[发明专利]断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法及模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种断路器元件相柱的一次外包真空灭弧室的制造方法，特别是一种高电压断路器元件相柱的制造方法。 

背景技术

该真空断路器的主要部分是三个相柱，每个相柱都包含有真空灭弧室和外绝缘，其中，该真空灭弧室是真空断路器电流开断的最重要元件，是真空断路器的心脏。该真空灭弧室利用真空作为灭弧介质。该真空灭弧室包括一个陶瓷或一个玻璃的中空圆柱体，该中空圆柱体两端设有不锈钢或无氧铜端盖，该端盖与陶瓷或玻璃外壳焊接组成了一个真空室。该真空室内设有动端触头和静端触头，该动端触头通过波纹管与一端的端盖相连并可进行开合动作。其中，该真空灭弧室的内部是真空状态，并具有足够的绝缘强度，这是由真空灭弧室本身的结构保证的。 

该真空灭弧室在通常的、比较好的环境条件下，例如海拔低、湿度小、无污染或很少污染的条件下，电压等级在12KV时，可以直接依靠空气作为外绝缘介质。但是当环境条件改变，例如高海拔、高湿度、有污染或有污秽的条件下，真空灭弧室的外绝缘的介电强度下降，另外，40.5KV电压等级的真空灭弧室的外绝缘距离太短，因此都不可能直接利用空气作为绝缘介质。该真空灭弧室外绝缘介电性能下降当然会导致断路器的失败。为了提高真空灭弧室的外绝缘性能，人们设计了如下的四种方法： 

其一，将灭弧室长度加长并在陶瓷外壳做裙边，以增大爬电距离。40.5KV真空灭弧室利用空气作为绝缘介质时灭弧室长度，例如可能达到400mm以上。 这种方法存在有如下缺点：1、灭弧室长度加长会大大加大断路器尺寸；2、由于陶瓷本身特点，裙边做大也有限，总还是使灭弧室尺寸太大。这种方法基本上不可取。 

其二，将真空灭弧室放置在密闭容器中并在容器中填充介电性能更好的绝缘介质，如SF6气体、变压器油、硅油、高纯高压N2或N2和SF6的混合气体等。这种方法存在有如下缺点：1、由于要有密闭容器，因此结构变得复杂、庞大；2、还有漏油漏气等问题，其中SF6气体还会造成环境污染。 

其三，先行制成爬距较大的硅橡胶套，然后用涂黏结剂黏结的方法，把硅橡胶套套装并黏结在真空灭弧室外面，以增大真空灭弧室的爬电距离达到增加外绝缘的介电强度。这种方法存在以下质量隐患：1、由于真空灭弧室外壳是陶瓷，圆度极差，硅橡胶套和陶瓷外壳之间会造成空气间隙，而且很难排除；2、在陶瓷外壳和硅橡胶套之间的胶粘剂在施工时很难涂均匀，即使涂均匀了，在套硅橡胶套时也会因移动而变得不均匀，这样就会造成气隙。空气的介电常数比硅橡胶和陶瓷低，当真空灭弧室处在工作电场中的状态下，由于气隙的介入而使电场中的局部电场强度发生畸变，因此有气隙的区域首先发生击穿，表现为沿陶瓷外表面的击穿甚至在陶瓷厚度方向被击穿，电压等级越高，击穿的几率越高，以致造成严重的用电事故。 

其四，将真空灭弧室包封在固体绝缘材料中，形成整体相柱。这样不但能增加真空灭弧室外绝缘介电能力，而且可以将母线端子、甚至有时连同互感器固封在一起，能提高真空断路器的整体安装特性。这样做的问题是包封在绝缘材料中的真空灭弧室和其他零件的位置稳定性问题、绝缘材料在固化过程中的收缩造成的对真空灭弧室的应力问题，还需要解决同样有可能存在的气隙问题。 

在以上四种解决方案中，以第四种方案为好。但在第四种方案中，必须解决收缩应力问题。以往的解决这个问题的方法有两种： 

其一，用热缩套管在真空灭弧室和绝缘材料之间建立起一个缓冲层。热缩套为PE、PVC等材料制成，常用的为交联聚乙烯。采用热缩套有下列问题：热缩套在套入真空灭弧室时有可能产生气隙，而且会被紧缩在中间，热缩套材料缺乏作为缓冲层所必须的弹性。 

其二，用冷缩套在真空灭弧室和绝缘材料之间建立起一个缓冲层。冷缩套较厚，且较为柔软，冷缩套是由三元乙丙橡胶制成，性能是热胀冷缩。在二次包封环氧树脂的过程中需要加热，加热的过程中就会使冷缩套热胀，这样就会造成冷缩套和真空灭弧室之间的气隙，因此用冷缩套不是一个很好的解决办法。 

发明内容

本发明提供一种断路器元件相柱的制造方法及一次外包真空灭弧室模具，其克服了背景技术中的断路器元件相柱所存在的外绝缘性能差、存在有气隙和收缩应力的不足。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是： 

一种断路器元件相柱的制造方法，它包括：