本發(fā)明屬于高壓電器，具體涉及一種機(jī)車(chē)用斷路器、高壓電器組合設(shè)備及機(jī)車(chē)。

背景技術(shù)：

1、電力機(jī)車(chē)通常是指使用受電弓從接觸網(wǎng)獲取電能，并將這種電能轉(zhuǎn)化為牽引力的車(chē)輛，例如現(xiàn)有技術(shù)中的電力火車(chē)、動(dòng)車(chē)組、高鐵都屬于電力機(jī)車(chē)。在現(xiàn)有技術(shù)中，電弓所獲取的電能需要經(jīng)過(guò)包括高壓隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、真空斷路器、接地開(kāi)關(guān)、電流互感器等高壓器件的高壓系統(tǒng)后，再進(jìn)入到電力機(jī)車(chē)內(nèi)部。為了保障這些高壓部件之間不會(huì)發(fā)生電氣干擾，因此這些高壓器件均設(shè)置在電力機(jī)車(chē)的頂部，通過(guò)高壓電纜或高壓銅排直接連接，并且任意兩個(gè)高壓器件之間均保持著預(yù)定電氣安全距離。但是，系統(tǒng)部件全部直接暴露在空氣當(dāng)中，因此，這些高壓器件容易受到外界雨、雪、冰、霧霾等氣候條件影響，從而發(fā)生對(duì)地放電現(xiàn)象，同時(shí)易受外界雨霧、污穢、氣流、紫外線燈環(huán)境影響，發(fā)生擊穿或放電，嚴(yán)重影響動(dòng)車(chē)組的運(yùn)行安全。而且車(chē)頂高壓部件的外絕緣材料多為硅橡膠材質(zhì)，高壓部件受污染后，每次回庫(kù)都要進(jìn)行清潔和清洗，這種清潔對(duì)硅橡膠材質(zhì)的憎水性會(huì)造成嚴(yán)重影響，進(jìn)而直接影響高壓部件的電氣性能同時(shí)這些高壓器件之間的預(yù)定電氣安全距離較遠(yuǎn)，需要占用較大空間，而電力機(jī)車(chē)頂部的空間十分狹小，從而使得這些高壓器件的安裝和拆卸十分不便。

2、機(jī)車(chē)組的高壓系統(tǒng)主要作用是從接觸網(wǎng)獲取單相ac25kv高壓電，為列車(chē)提供電源，實(shí)現(xiàn)供電、電氣保護(hù)及監(jiān)測(cè)網(wǎng)壓及工作電流等主要作用。一旦動(dòng)車(chē)組的高壓系統(tǒng)發(fā)生放電等故障時(shí)，將造成動(dòng)車(chē)組晚點(diǎn)及旅客滯留，嚴(yán)重地還會(huì)導(dǎo)致整個(gè)接觸網(wǎng)供電斷電，進(jìn)而影響整條線路車(chē)輛的運(yùn)行。因此確保動(dòng)車(chē)組高壓系統(tǒng)安全可靠直接關(guān)系到動(dòng)車(chē)組的運(yùn)營(yíng)安全。

3、為了解決上述問(wèn)題，目前最常見(jiàn)的方法就是將這些高壓系統(tǒng)部件全部集成在一個(gè)高壓箱體內(nèi)，但是這種箱體一般為常壓環(huán)境，且不做密封處理，內(nèi)環(huán)境容易受到污染，且高速運(yùn)行時(shí)容易出現(xiàn)箱體內(nèi)外壓力不一致的情形，這種情形對(duì)于箱體焊接縫隙破壞性很大，而且采用鋼材焊接的箱體為保證強(qiáng)度，其鋼材厚度較厚，整個(gè)箱體質(zhì)量較大，不符合輕量化設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，目前箱體內(nèi)主要采用空氣絕緣保證其內(nèi)部絕緣性能，但空氣絕緣結(jié)構(gòu)所需產(chǎn)品體積較大，不符合小型化及輕量化設(shè)計(jì)要求，為了保證內(nèi)部絕緣體積甚至可能不滿足機(jī)車(chē)車(chē)輛界限要求。

4、同時(shí)，機(jī)車(chē)組的高壓電器組合設(shè)備中必然包含真空滅弧室，真空滅弧室中的波紋管通常是由厚度0.1mm-0.2mm的不銹鋼制成的薄壁元件，波紋管的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定了其允許耐受壓力有限。當(dāng)絕緣介質(zhì)壓力過(guò)高時(shí)，可能超過(guò)波紋管允許耐受壓力，波紋管長(zhǎng)期在其允許耐受壓力以上環(huán)境下工作極易造成損壞，進(jìn)而影響真空斷路器的使用壽命。機(jī)車(chē)組用真空滅弧室的機(jī)械壽命次數(shù)需達(dá)到25萬(wàn)次，對(duì)于常規(guī)波紋管而言，想要達(dá)到如此長(zhǎng)壽命的要求，在工藝、材料、設(shè)計(jì)等方面已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)的情況下，真空滅弧室的波紋管必須工作常壓的工作環(huán)境中，才能保證使用壽命的要求。

5、具體地，例如公開(kāi)號(hào)為cn218876910u的實(shí)用新型專利，“一種內(nèi)絕緣高壓系統(tǒng)及列車(chē)”中提供了一種內(nèi)絕緣高壓系統(tǒng)及列車(chē)，其核心是將真空斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器和第二避雷器使用絕緣材料包裹，將高壓帶電部分內(nèi)置于部件內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)內(nèi)絕緣，無(wú)需考慮外絕緣，該方式仍無(wú)法解決外部環(huán)境對(duì)高壓部件帶來(lái)的影響。又如公開(kāi)號(hào)為cn103594953?a的發(fā)明專利，“一種電力機(jī)車(chē)gis高壓箱”中提供了一種電力機(jī)車(chē)gis高壓箱，將高壓器件集成到方箱內(nèi)，箱體內(nèi)部充有sf6保證外絕緣，機(jī)車(chē)在高速運(yùn)行中，尤其是進(jìn)入山洞等環(huán)境時(shí)，箱體內(nèi)外的氣壓差會(huì)發(fā)生明顯變化，會(huì)對(duì)箱體焊接縫隙造成直接影響，有可能會(huì)產(chǎn)生sf6泄露等問(wèn)題，導(dǎo)致箱體內(nèi)絕緣水平下降，影響機(jī)車(chē)運(yùn)行。?又如公開(kāi)號(hào)為cn205016909u的實(shí)用新型專利“高壓開(kāi)關(guān)集成箱”，和公開(kāi)號(hào)為cn211151326u的專利“機(jī)車(chē)高壓電器箱”，均是將機(jī)車(chē)組內(nèi)高壓器件集成在方箱內(nèi)，并在高壓器件外部進(jìn)行絕緣包覆，整個(gè)箱體還是采用空氣絕緣的方式，這種采用絕緣包覆加空氣絕緣的方箱，機(jī)車(chē)在運(yùn)行至高海拔區(qū)域時(shí)，緊靠空氣絕緣無(wú)法達(dá)到耐壓要求，從而影響機(jī)車(chē)運(yùn)行的可靠性。公開(kāi)號(hào)為cn109801808a的發(fā)明專利“一種罐式斷路器”，為雙氣室設(shè)計(jì)，都將絕緣拉桿放置于低氣室內(nèi)，此種放置方式未考慮絕緣拉桿端頭以及形成低氣室的絕緣筒內(nèi)壁電場(chǎng)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種機(jī)車(chē)用斷路器、高壓電器組合設(shè)備及機(jī)車(chē)，改善位于常壓氣室內(nèi)絕緣拉桿和下支撐絕緣筒內(nèi)表面的電場(chǎng)強(qiáng)度，使得整個(gè)高壓電器組合設(shè)備的絕緣達(dá)到理想水平。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種機(jī)車(chē)用斷路器，包括支撐鏈，所述支撐鏈外設(shè)置有容器，所述支撐鏈內(nèi)設(shè)置有運(yùn)動(dòng)鏈，所述支撐鏈包括下支撐絕緣筒，所述運(yùn)動(dòng)鏈包括固定連接的絕緣拉桿和導(dǎo)電桿；所述下支撐絕緣筒和真空滅弧室的波紋管的內(nèi)腔連通，形成常壓氣室；所述支撐鏈和容器之間形成高壓氣室；所述高壓氣室內(nèi)設(shè)置有外屏蔽。

4、進(jìn)一步的，所述外屏蔽包括筒體，所述筒體兩端開(kāi)口，一端具有翻邊。

5、進(jìn)一步的，所述開(kāi)口處的翻邊向外翻。

6、進(jìn)一步的，所述外屏蔽和動(dòng)端導(dǎo)電件的距離為動(dòng)端導(dǎo)電件和殼體蓋板的最短距離的40%～60%。

7、進(jìn)一步的，所述外屏蔽的內(nèi)徑為下支撐絕緣筒外徑的1.3-1.6倍。

8、進(jìn)一步的，所述外屏蔽的內(nèi)徑為下支撐絕緣筒的外徑的1.5倍。

9、進(jìn)一步的，所述容器包括固定連接的殼體和殼體蓋板。

10、進(jìn)一步的，分閘時(shí)，絕緣拉桿嵌件和外屏蔽的下端面距離大于外屏蔽下端和動(dòng)端導(dǎo)電件下端面的距離。

11、第二方面，本發(fā)明提供一種長(zhǎng)壽命罐式機(jī)車(chē)高壓電器組合設(shè)備，包括上述的機(jī)車(chē)用斷路器。

12、第三方面，本發(fā)明提供一種機(jī)車(chē)，包括上述的罐式機(jī)車(chē)高壓電器組合設(shè)備。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益的技術(shù)效果：

14、在本發(fā)明中，設(shè)計(jì)了一種長(zhǎng)壽命罐式機(jī)車(chē)高壓電器組合設(shè)備，將高壓器件集成在密閉容器內(nèi)，且在該高壓氣室內(nèi)設(shè)計(jì)外屏蔽，解決常壓氣室內(nèi)絕緣拉桿表面和下支撐絕緣筒內(nèi)表面的電場(chǎng)集中問(wèn)題，提升產(chǎn)品整體絕緣性能；并通過(guò)外屏蔽、金屬殼體、下支撐絕緣筒的匹配設(shè)計(jì)，能夠優(yōu)化常壓氣室內(nèi)絕緣拉桿表面及絕緣拉桿絕緣筒內(nèi)表面上的電場(chǎng)強(qiáng)度，提升整個(gè)斷路器的絕緣水平，同時(shí)使得真空滅弧室的波紋管工作在常壓環(huán)境中，以達(dá)到開(kāi)分合閘25萬(wàn)次的長(zhǎng)壽命的性能要求。

15、同時(shí)，本發(fā)明所述的斷路器采用雙氣室解決真空滅弧室波紋管暴露在高氣壓下容易損壞的問(wèn)題，使波紋管工作在常壓下，為長(zhǎng)壽命真空滅弧室的實(shí)現(xiàn)提供保障。

16、進(jìn)一步的，開(kāi)口處設(shè)置的翻邊向外翻，在真空斷路器中，外側(cè)的空間更大，更容易平衡翻邊尺寸和外屏蔽與下支撐絕緣筒的尺寸。

17、進(jìn)一步的，外屏蔽包括筒體，筒體一端具有底板，底板上開(kāi)設(shè)有用于穿過(guò)下支撐絕緣筒的通孔，另一端開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)置有翻邊，翻邊不僅改善了電場(chǎng)分布，還能增強(qiáng)屏蔽罩的機(jī)械強(qiáng)度和耐用性。

18、進(jìn)一步的，本發(fā)明的容器包括固定連接的殼體和殼體蓋板，殼體為一體成型結(jié)構(gòu)，沒(méi)有焊縫，內(nèi)環(huán)境不易受到污染，且即使高速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)箱體內(nèi)外壓力不一致的情形，也不會(huì)破壞殼體，保證了產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性。