CN104282482A - 一种户外直立式真空断路器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种户外直立式真空断路器，通过将上绝缘子和下绝缘子的上法兰和下法兰被硅橡胶外壳包裹，增大原电气间隙和爬电距离，从而增强了极间和对地的外绝缘能力，并在上母排组装的高压输入端口和下母排组装的高压输出端口均设置绝缘盖，隔断上母排和下母排之间的空气路径，进一步增强了极间以及对地的外绝缘能力；而且，通过在下绝缘子和底板组装之间设置波纹管，与现有的密封圈相比，能够形成密封的隔离腔，增大了爬电距离和电气间隙，从而增强了对地内绝缘能力，同时满足了户外防护等级要求。

Description

一种户外直立式真空断路器

技术领域

本申请涉及真空断路器的技术领域，具体涉及一种户外直立式真空断路器。

背景技术

目前，国内外应用于电力机车及动车组的直立式结构的真空断路器主要是22CB系列的真空断路器。密封性差，容易受到环境温度变化的影响，绝缘能力较差。近几年频发闪络故障的22CB系列的真空断路器已无法满足目前户外的绝缘性能要求，尤其是在重度污染的环境条件下，或在雷雨天气时，容易发生故障，从而影响电力机车及动车组的正常行驶。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种户外直立式真空断路器，解决了现有的直立式真空断路器的绝缘能力和密封性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种户外直立式真空断路器，包括：高压电路部分、绝缘支撑部分、底板组装、电控机械动作机构以及低压控制电路，其中，所述高压电路部分包括真空开关管、上母排组装、上绝缘子和下母排组装，所述绝缘支撑部分包括操作杆组装和下绝缘子，所述上母排组装的高压输入端口和所述下母排组装的高压输出端口均设置有绝缘盖；

所述上绝缘子的上法兰和下法兰以及所述下绝缘子的上法兰和下法兰均被硅橡胶外壳包裹；

所述操作杆组装包括：设置在所述下绝缘子和所述底板组装之间的波纹管。

优选的，所述真空开关管与所述上绝缘子的绝缘套管之间灌装有绝缘材料。

优选的，所述波纹管的外径大于所述下绝缘子的内腔直径，且所述波纹管的内径小于所述操作杆组装中的操作杆的外径。

优选的，所述波纹管是由绝缘材料制成的波纹管。

优选的，所述绝缘材料是绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料。

优选的，所述绝缘盖是由绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料制成的绝缘盖。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种户外直立式真空断路器，通过将上绝缘子和下绝缘子的上法兰和下法兰被硅橡胶外壳包裹，增大原电气间隙和爬电距离，从而增强了极间和对地的外绝缘能力，并在上母排组装的高压输入端口和下母排组装的高压输出端口均设置绝缘盖，隔断上母排和下母排之间的空气路径，进一步增强了极间以及对地的外绝缘能力；而且，通过在下绝缘子和底板组装之间设置波纹管，与现有的密封圈相比，能够形成密封的隔离腔，增大了爬电距离和电气间隙，从而增强了对地内绝缘能力，同时满足了户外防护等级要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种户外真空断路器的整体结构示意图；

图2为本发明一种户外真空断路器的上绝缘子的结构示意图；

图3为本发明一种户外真空断路器的上母排组装的结构示意图；

图4为本发明一种户外真空断路器的下母排组装的结构示意图；

图5为本发明一种户外真空断路器的操纵杆组装的结构示意图；

图6为本发明一种户外真空断路器的下绝缘子的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种户外直立式真空断路器，通过将上绝缘子和下绝缘子的上法兰节和下法兰节被硅橡胶外壳包裹，增大原电气间隙和爬电距离，从而增强了极间和对地的外绝缘能力，并在上母排组装的高压输入端口和下母排组装的高压输出端口均设置绝缘盖，隔断上母排和下母排之间的空气路径，进一步增强了极间以及对地的外绝缘能力；而且，通过在下绝缘子和底板组装之间设置波纹管，与现有的密封圈相比，能够形成密封的隔离腔，增大了爬电距离和电气间隙，从而增强了对地内绝缘能力，同时满足了户外防护等级要求。

需要说明的是，本发明以对现有的户内TDV10型直立式真空断路器为改进对象，在不改变其原有主体结构、安装高度的前提下，通过对其原有绝缘和防护设计进行改进，达到提高其绝缘能力的目的。而对于其他型号的现有直立式真空断路器的改进思路类似，本申请将不再一一详述。

如图1所示，为本发明一种户外直立式真空断路器的整体结构示意图，该真空断路器主要可以包括：高压电路部分100、绝缘支撑部分200、底板组装300、电空机械动作机构400以及低压控制电路500，其中，

高压电路部分100可以包括：真空开关管101、上母排组装102、上绝缘子103和下母排组装104等，其中，该上绝缘子103可以包括上法兰1031、下法兰1032、绝缘套管1033、硅橡胶外壳1034等(如图2所示)，具体可参见现有的TDV10型直立式真空断路器的高压电路部分的组成及其结构连接关系，本发明对其不再详述。

其中，在实际应用中，通过弹性形变和约束，使得该高压电路部分100形成密封独立腔体。

在实际应用中，上述真空开关管101可以包括真空泡、动触头、静触头等，可用来分断交流电弧，其中，该动触头在电空机械动作机构400的操作下运动，控制主电路连通和分断，且在主断路分断时产生的电弧随动触头与静触头分离，并在真空泡内熄灭。上绝缘子103则起到承担极间高压的绝缘作用，以保证上母排组装102的高压输入端与下母排组装104的高压输出端之间的外绝缘性能。

其中，电力机车或动车组的高压主电路与上母排组装102的高压输入端口相连，而该高压主电路的其他部件则与下母排组装104的高压输出端口相连，从而实现本发明所提供的户外直立式真空断路器与电力机车或动车组的高压主电路的连接。

本发明实施例为了进一步增强极间(即高压输入端与高压输出端之间)内绝缘能力，可在真空开关管101和上绝缘子103的绝缘套管之间灌装硅橡胶A(如图2所示)，从而使现有的真空断路器的真空开关管和绝缘套管之间的空气路径变为绝缘路径。当然，也可以使用其他绝缘材料进行灌装，本发明并不仅限于这一种灌装材料。

另外，为了进一步增强极间外绝缘能力，如图2所示，本发明实施例通过将上绝缘子103的上法兰1031和下法兰1032被硅橡胶外壳包裹，从而增大原电气间隙和爬电距离，达到增强极间的外绝缘能力的目的。

除此之外，如图3和4所示，本发明实施例为了更进一步增强极间和对地的外绝缘能力，通过上母排组装102的高压输入端口以及下母排组装104的高压输出端口均设置上绝缘盖1021和1041，从而隔断上母排1022与下母排1042之间以及下母排1042与地之间的空气路径，增大电气间隔和爬电距离，达到增强极间和对地的外绝缘能力的目的。其中，该绝缘盖可以由绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料制成。

其中，绝缘支撑部分200可以包括：操作杆组装201和下绝缘子202等，在本发明实施例中，如图5所示，该操作杆组装201可以包括操作杆2011、波纹管2012和弹簧支架2013等，其中，该波纹管2012设置在下绝缘子和底板组装之间，即设置在该操作杆2012与该弹簧支架2013相近的一端，而且，该波纹管2012的内径小于操作杆2011的外径，且该波纹管2012的外径大于下绝缘子202的内腔直径，实现了对本发所述的户外直立式真断空断路器的高压电路部分100和低压部分(即绝缘支撑部分200)的隔离。

在本发明实施例的实际应用中，该操作杆组装201使得真空断路器(即本发明户外直立式真空断路器)内部极地间绝缘，并保证真空开关管101的动触头沿竖直方向运动，而操作杆组装201中波纹管的设置，其隔绝了原绝缘子沿操作杆的空气路径，从而形成了封闭的内腔B(如图1所示)，保证了外界与该真空断路器内部良好密封且不影响该真空断路器动作。

优选的，该波纹管2012可以由绝缘材料制成，该绝缘材料可以为绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料等。另外，为了保证所设置的波纹管的密封性，本发明实施例采用密封胶对其进行密封。

在本发明中，上绝缘子103与下绝缘子202之间的连接通过密封圈密封，且对于本发明所涉及到的所有用于连接或固定的螺丝或螺栓的螺纹均用密封胶密封。

其中，为了进一步增强对地外绝缘能力，本发明中的下绝缘子202的硅橡胶外壳2023包裹金属材质的上法兰2021和下法兰2022，如图6所示下绝缘子的结构示意图，从而增大了原电气间隙和爬电距离。

电空机械动作机构400和低压控制电路500安装在机车内部的真空断路器底板上。其中，电空机械动作机构400可以包括：气缸组装机构401、驱动机构402和气路403等，具体组成及其结构连接关系请参照现有的TDV10直立式真空断路器的电空机械动作机构，本发明在此将不再一一说明。在实际应用中，电力机车或动车组上的气路接口连接到该真空断路器气路403，外界气体经该气路403到达气缸组装机构401，经压缩处理后，将得到的适宜的压缩气体输送到驱动机构402，以使该驱动机构402在压缩气体的作用下驱动操作杆组装201动作。

另外，低压控制电路500用来控制真空断路器的分断和闭合，并反馈真空断路器的当前状态，其具体可以包括：控制单元501、辅助联锁盒、电阻盒等。在实际应用中，当气缸组装机构401经其调节阀调节出适宜气压后，该控制单元将根据接收到的控制命令，控制驱动机构402中的电磁阀动作，从而使得气缸组装机构401输出的压缩气体进入该驱动机构402，以便将空气压力转换为机械作用力，推动操作杆组装201动作，从而带动真空开关管101的动触头动作，同时该控制单元将会使驱动机构402中的线圈得到，从而保持真空断路器的合闸组状态，或者是失电促使真空断路器分断。

其中，气缸组装机构401中的压力开关，用于监控其中压缩气体所必须提供真空断路器合闸的最小压力；驱动机构402中的辅助联锁盒，用于将真空断路器的当前状态反馈给电力机车或动车组控制系统；控制单元还用于控制真空断路器的动作逻辑顺序，并对其动作次数进行记录，以供今后查阅。

优选的，由于底板组装300中的底板上设置有接地螺栓，保证了底板与该低压控制电路500可靠接地，并使用密封胶对该底板组装300内部件的连接进行密封。

由上述分析可知，本发明实施例通过对上、下绝缘子，波纹管和绝缘盖的独特设计，大大增强了直立式真空断路器的绝缘能力和部分密封性能，使其符合户外对防护等级的要求，避免其因外界环境温度的变化，或雷电冲击电压的影响而故障，保证了电力机车及动车组等车辆的正常行驶。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种户外直立式真空断路器，包括：高压电路部分、绝缘支撑部分、底板组装、电控机械动作机构以及低压控制电路，其中，所述高压电路部分包括真空开关管、上母排组装、上绝缘子和下母排组装，所述绝缘支撑部分包括操作杆组装和下绝缘子，其特征在于：

所述上母排组装的高压输入端口和所述下母排组装的高压输出端口均设置有绝缘盖；

所述上绝缘子的上法兰和下法兰以及所述下绝缘子的上法兰和下法兰均被硅橡胶外壳包裹；

所述操作杆组装包括：设置在所述下绝缘子和所述底板组装之间的波纹管。

2.根据权利要求1所述的户外直立式真空断路器，其特征在于，所述真空开关管与所述上绝缘子的绝缘套管之间灌装有绝缘材料。

3.根据权利要求2所述的户外直立式真空断路器，其特征在于，所述波纹管的外径大于所述下绝缘子的内腔直径，且所述波纹管的内径小于所述操作杆组装中的操作杆的外径。

4.根据权利要求3所述的户外直立式真空断路器，其特征在于，所述波纹管是由绝缘材料制成的波纹管。

5.根据权利要求4所述的户外直立式真空断路器，其特征在于，所述绝缘材料是绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料。

6.根据权利要求1所述的户外直立式真空断路器，其特征在于，所述绝缘盖是由绝缘胶、橡胶、绝缘纤维制品或塑料制成的绝缘盖。