CN101359552B - 真空开关管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空开关管，包括第一导电杆和第二导电杆，第一导电杆一端设置有第一触头，第二导电杆一端设置有第二触头，第一触头和第二触头为侧面为凸弧形的类球体，第一触头和第二触头的外部分别布设一壳体，壳体内部布设导电底层，导电底层上布设导磁部件，导磁部件上布设耐弧层，导磁部件自一侧边向内部、自上到下开设贯通凹缺，凹缺内插设导电部件，第一触头和第二触头的耐弧层相对设置，第一触头和第二触头被一真空管体封闭。本发明真空开关管中的真空开关触头的磁场强度大，导热性能好，具有高分断电流能力和较长的电寿命。触头的纵向磁场在触头表面的分布均匀，更适合于大容量开关，具有更大的分断能力。

Description

真空开关管

技术领域

本发明涉及一种真空开关管，尤其是一种触头表面能够产生多极纵向磁场、更加适合于开断大电流容量的真空开关管。

背景技术

开关设备是电路中必然应用的设备，它起着关合、开断电路的作用。在开关触头的开断过程中需要进行灭弧，以便触头能够果断分离并防止电弧使开关的温度升高而损耗开关。由于真空开关具有较小的间隙、较高的耐电压能力、较低的电弧电压、较高的分断电流能力、较低的电磨损以及较高的电寿命，因此被广泛地应用于电力电路中。

真空开关管的核心部件是壳体内的真空灭弧室。真空灭弧室内部触头的性能直接决定真空开关管的性能。真空开关管的真空开关触头后部分别连接动导电杆和静导电杆，触头断开的动作是通过操控动导电杆机械分开触头。断开时，触头的接触区域越来越小，直到触头仅有一个接触点，同时接触电阻增加，区域的温度在增加，直到接触点熔化、蒸发并电离，金属蒸汽使得真空中的放电得以维持，产生真空电弧，最后完成触头电气断开。

现有技术存在的缺陷是：无论是横磁还是纵磁，其磁场强度较低；各个部件组装时，需要在真空高温下使用银铜焊料进行钎焊，才能连接在一起；由于结构形状的限制，真空开关管难以形成良好的纵向磁场进行消弧，且导热性差和分断能力差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种真空开关管，整体为集成化直接组装结构，不需要进行钎焊连接，改变现有技术中各部件分离设置的结构，并且磁场强度大，导热性能好，具有高分断电流能力和较长的电寿命，而且触头的纵向磁场在触头表面的分布均匀，更适合于大容量开关，具有更大的分断能力。

为实现上述目的，本发明提供了一种真空开关管，包括第一导电杆和第二导电杆，所述第一导电杆一端设置有第一触头，所述第二导电杆一端设置有第二触头，所述第一触头和第二触头为侧面为凸弧形的类球体，所述第一触头和第二触头的外部分别布设一壳体，所述壳体内部布设导电底层，所述导电底层上布设导磁部件，所述导磁部件上布设耐弧层，所述导磁部件自一侧边向内部、自上到下开设贯通凹缺，所述凹缺内插设导电部件，所述第一触头和第二触头的耐弧层相对设置，所述第一触头的导磁部件与所述第二触头的导电部件相对设置，所述两个真空开关触头被一真空管体封闭。

本发明真空开关管中的第一触头和第二触头为整体直接组装结构，其磁场强度大，导热性能好，具有高分断电流能力和较长的电寿命。触头的纵向磁场在触头表面的分布均匀，更适合于大容量开关，能够达到分断40.5千伏以上，如55千伏、72.5千伏以及110千伏等电压的能力。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明真空开关管实施例工作时的电流示意图；

图2为本发明真空开关管实施例中第一触头的截面图。

具体实施方式

本发明的主题构思是将原有分离设置的触头各部件，放置在一个外封装的容器内，使触头具有集成化的整体结构。较具体地是将导电部件与导磁部件相互配合设置于容器的下部，耐弧层设置在导电部件与导磁部件组成后形成的顶面上；导磁部件具有磁路断开的凹缺，导电部件与导磁部件相互配合的组态形式可使触头的表面产生纵向磁场。作为耐弧层、导电部件与导磁部件相互配合外封装的容器可为杯体。该触头的侧面为凸弧形，因此能够增加磁场的环绕路径，增大纵向磁场的强度。

图1为本发明真空开关管实施例工作时的电流示意图。如图1所示，第一触头10为侧面为凸弧形的类球体，在本实施例中，第一触头10和第二触头20均可以设为截去两端球冠的球体。以第一触头10为例，该第一触头10的外部布设有一壳体1，壳体1内部布设导电底层2，导电底层2上布设导磁部件5，导磁部件5上布设耐弧层6，导磁部件5自一侧边向内部、自上到下开设贯通凹缺3，凹缺3内插设导电部件4。

图2为本发明真空开关管实施例中第一触头的截面图。如图2所示，在该第一触头10中，导电部件4和导磁部件5相互配合，其中间形成了凹缺3。该凹缺的形状可以为圆形。类似的，该凹缺还可以为椭圆形、三角形、正方形或者长方形等形状。

再如图1所示，该真空开关管包括第一导电杆8和第二导电杆9，第一导电杆8的下端设置有第一触头10，第二导电杆9的上端设置有第二触头20。第一触头10和第二触头20的耐弧层6相对设置，第一触头10的导磁部件5与第二触头20的导电部件6相对设置，第二触头20的导磁部件5与第一触头10的导电部件6相对设置，第一触头10和第二触头20被一真空管体7封闭。

第一导电杆8与第一触头10的导电底层2连接，第二导电杆9与第二触头20的导电底层2连接，第一导电杆8和第二导电杆9伸出真空管体7。

导磁部件5比导电底层2、耐弧层6和导电部件4的导电率低，壳体7的材质为熔点高于其内设置的各个部件熔点的刚性材质，因此在烧结时不会先熔化，保护内部的各个部件。

图1中箭头方向为电流方向。第一触头10与第二触头20断开的动作是通过操控第一导电杆8或第二导电杆9来机械分开。断开时，第一触头10和第二触头20的接触区域越来越小，直到仅有一个接触点，同时接触电阻增加，区域的温度在增加，直到接触点熔化、蒸发并电离，金属蒸汽使得真空中的放电得以维持，产生真空电弧，最后完成两个触头电气断开。电流沿第一导电杆传到第一触头10的导电底层2，然后沿导电部件4流至耐弧层6，接着沿金属蒸汽传导至第二触头20的耐弧层6，通过导电部件4至导电底层2后沿第一导电杆9流走。电流从第一触头10的耐弧层6沿金属蒸汽传导至第二触头20的耐弧层6，其具有横向分量，即产生了纵向磁场，而且导磁部件5所产生的磁场也具有纵向分量，与前述磁场叠加而产生加强磁场使真空电弧保持在稳定且扩散的状态，这样电流能够较为均匀地分布在两个触头表面，同时也能够降低触头表面的温升，避免触头材料的大量蒸发，使电弧电压保持在较低的水平，降低触头的电磨损。

由上述实施例可以看出，本发明真空开关管中的第一触头和第二触头的形状既可以相同，也可以不同，只要保证两个触头均为侧面为凸弧状的球体即可。同时，第一触头和第二触头的内部结构中的凹缺形状也可以随意选择搭配。

本发明真空开关管实施例中的第一触头和第二整体为集成化直接组装结构，不需要进行钎焊连接，改变现有技术中各部件分离设置的结构。触头的磁场强度大，导热性能好，具有高分断电流能力和较长的电寿命。触头的纵向磁场在触头表面的分布均匀，更适合于大容量开关，能够达到分断40.5千伏以上，如55千伏、72.5千伏以及110千伏等电压的能力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种真空开关管，包括第一导电杆和第二导电杆，所述第一导电杆一端设置有第一触头，所述第二导电杆一端设置有第二触头，其特征在于，所述第一触头和第二触头为侧面为凸弧形的类球体，所述第一触头和第二触头的外部分别布设一壳体，所述壳体内部布设导电底层，所述导电底层上布设导磁部件，所述导磁部件上布设耐弧层，所述导磁部件自一侧边向内部、自上到下开设贯通凹缺，所述凹缺内插设导电部件，所述第一触头和第二触头的耐弧层相对设置，所述第一触头的导磁部件与所述第二触头的导电部件相对设置，所述第二触头的导磁部件与所述第一触头的导电部件相对设置，所述第一触头和第二触头被一真空管体封闭。

2.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，所述类球体为截去两端球冠的球体。

3.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，所述第一导电杆与所述第一触头的导电底层连接，所述第二导电杆与所述第二触头的导电底层连接，所述第一导电杆和第二导电杆伸出所述真空管体。

4.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，所述导磁部件比导电底层、耐弧层和导电部件的导电率低，所述壳体的材质为熔点高于其内设置的各个部件熔点的刚性材质。

5.根据权利要求1所述的真空开关管，其特征在于，所述凹缺的截面为圆形或椭圆形或三角形或正方形或长方形；所述导电部件的截面为与所述导磁部件的凹缺的截面对应的圆形或椭圆形或三角形或正方形或长方形。

Images