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CN1087097C - 用于断路器的密封装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

断路器(12)的密封装置(10)包括：一个主体，它包括一个内腔(14)。所述内腔在其第一端包括一个用于断路器的空间。所述主体的第二端包括用于安装密封装置(10)的表面。一个插入组件(28)安装在第二端中，便于安装密封装置(10)。插入组件包括一个刚性连接件(30，32)，和多个固定到刚性连接件(30，32)的紧固件(26)。

Description

用于断路器的密封装置及其制造方法
发明背景
1.发明领域
本发明涉及高压断路器的密封装置。
2.相关技术
高压断路器一般安装在一个环氧树脂或瓷结构的密封装置的上端，所述密封装置包括用于支撑断路器和操作杆的内腔。
所述结构必须设计成防止“爬电”，即防止，由于表面污染凝聚和积累的结果，电荷沿结构的壁表面从高电势到接地电势的框架爬行放电。另外，所述结构必须设计成防止在断路器和底部间的直接放电。一般的规则是，防止爬电所需要的表面长度比防止直接放电所需要的长度长。另外，支撑结构一般比需要的高。
另外，环氧树脂密封装置的底部是用螺栓固定到框架上或支座的底端结构上。一般，在浇铸环氧树脂密封装置前带螺纹的螺母插入到浇铸的模中。然后制成的铸件包括多个螺母，用这些螺母通过螺栓能够将所述密封装置固定到框架上。然而，间或在一个或多个螺母丢掉或被置于错误角度时，便影响到制品的强度。另外，间或在负荷不均匀会使得插入的螺母被拔出时，因此也会减弱结构强度。
发明目的和概述
本发明的目的是利用一个设计，克服上述现有技术的缺点，在所述设计中，不必需产生一个比防止放电所需要的高度高的结构，就能够避免爬电。
本发明的另一目的是提供一个设计，它的结构比现有技术的简单，但具有增强的强度。
断路器的密封装置包括：一个主体，它包括一个内腔；所述内腔包括一个在其第一端的用于断路器的空间；所述主体的第二端包括一个用于安装密封装置的表面；一个插入组件安装在第二端，以便于安装密封装置；所述插入组件包括一个刚性连接件和多个固定到刚性连接件上的紧固件。
附图说明
图1是本发明断路器密封装置图；
图2是图1密封装置的一部分的机械应力分析图；
图3是图1密封装置内的电压分布图；
图4是图1密封装置内的电场分布图；
图5是图1密封装置中使用的插入组件的侧视图；
图6是图5的插入组件的平面图；
图7是在图5插入组件周围的电压分布图；
图8是在图5的插入组件周围的电场图；
图9是本发明的另一实施例的剖面图。
优选实施例
见图1，它示出断路器12的密封装置或支撑10。密封装置10包括内腔14，操纵杆(未示出)通过内腔将断路器12连接到在密封装置10下的框架16中的触发机构(未示出)。
密封装置10可以由环氧树脂铸造，或任何能够抵抗在断路器触发时产生的应力的合适材料铸造。在优选实施例中，使用环脂的预填充的热固化两组分环氧树脂形成密封装置。
如果在断路器12和框架16之间的距离不足，会发生所谓的放电现象，即电荷从断路器12跳向框架16。因此，断路器12和框架16之间的距离必须保持比预定距离大，即比根据状况和断路器12上的电压大小所决定的放电距离大。
另外，电荷会沿内腔14的内壁18或表面爬行。因此，壁18的长度应保持比一定距离大以防止爬电。一般防止爬电所需要的距离比放电距离大。因此，为了防止爬电，现有技术的结构设计成高度高于防止放电所需要的高度。
根据本发明，在内壁18中设计有盘旋20，用于增加内壁18的全长，使得爬电的可能性降低。由于盘旋20增加了壁的长度，所以可以不必使得密封装置10的高度高于避免放电所需要的高度就可避免爬电。
盘旋20可以有模制和机械加工所限的那样的宽度和深度。在一个优选实施例中，每个盘旋20约1.5英寸深，每个盘旋20增加约1英寸的爬电距离。
盘旋20可以在铸造过程中通过向内腔14插入一个柱塞或芯子铸造而成。将盘旋20的壁22设计成基本平行于内腔14的内壁18，柱塞易于插入和抽出。
内腔14的设计一个附加益处是，由于盘旋20，使得内壁由多个重叠的套状部分24构成。因此，如果在内腔14的里面封闭的水分冷凝，造成沿壁18向下流的水，水将从每个盘旋滴落，因此防止会造成爬电的水的连续流股。每个套24的作用如一伞，防止处在下面的套24变湿。
在一个优选实施例中，腔14的壁18包括两个盘旋20。根据断路器12的具体用途，也可以使用其他的盘旋数量。
另外，在铸造时使用一个带螺纹的柱塞可以增加整个壁的长度，可以在铸造后旋转柱塞使得它从铸件脱扣而从模的空腔抽出。铸造到内壁18中的螺纹118可以延伸大于360度，并可以是1.5英寸深。图9是带有带螺纹的柱塞形成的密封装置的剖面图。
图2示出图1的密封装置10的一部分的应力分析。如图所示，在25磅的悬臂负荷加到从密封装置的顶部延伸出来的臂的一端时，机械应力的峰值约为5×105牛顿/平方米。该应力充分低于环氧树脂的强度。另外，盘旋20没有损坏密封装置10的强度。
图3和图4示出密封装置10的电应力。具体地，图3示出腔14周围的电压分布。图4示出电场(电应力)，即腔14的电压梯度变化。
为了支撑密封装置10和断路器12，在铸造过程中带螺纹的螺母26插入到密封装置10的底部。最好，螺母26在圆形中均等地间隔开。然后用螺栓(未示出)将密封装置10上紧到框架16上。
为了便于最终产品的组装和增加强度，将螺母26预先布置在一个插入组件28。组件28最好包括一对同心布置的环30和32。参见图5和6。螺母26可以焊接或用其他方法固定到环30和32上。在一个优选实施例中，八个螺母26在同心环30和32之间以45度角等距离的间隔开。插入组件28的近似直径是4.6英寸。
在铸造密封装置10前可将插入组件28插入到一个模中，如图2所示，在环30和32附近测得的应力值相对较低。
图7示出带有插入组件28的密封装置10用螺栓固定到一个也有高压的结构上时的电压分布。图8示出围绕环30和32的电场(电应力)。如所示，环30和32起到将电场平缓在击穿值以下。
已就优选的实施例进行了图示和说明，应理解，根据上述原理，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，本发明会有多种的实施方式。

Claims (15)

1.一种用于断路器的密封装置，包括：
一个主体，它包括一个内腔；
所述内腔在其第一端包括一个用于断路器的空间；
所述主体的第二端包括用于安装所述密封装置的表面；
一个嵌在所述第二端内的插入组件，便于安装密封装置；
所述插入组件包括一个刚性连接件和多个固定到所述刚性连接件上的紧固件。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，刚性连接件包括一个金属环。
3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，刚性连接件包括两个同心金属环。
4.根据权利要求2所述的密封装置，其特征在于，紧固件是带螺纹的螺母，并且焊接到金属环上。
5.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，紧固件是带螺纹的螺母，并且焊接到金属环上。
6.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，紧固件围绕金属环均匀间隔开。
7.一种制造用于断路器的密封装置的方法，包括下述步骤：
设置一个插入组件，它包括多个固定到刚性连接件上的紧固件；以及
围绕所述插入组件模制密封装置的主体。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述插入组件包括一个金属环，并且所述紧固件是焊接到金属环上的带螺纹的螺母。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述插入组件包括两个同心的金属环，并且所述紧固件是焊接到金属环上的带螺纹的螺母。
10.根据权利要求7所述的方法，特征在于，还包括在所述密封装置的内壁中铸造盘旋的步骤。
11.根据权利要求8所述的方法，特征在于，还包括在所述密封装置的内壁中铸造盘旋的步骤。
12.根据权利要求9所述的方法，特征在于，还包括在所述密封装置的内壁中铸造盘旋的步骤。
13.一种用于断路器的密封装置，包括：
一个主体，它包括限定一内腔的壁；
所述内腔在主体的第一端包括一个用于断路器的空间；
所述壁在主体的第二端包括一个将所述密封装置安装到一个框架上的表面；
一个嵌在所述第二端的壁内的插入组件，便于将密封装置安装到框架上；
插入组件包括一个刚性连接件，和多个固定到所述刚性连接件上的紧固件，插入组件嵌在壁内，使得多个紧固件中的每个从内腔间隔开，并与表面齐平。
14.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，插入组件模制在第二端内。
15.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，密封装置是高压断路器的密封装置。
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