CN104701065A - 非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统 - Google Patents

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Abstract

一种非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特点是包括静导电杆、A相线圈、B相线圈、导电底座、静触头片、动触头、动导电杆、第一A相拐臂、第一B相拐臂、第二B相拐臂及第二A相拐臂，其中静导电杆与第一A相拐臂及第二B相拐臂焊接在一起，导电底座与第二A相拐臂及第一B相拐臂焊接在一起，导电底座与静触头片焊接在一起，A相线圈与第一A相拐臂及第二A相拐臂焊接在一起，B相线圈与第一B相拐臂及第二B相拐臂焊接在一起。本发明可以在触头间产生旋转磁场，通过旋转磁场的强力作用，快速带走电弧能量，利于熄灭电弧，提高真空断路器开断能力，同时降低触头烧蚀程度，保护触头结构，延长触头寿命，安装维护方便，运行可靠性高。

Description

非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统
技术领域
本发明涉及一种真空灭弧室触头，尤其涉及一种非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，属真空断路器技术领域。
背景技术
在电力系统中，高压开关设备起控制与保护作用。高压断路器是最为重要电气设备，主要用于关合、开断电路。近年来，随着电力工业的快速发展，电压等级和容量日益提升，高性能、低污染的用电需求为真空断路器的发展提供了更为广阔的研发和应用空间。
目前广泛应用的触头结构主要有两种：横磁触头与纵磁触头。其中，横磁触头是利用触头本身结构产生横向磁场，横向磁场与电弧电流相互作用而产生的洛伦兹力使电弧沿圆周方向运动，加速能量逸散，来熄灭电弧。但横向磁场会将运动时的电弧弯曲拉长，使电弧电压及电弧能量变大，导致开断能力受到限制。纵磁触头是利用纵向磁场的磁力线与电弧电流流向一致，抵抗电弧的收缩，提高电弧由扩散型转变为收缩型的临界值。但当电流过零后，纵向磁场对等离子体及中性粒子的扩散和衰减十分不利。
发明内容
本发明的目的就在于解决现有技术存在的问题，而提供一种非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其既可以提供横向磁场，并且由于A、B相线圈裂相，横向磁场磁势幅值随时间变化在空间上发生旋转，带动电弧快速运动，又可以产生纵向磁场作用，从而可以在电弧处于不同形态时不同磁场起主导作用，更加有利于电弧能量的逸散，电弧降温快，开断能力增强，安装维护方便，运行可靠性高。同时，相比于内嵌线圈产生旋磁，利用触头本身结构产生旋磁，解决了线圈的发热问题。采用非对称结构，可提高触头整体机械强度，从而可提高触头分、合闸速度，对成功开断、有效合闸起积极作用。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。
这种非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，包括静导电杆、A相线圈、B相线圈、导电底座、静触头片、动触头、动导电杆、第一A相拐臂、第一B相拐臂、第二B相拐臂及第二A相拐臂，其中静导电杆（1）与第一A相拐臂（8）及第二B相拐臂（10）焊接在一起，导电底座（4）与第二A相拐臂（11）及第一B相拐臂（9）焊接在一起，导电底座（4）与静触头片（5）焊接在一起，A相线圈（2）与第一A相拐臂（8）及第二A相拐臂（11）焊接在一起，B相线圈（3）与第一B相拐臂（9）及第二B相拐臂（10）焊接在一起。
作为一种优选方案，本发明所述A相线圈与B相线圈之间间隙5~10mm，B相线圈与静触头片之间距离为5~10mm。
作为另一种优选方案，本发明所述静导电杆与导电底座之间距离与A、B相线圈间隙相同，为5~10mm。
进一步地，本发明所述第一A相拐臂、第一B相拐臂、第二A相拐臂、第二B相拐臂在空间上互差900。
再进一步地，本发明中的静触头结构包括A相线圈、B相线圈、导电底座、静触头片、第一A相拐臂、第一B相拐臂、第二B相拐臂及第二A相拐臂，而动触头为一平板电极，二者不同，属于非对称式结构。
更进一步地，本发明所述A相线圈与B相线圈二者高度、厚度、材料电导率不同，进行电阻裂相，使得流过二者的电流相位相差850~950。
与现有技术相比，本发明的有益效果是。
本发明通以单相交流电后，传导电流经过静导电杆流入A、B相线圈，由于A、B相线圈阻抗不同，流过的电流相位相差850~950，在触头间形成旋转磁场，驱动电弧能量在动静触头之间高速旋转，快速释放，从而减小电弧燃烧时间，延长开关寿命。
本发明所采用的新型触头结构使真空灭弧室内的电弧能量经旋转磁场的带动快速释放，降低触头烧蚀程度，保护触头结构，提高真空断路器开断能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
图1 为本发明主视图。
图2 为本发明俯视图。
图3 为本发明触头片结构示意图。
图4 为本发明静导电杆与导电底座主视图。
图5为本发明静导电杆与第一A相拐臂及第二B相拐臂结构图。
图6 为本发明导电底座与第二A相拐臂及第一B相拐臂结构图。
图7 为本发明导电底座与静触头片装配结构示意图。
图8为本发明A相线圈与第一A相拐臂、第二A相拐臂结构图。
图9为本发明B相线圈与第一B相拐臂、第二B相拐臂结构图。
图中：1、静导电杆；2、A相线圈；3、B相线圈；4、导电底座；5、静触头片；6、动触头；7、动导电杆；8、第一A相拐臂；9、第一B相拐臂；10、第二B相拐臂；11、第二A相拐臂。
具体实施方式
如图所示，非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，它包括静导电杆（1）、A相线圈（2）、B相线圈（3）、导电底座（4）、静触头片（5）、动触头（6）、动导电杆（7）、第一A相拐臂（8）、第一B相拐臂（9）、第二B相拐臂（10）及第二A相拐臂（11）。
参见图1所示，A相线圈（2）与B相线圈（3）之间间隙为5~10mm。B相线圈（3）与静触头片（5）之间距离为5~10mm。
参见图2所示，第一A相拐臂（8）、第一B相拐臂（9）、第二A相拐臂（11）、第二B相拐臂（10）在空间上互差900。
参见图3所示，静触头片（5）上开有槽，削弱涡流效应。
参见图4所示，静导电杆（1）与导电底座（4）之间有间隙，距离为5~10mm。
参见图5所示，静导电杆（1）与第一A相拐臂（8）及第二B相拐臂（10）焊接在一起。
参见图6所示，导电底座（4）与第二A相拐臂（11）及第一B相拐臂（9）焊接在一起。
参见图7所示，导电底座（4）与静触头片（5）焊接在一起。
参见图8所示，A相线圈（2）与第一A相拐臂（8）及第二A相拐臂（11）焊接在一起。
参见图9所示，B相线圈（3）与第一B相拐臂（9）及第二B相拐臂（10）焊接在一起。
本发明的工作过程。
本发明中静触头结构包括A相线圈、B相线圈、导电底座、静触头片、第一A相拐臂、第一B相拐臂、第二B相拐臂及第二A相拐臂，在开断过程中，电流流经阻抗不同的A、B相线圈，在触头间形成旋转磁场。通过旋转磁场的强力作用，快速带走电弧能量，利于熄灭电弧，提高真空断路器开断能力。同时降低触头烧蚀程度，保护触头结构，延长触头寿命。动触头为平板电极，动静触头结构不同，为非对称结构，这提高了触头整体机械强度，从而可提高触头分、合闸速度，对成功开断、有效合闸起积极作用。另外，相比于内嵌线圈产生旋磁，利用触头本身结构产生旋磁，解决了线圈的发热问题。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于包括静导电杆（1）、A相线圈（2）、B相线圈（3）、导电底座（4）、静触头片（5）、动触头（6）、动导电杆（7）、第一A相拐臂（8）、第一B相拐臂（9）、第二B相拐臂（10）及第二A相拐臂（11），其中其中静导电杆（1）与第一A相拐臂（8）及第二B相拐臂（10）焊接在一起，导电底座（4）与第二A相拐臂（11）及第一B相拐臂（9）焊接在一起，导电底座（4）与静触头片（5）焊接在一起，A相线圈（2）与第一A相拐臂（8）及第二A相拐臂（11）焊接在一起，B相线圈（3）与第一B相拐臂（9）及第二B相拐臂（10）焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：A相线圈（2）、B相线圈（3）、导电底座（4）、静触头片（5）、A相拐臂1（8）、B相拐臂1（9）、B相拐臂2（10）及A相拐臂2（11）组成了静触头结构，而动触头（6）为一平板电极，二者为非对称式结构。
3.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：所述A相拐臂1（8）、B相拐臂1（9）、A相拐臂2（11）、B相拐臂2（10）在空间上互差900。
4.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：所述A相线圈（2）与B相线圈（3）之间间隙5~10mm，二者高度、厚度、材料电导率不同，进行电阻裂相，使得流过二者的电流相位相差850~950。
5.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：所述B相线圈（4）与静触头片（5）之间距离为5~10mm。
6.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：所述静导电杆（1）与导电底座（4）之间距离与A、B相线圈间隙相同，为5~10mm。
7.根据权利要求1所述的非对称线圈式旋磁真空灭弧室触头系统，其特征在于：随着电压、电流等级提高，增加第一A相拐臂（8）、第一B相拐臂（9）、第二B相拐臂（10）及第二A相拐臂（11）扫过的角度，以及A相线圈（2）、B相线圈（3）的厚度、高度，从而增强电流导通能力，进而增强触头间磁场强度，达到成功开断。
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