕緣部分。借助于絕緣拉桿,將操動機構(gòu)與真空泡動端的高壓電絕緣。但是，這種傳統(tǒng)的高壓斷路器在絕緣方面仍存在問題，S卩，在系統(tǒng)中存在瞬間高脈沖電壓的情況下，在與真空泡動端相連接的絕緣拉桿的帶電端和與操動機構(gòu)相連接的絕緣拉桿的接地端之間存在瞬時高電壓差，如果絕緣拉桿的絕緣部分的長度不足，這種高的電壓差會導致絕緣桶內(nèi)的空氣被擊穿，由此，造成真空泡動端短路的問題。為了防止這個問題，需要增加絕緣拉桿的絕緣部分的長度，但這種解決方案不利于斷路器的整體尺寸減小，與目前的發(fā)展趨勢相悖。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于在真空斷路器的絕緣結(jié)構(gòu)上作出以改進解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于運動部件的絕緣結(jié)構(gòu)，該運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在至少兩個位置之間可運動，所述運動部件包括帶電的第一端、與該第一端相對的接地的第二端、以及設置在該第一端和第二端之間以將該第一端和第二端絕緣的絕緣部分，該絕緣結(jié)構(gòu)還包括可拉伸的絕緣件，該絕緣件的內(nèi)周側(cè)圍繞所述絕緣部分的外周氣密地連接，且該絕緣部分的外周側(cè)氣密地連接到所述絕緣殼體上，以將所述第一端與所述第二端氣密地隔離開。由此，通過在運動部件的帶電的第一端和接地的第二端之間設置絕緣件，以將第一端和第二端之間氣密隔離開，即使在第一端和第二端之間存在瞬間高電壓的情況下，第一端和第二端之間的空氣也不會被擊穿而導致第一端和第二端短路。由此，提高了電氣絕緣的可靠性。優(yōu)選的是，所述可拉伸的絕緣件由彈性絕緣材料制成，更優(yōu)選的是，該彈性絕緣材料為硅橡膠。可替代的是，所述可拉伸的絕緣件具有波紋管狀結(jié)構(gòu)。由此，該絕緣件的設置并不會阻礙運動部件的運動。作為一個應用的實例，根據(jù)本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)可以應用于真空斷路器的絕緣拉桿，在這種情況下，所述運動部件為真空斷路器的絕緣拉桿，所述絕緣殼體為絕緣桶。所述第一端與真空斷路器的真空泡動端相連接，而所述第二端與真空斷路器的操動機構(gòu)相連接。優(yōu)選的是，所述絕緣件為環(huán)形形狀，其內(nèi)周側(cè)與所述絕緣拉桿的絕緣部分的外周面氣密地連接，且其外周側(cè)與所述絕緣桶氣密連接。所述絕緣件的內(nèi)周側(cè)與所述絕緣拉桿的外周面的氣密的連接是通過包膠、粘結(jié)、超聲波焊接、夾緊來實現(xiàn)的。而所述絕緣桶包括臺階部分，所述絕緣件的外周側(cè)通過絕緣環(huán)壓在所述臺階部分上；或者所述絕緣件的外周側(cè)通過粘結(jié)、超聲波焊接、壓緊來氣密連接到所述絕緣桶的內(nèi)周面上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括上述絕緣結(jié)構(gòu)的真空斷路器。通過本發(fā)明，可以在不增加絕緣拉桿的絕緣部分的長度的情況下，保證絕緣拉桿的帶電的第一端和接地的第二端之間的電氣絕緣，由此，有利于整個真空斷路器的尺寸緊湊。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種對運動部件進行電氣絕緣的方法，該運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在至少兩個位置之間可運動，所述運動部件包括帶電的第一端、與該第一端相對的接地的第二端、以及設置在該第一端和第二端之間以將該第一端和第二端絕緣的絕緣部分，所述方法包括:第一步驟:提供可拉伸的絕緣件；第二步驟:將所述絕緣件的內(nèi)周側(cè)氣密連接到所述絕緣部分的外周上；以及第三步驟:將所述絕緣件的外周側(cè)氣密連接到所述絕緣殼體上，以將所述第一端與所述第二端氣密地隔離開。其中，所述第二步驟和第三步驟可以顛倒。優(yōu)選的是，所述第二步驟包括通過包膠、粘結(jié)、超聲波焊接、夾緊將絕緣件的內(nèi)周側(cè)氣密連接到所述絕緣部分的外周上。優(yōu)選的是，所述第三步驟包括通過粘接、超聲波焊接、壓緊將所述絕緣件的外周側(cè)氣密連接到所述絕緣殼體上；或者所述第三步驟包括提供絕緣環(huán)，通過絕緣環(huán)將所述絕緣件的外周側(cè)壓到所述絕緣殼體的臺階步驟上。作為根據(jù)本發(fā)明的絕緣方法的一個應用實例，所述運動部件是真空斷路器的絕緣拉桿，而所述絕緣殼體為真空斷路器的絕緣桶。
利用本發(fā)明的絕緣方法，可以可靠地將帶電的第一端和接地的第二端之間氣密隔離開，即使在第一端和第二端之間存在瞬間高電壓的情況下，第一端和第二端之間的空氣也不會被擊穿而導致第一端和第二端短路。由此，提高了電氣絕緣的可靠性。尤其是，在將根據(jù)本發(fā)明的絕緣方法應用于真空斷路器的情況下，可以在不增加絕緣拉桿的絕緣部分的長度的情況下，保證絕緣拉桿的帶電的第一端和接地的第二端之間的電氣絕緣，由此，有利于整個真空斷路器的尺寸緊湊。


本發(fā)明的上述各個方面、優(yōu)點和工業(yè)及技術(shù)上的重要性將通過下面參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施方式的詳細描述而變得更清楚，附圖中:圖1是示出其中應用了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的絕緣結(jié)構(gòu)的真空斷路器的相關(guān)部分的簡圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的絕緣結(jié)構(gòu)的透視圖；以及圖3是圖2的剖視圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。首先要指出的是，本發(fā)明僅涉及對絕緣拉桿的電氣絕緣方面的改進，因此，在下面的描述中，將省略對真空斷路器的其他結(jié)構(gòu)和部件的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于其自身的背景技術(shù)知識來獲得這些其他部分和部件的具體結(jié)構(gòu)。另外，在下面的描述和所附的權(quán)利要求中，除非特別說明，各術(shù)語應按照通常上的廣義來理解，例如，“連接”意思包括一個元件和另一個元件直接連接，其中不存在中間元件，并且也包括一個元件和另一元件經(jīng)過其他中間元件相連接。圖中，圖1是示出其中應用了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的絕緣結(jié)構(gòu)的真空斷路器的相關(guān)部分的簡圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的絕緣結(jié)構(gòu)的透視圖；以及圖3是圖2的剖視圖。如圖1所示，真空斷路器100包括操動機構(gòu)110，該操動機構(gòu)可以響應電路中的諸如過載、短路等故障而觸發(fā)，使得真空斷路器100的動觸頭和靜觸頭斷開，由此，斷開整個電路。操動機構(gòu)110通常經(jīng)由絕緣拉桿120與在其中容納動觸頭(未示出)和靜觸頭(未示出)的真空泡130的動端相連接，由此操縱真空泡130中的動觸頭動作。真空泡130和絕緣拉桿120等容納在絕緣桶140中，以與外界電氣絕緣。另外,操動機構(gòu)110電氣接地。如圖1所示，真空泡130的動端經(jīng)真空斷路器的端子170與外界電路相連接，由此,真空泡130的動端被施加高電壓。絕緣拉桿120包括與真空泡的動端相連接由此被賦予高電壓的帶電端121 ;與操動機構(gòu)Iio相連接并且被接地的接地端122 ;以及設置在帶電端和接地端之間并且將帶電端和接地端電氣絕緣的絕緣部分123。因此，帶電端121和接地端122之間的電氣距離取決于絕緣部分123的長度，在斷路器中出現(xiàn)瞬時高電壓時，如果絕緣部分123的長度不足，則在帶電端121和接地端122之間的空氣有可能被擊穿，導致帶電端并因此真空泡動端短路。但是，如果為了克服這個問題而增加絕緣部分123的長度，則會導致整個斷路器的尺寸不期望地增大。另外，由于絕緣拉桿120是運動部件，只要帶電端和接地端之間存在微小的空氣間隙，則會存在短路的風險，因此，利用現(xiàn)有技術(shù)中的絕緣結(jié)構(gòu)難于實現(xiàn)在帶電端和接地端之間的電氣絕緣。為了解決這個問題，本發(fā)明的發(fā)明人提出了一種新的絕緣結(jié)構(gòu)。下面參照圖2和圖3，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行詳細描述。為了清楚描述本發(fā)明，圖2和圖3中僅僅示出了一些重要的部件，而省略了如操動機構(gòu)、真空泡等部件,并且對絕緣拉桿等部件進行了抽象的圖示。如圖2和圖3所示，在絕緣拉桿120的絕緣部分123的外周上，設置有絕緣件150，該絕緣件150大致為環(huán)形盤狀，由彈性絕緣材料，如硅橡膠制成，其內(nèi)周緊密附著到絕緣部分123的外周上，該附著方法包括在制造絕緣拉桿過程中利用包膠(overmold)方法直接模制到絕緣拉桿的絕緣部分123上，或者可以在分別制成后，通過粘接、超聲波焊接、夾緊等其他方法，本發(fā)明不局限于此。絕緣件150的外周邊緊密附著到絕緣桶140上，例如，如圖3所示，通過設置絕緣環(huán)160將絕緣件150的外周邊壓緊到絕緣桶140的臺階部141上，但是，也可以通過粘接、焊接等方法將絕緣件150的外周邊緊密附著到絕緣桶的內(nèi)周面上，本發(fā)明不局限于此。由此，如圖3所示，通過絕緣件150，絕緣拉桿120的帶電端121和接地端122被氣密地電氣隔離開，防止在設備通過瞬時高電壓時帶電端121和接地端122短路。并且，由于絕緣件150是由絕緣彈性材料制成，在絕緣拉桿120的運動過程中，該絕緣件150彈性變形，由此不妨礙絕緣拉桿120的運動。另外，與采用密封圈等的動密封結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的絕緣結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)帶電端121和接地端122之間的完全氣密隔離，提高了電氣絕緣的可靠性。盡管在上面的優(yōu)選實施方式中，絕緣件由彈性絕緣材料制成，但是，本發(fā)明并不局限于此，而是可以采用其他的結(jié)構(gòu)或者材料。如，絕緣件也可以采用彈性材料之外的材料，例如，可以采用波紋管結(jié)構(gòu)的絕緣件，由此，實現(xiàn)與上面彈性材料的絕緣件類似的效果。盡管在上面的優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明的絕緣件應用于真空斷路器的絕緣拉桿上，但是，本發(fā)明實際上可以應用于任何類似的電氣設備中，以實現(xiàn)對一端帶電而另一端接地的運動部件的電氣絕緣。另外，本發(fā)明還涉及一種對運動部件的絕緣方法，該運動部件包括帶電的第一端、電接地的第二端、以及設置在第一端和第二端之間的絕緣部分，并且所述運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在該絕緣殼體內(nèi)可運動，所述方法包括:提供可拉伸的絕緣件；將該絕緣件的內(nèi)周與所述運動部件的絕緣部分的外周氣密連接；將該絕緣件的外周與所述殼體氣密連接，由此在所述運動部件的第一端和第二端氣密地電氣隔離。所述絕緣件可以為彈性絕緣件或者所述絕緣件可以為波紋結(jié)構(gòu)的絕緣件。另外，所述運動部件可以為真空斷路器的絕緣拉桿。以上對本發(fā)明進行了詳細介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式
及應用范圍上的改變不應認為偏離了本發(fā)明保護的范圍，任何在權(quán)利要求保護范圍內(nèi)的變形均落入本發(fā)明型的保護范圍，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于運動部件的絕緣結(jié)構(gòu)，該運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在至少兩個位置之間可運動，所述運動部件包括帶電的第一端、與該第一端相對的接地的第二端、以及設置在該第一端和第二端之間以將該第一端和第二端絕緣的絕緣部分，其特征在于，還包括可拉伸的絕緣件，該絕緣件的內(nèi)周側(cè)圍繞所述絕緣部分的外周氣密地連接，且該絕緣部分的外周側(cè)氣密地連接到所述絕緣殼體上，以將所述第一端與所述第二端氣密地隔離開。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可拉伸的絕緣件由彈性絕緣材料制成。
3.如權(quán)利要求2所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述彈性絕緣材料為硅橡膠。
4.如權(quán)利要求1所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可拉伸的絕緣件具有波紋管狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述運動部件為真空斷路器的絕緣拉桿，所述絕緣殼體為絕緣桶。
6.如權(quán)利要求5所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一端與真空斷路器的真空泡動端相連接，而所述第二端與真空斷路器的操動機構(gòu)相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣件為環(huán)形形狀，其內(nèi)周側(cè)與所述絕緣拉桿的絕緣部分的外周面氣密地連接，且其外周側(cè)與所述絕緣桶氣密連接。
8.如權(quán)利要求7所述的絕緣結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述絕緣件的內(nèi)周側(cè)與所述絕緣拉桿的外周面的氣密連接和所述絕緣件的外周側(cè)與所述絕緣桶的內(nèi)周面的氣密連接是通過包膠、粘結(jié)、超聲波焊接或壓緊來實現(xiàn)的。
9.如權(quán)利要求7所述的絕緣結(jié)構(gòu),其特征在于,所述絕緣桶包括臺階部分,所述絕緣件的外周側(cè)通過絕緣環(huán)壓在所述臺階部分上。
10.一種真空斷路器，其特征在于，該真空斷路器包括如權(quán)利要求1至9中任一項所述的絕緣結(jié)構(gòu)。
11.一種對運動部件進行電氣絕緣的方法，該運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在至少兩個位置之間可運動，所述運動部件包括帶電的第一端、與該第一端相對的接地的第二端、以及設置在該第一端和第二端之間以將該第一端和第二端絕緣的絕緣部分，所述方法包括: 第一步驟:提供可拉伸的絕緣件； 第二步驟:將所述絕緣件的內(nèi)周側(cè)氣密連接到所述絕緣部分的外周上；以及 第三步驟:將所述絕緣件的外周側(cè)氣密連接到所述絕緣殼體上，以將所述第一端與所述第二端氣密地隔離開。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二步驟和第三步驟可以顛倒。
13.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述第二步驟和第三步驟中的氣密連接是通過包膠、粘結(jié)、超聲波焊接或壓緊來實現(xiàn)的。
14.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述第三步驟包括提供絕緣環(huán)，通過絕緣環(huán)將所述絕緣件的外周側(cè)壓到所述絕緣殼體的臺階步驟上。
15.如權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述運動部件是真空斷路器的絕緣拉桿，而所述絕緣殼體為真空斷路器的絕緣桶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于運動部件的絕緣結(jié)構(gòu)以及包括該絕緣結(jié)構(gòu)的真空斷路器，該運動部件容納在絕緣殼體內(nèi)并在至少兩個位置之間可運動，所述運動部件包括帶電的第一端、與該第一端相對的接地的第二端、以及設置在該第一端和第二端之間以將該第一端和第二端絕緣的絕緣部分，其特征在于，還包括可拉伸的絕緣件，該絕緣件的內(nèi)周側(cè)圍繞所述絕緣部分的外周氣密地連接，且該絕緣部分的外周側(cè)氣密地連接到所述絕緣殼體上，以將所述第一端與所述第二端氣密地隔離開。
文檔編號H01H33/66GK103165337SQ201110424860
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者方明, 姚勤智 申請人:施耐德電器工業(yè)公司