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)明涉及一種鐵道電力機(jī)車(chē)用電器部件,特別涉及電力機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組中使用的真空斷路器。
背景技術(shù):
真空斷路器是鐵道電力機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組上最重要的電器部件,它有兩大作用 一是用來(lái)接 通和分?jǐn)鄼C(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)組的高壓電路,是系統(tǒng)的電源控制開(kāi)關(guān);二是當(dāng)機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)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(chē)技術(shù)也日新月異,對(duì)機(jī)車(chē)最主要的保護(hù)電器一真空斷路器的要求也越來(lái)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(chē)的功率越來(lái)越大,對(duì)機(jī)車(chē)斷路器的開(kāi)斷容量要求也越來(lái)越高。2、 由于鐵路機(jī)車(chē)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(chē)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(chē)"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(chē)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(lái)越高。4、 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(chē)斷路器的耐污穢能力的要求也隨之提高?,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(guò)在真空管內(nèi)使分別連接有高壓電源的動(dòng)靜觸頭進(jìn)行合閘或分閘并滅??;其真空主斷滅弧室機(jī)械的彈簧座無(wú)真空管 中心定位的臺(tái)階,彈簧易發(fā)生徑向竄動(dòng)而不與真空管同軸,產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象;真空主斷滅弧室 內(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;其支持絕緣子內(nèi)表面未設(shè)置絕緣層,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(guò)調(diào)壓后進(jìn)入內(nèi)部?jī)?chǔ)風(fēng)缸,通過(guò)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(kāi)斷的操作控制。氣路未集成設(shè)置,各零部件分立,用管路連 接,管接頭數(shù)量多,漏氣的可能性大,響應(yīng)速度相對(duì)較慢。它的設(shè)計(jì)參數(shù)一般為最高工作 電壓30KV,開(kāi)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(chē)相匹配的指標(biāo)要求,機(jī)車(chē)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(kāi)斷不良等多種故障,對(duì)機(jī)車(chē)安全可靠運(yùn)行帶來(lái)很大影響。因此,需對(duì)現(xiàn)有的機(jī)車(chē)斷路器進(jìn)一歩改進(jìn),使之能充分適應(yīng)在這些特殊工況下工作的機(jī) 車(chē)性能要求,確保機(jī)車(chē)運(yùn)行的安全可靠性。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種電力機(jī)車(chē)用真空斷路器,它具有開(kāi)斷容量大、額定電壓高、 耐污穢等級(jí)高的優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)在供電網(wǎng)容量大、運(yùn)行區(qū)域遼闊、日運(yùn)用里程多、環(huán)境污染較嚴(yán) 重條件下工作的電力機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組的性能要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種真空斷路器,它為直立式柱狀體,由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件、 低壓控制部件組成,所述的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, 所述的真空管上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭,動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使動(dòng)靜觸頭處于常分狀態(tài)的彈 簧機(jī)構(gòu),真空管外表面套有復(fù)合絕緣子,復(fù)合絕緣子與真空管之間填充絕緣膠,所述的絕緣 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,所述的低壓控制部件由控制機(jī)構(gòu)和電氣部件兩部分組成,所述的控制 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,所述的電氣部分有電磁閥線圈、 微動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制連接器組成,其特征在于所述的彈簧機(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 包容合閘彈簧的圓柱形內(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 述的壓板組件、彈簧蓋及合閘彈簧同軸安裝。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的連接座內(nèi)設(shè)置有與真空管中心同軸的凸臺(tái)。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的彈簧蓋內(nèi)設(shè)置有由吸能橡膠制成的緩沖墊。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的復(fù)合絕緣子與真空管之間填充的絕緣膠為硅橡膠。 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的支持絕緣子的內(nèi)表面澆注有絕緣波紋套。 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的支持絕緣子的金屬法蘭外表面由硅橡膠層包覆。 作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn),所述的傳動(dòng)氣缸、電磁閥、儲(chǔ)風(fēng)缸、調(diào)壓閥、快排閥、電 磁閥線圈、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制連接器整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)并安裝于傳動(dòng)氣缸基座上。 本發(fā)明的有益效果在于1、由于本發(fā)明改進(jìn)了使動(dòng)靜觸頭處于常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu),將合閘彈簧限制于一個(gè)固定 空間內(nèi)并在其中心設(shè)置有凸臺(tái),可使彈簧在工作過(guò)程中自動(dòng)對(duì)中,提高彈簧與動(dòng)觸頭、真空管的同心度,保證機(jī)械傳動(dòng)部件在傳動(dòng)操作過(guò)程中所輸出的傳動(dòng)力作用于真空管動(dòng)觸頭的中 心軸線上,不產(chǎn)生偏離,減少各部件的磨損,提高運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械壽命,使本發(fā)明的機(jī)械壽 命達(dá)到30萬(wàn)次以上。2、 設(shè)置吸能橡膠緩沖墊,復(fù)合緩沖效果良好,能有效減小分合閘操作時(shí)的沖擊,提高真 空斷路器的機(jī)械壽命。3、 由于本發(fā)明在支持絕緣子內(nèi)表面設(shè)置絕緣波紋套,內(nèi)部爬電距離可達(dá)500mm,由于 支持絕緣子外部金屬法蘭用硅橡膠包覆,增大了外爬電距離,可達(dá)到1150mm。本發(fā)明的支 持絕緣子耐污能力增強(qiáng),支持絕緣子內(nèi)、外部絕緣水平大大提高,耐污穢等級(jí)超過(guò)IV極,達(dá) 到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最高等級(jí)要求。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(kāi)斷容量,達(dá)到660MVA,大大超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中同類(lèi)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30kV的不足。綜上所述,本發(fā)明機(jī)械壽命提高,達(dá)到30萬(wàn)次以上;絕緣性能大大增強(qiáng);加快響應(yīng)速度;通過(guò)操作力、操作速度的合理配置,提高產(chǎn)品的開(kāi)斷性能,達(dá)到660MVA,固有分閘時(shí)間小 于30ms,響應(yīng)速度快,可以更好的對(duì)機(jī)車(chē)設(shè)備及人身安全進(jìn)行保護(hù)。改良后主要參數(shù)為額定電壓25kV最高電壓33kV額定開(kāi)斷容量660MVA額定熱穩(wěn)定電流20kA, ls額定動(dòng)穩(wěn)定電流50 kA機(jī)械壽命30萬(wàn)次工頻耐受電壓75 kV 雷電沖擊耐受電壓170 kV 耐污穢等級(jí)IV級(jí) 固有分閘時(shí)間<30ms
圖1為本發(fā)明的真空斷路器總體結(jié)構(gòu)圖; 圖2為本發(fā)明的滅弧室部位結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明的絕緣支撐部位結(jié)構(gòu)示意圖; 圖4為本發(fā)明低壓控制部位結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi)-高壓部件,2-絕緣支撐部件,3-低壓控制部件4-真空管,5-復(fù)合絕緣子,6-絕緣 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-絕緣波紋套,15-傳動(dòng)氣缸,16-電磁閥,17-儲(chǔ)風(fēng)缸,18-調(diào)壓閥,19-快排閥,20-電磁 閥線圈,21-微動(dòng)丌關(guān),22-控制連接器,23-氣路集成控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:一種直立式柱狀體真空斷路器,如圖1至圖4所示,由從上至下依次相疊的高壓部件l、絕緣支撐部件2、低壓控制部件3組成,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,動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使動(dòng)靜觸頭處于 常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu),彈簧機(jī)構(gòu)為一體三柱式彈簧機(jī)構(gòu),它由合閘彈簧IO、與彈簧相抵的壓 板組件7、具有包容合閘彈簧的圓柱形內(nèi)腔并與動(dòng)觸頭相連接的連接座11、與連接座相配合 的彈簧蓋8組成,壓板組件7、彈簧蓋8及合閘彈簧10同軸安裝,連接座內(nèi)設(shè)置有與真空管 中心同軸的凸臺(tái),彈簧蓋內(nèi)設(shè)置有由吸能橡膠制成的緩沖墊9。真空管4外表面套有復(fù)合絕 緣子5,復(fù)合絕緣子5與真空管4之間填充絕緣硅橡膠6,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,支持絕緣子的內(nèi)表面澆注有絕緣波紋套14,支持絕緣子的金屬法蘭外表面由硅橡膠層 包覆。低壓控制部件3由控制機(jī)構(gòu)和電氣部件兩部分組成,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,電氣部分有電磁閥線圈20、微動(dòng)開(kāi)關(guān)21、 控制連接器22組成,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、電磁閥 線圈20、微動(dòng)開(kāi)關(guān)21、控制連接器22整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)23并安裝于氣缸基座上。 本發(fā)明的工作過(guò)程是機(jī)車(chē)氣源管路連接到調(diào)壓閥18上,氣體氣壓通過(guò)調(diào)壓閥18整定到700KPa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(chē)的控制電源接到控制連接器22上,機(jī)車(chē)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(guò)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(guò)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(guò)程。當(dāng)機(jī)車(chē)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(guò)快排閥19排出,真空管6動(dòng)觸頭受合閘彈簧10的作用,向下動(dòng)作,使真 空管6動(dòng)、靜觸頭分離,實(shí)現(xiàn)了真空斷路器的分閘過(guò)程。
權(quán)利要求
1、一種真空斷路器,它為直立式柱狀體,由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件、低壓控制部件組成,所述的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,所述的真空管上下端分別設(shè)有靜、動(dòng)觸頭,動(dòng)觸頭下端設(shè)置有使動(dòng)靜觸頭處于常分狀態(tài)的彈簧機(jī)構(gòu),真空管外表面套有復(fù)合絕緣子,復(fù)合絕緣子與真空管之間填充絕緣膠,所述的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,所述的低壓控制部件由控制機(jī)構(gòu)和電氣部件兩部分組成,所述的控制機(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,所述的電氣部分有電磁閥線圈、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制連接器組成,其特征在于所述的彈簧機(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、具有包容合閘彈簧的圓柱形內(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,所述的壓板組件、彈簧蓋及合閘彈簧同軸安裝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空斷路器,其特征在于所述的連接座內(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1或2所述的真空斷路器,其特征在于所述的彈簧蓋內(nèi)設(shè)置有由吸能 橡膠制成的緩沖墊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空斷路器,其特征在于所述的復(fù)合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 4任一項(xiàng)所述的真空斷路器,其特征在于所述的支持絕緣子的內(nèi) 表面澆注有絕緣波紋套。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空斷路器,其特征在于所述的支持絕緣子的金屬法蘭外表 面由硅橡膠層包覆。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空斷路器,其特征在于所述的傳動(dòng)氣缸、電磁閥、儲(chǔ)風(fēng)缸、 調(diào)壓閥、快排閥、電磁閥線圈、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制連接器整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)并安裝于傳動(dòng)氣缸基座上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空斷路器,其特征在于所述的傳動(dòng)氣缸、電磁閥、儲(chǔ)風(fēng)缸、 調(diào)壓閥、快排閥、電磁閥線圈、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、控制連接器整合組裝成氣路集成控制系統(tǒng)并安裝 于傳動(dòng)氣缸基座上。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力機(jī)車(chē)及動(dòng)車(chē)組中使用的真空斷路器。它為直立式柱狀體,由從上至下依次相疊的高壓部件、絕緣支撐部件、低壓控制部件組成,其特征在于高壓部件中彈簧機(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、具有包容合閘彈簧的圓柱形內(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,所述的壓板組件、彈簧蓋及合閘彈簧同軸安裝。本發(fā)明機(jī)械壽命提高,達(dá)到30萬(wàn)次以上;絕緣性能大大增強(qiáng);加快響應(yīng)速度;通過(guò)操作力、操作速度的合理配置,提高產(chǎn)品的開(kāi)斷性能,達(dá)到660MVA,固有分閘時(shí)間小于30ms,響應(yīng)速度快,可以更好的對(duì)機(jī)車(chē)設(shè)備及人身安全進(jìn)行保護(hù)。
文檔編號(hào)H01H33/66GK101404228SQ20081014361
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者湯志強(qiáng), 范永紅 申請(qǐng)人:株洲慶云電力機(jī)車(chē)配件工廠