CN107068478B - 一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法，该电极结构包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度；在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。本发明采用该结构后，一方面，能够保证各磁极片之间紧密配合，减小间隙；另一方面，具有高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。

Description

一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法

技术领域

本发明涉及真空开关技术领域，特别是涉及一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法。

背景技术

陶瓷真空灭弧室，广泛应用于电力、冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统，用作电力电路的通断控制及电路保护。由于真空开关具有一系列优良特性，现已逐步取代了传统油开关和六氟化硫开关，并且用量逐年递增，随着农网的改造、城市电网的扩容升级和新能源开发利用的不断深入，在今后几年我国真空开关行业将继续保持稳定增长态势，从而必然带来真空灭弧室市场的高速增长，具有非常乐观的市场开发前景。

真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，通常是在紧靠动触头和静触头的背面各装有一叠马蹄形的铁片(也称为磁极片)，当短路电流通过导电杆(多片马蹄形的铁片是叠套在导电杆上，叠在一起的马蹄形的铁片的外部还设有保护罩，也被称为磁极罩)时，在铁片中产生电磁感应，形成一个上下串联的闭合磁通回路，通过触头间隙部分的磁通呈纵向方向。这个纵向方向的磁通大小和分布状况与铁片的叠合数量、气隙大小、铁片形状和布置等有关。

现有技术的电极结构是将多片叠在一起的马蹄形的磁极片固定在一起，一种方式是通过销钉来固定磁极片，如美国专利US4636600所披露的，这种结构的特征是，在各片马蹄形的磁极片的相同位置处设有定位通孔，当将各片马蹄形的磁极片叠在一起时，各片马蹄形的磁极片的通孔对在一起，然后在通孔处插入销钉并通过铆接方式使各片马蹄形的磁极片固定在一起；这种结构的优点是方法简单，缺点是没有防错措施，多放、漏放磁极片再用销钉铆合后，易造成组件报废；另外，此方式易造成受力不均，导致通孔处可能铆紧，但开口处呈间隙状态(这是由于上面的磁极片相对于下面的磁极片所配置的开口要大，这就造成下面的磁极片的通孔位置距离开口处的两端较远，即对于下面的磁极片来说其固定位置距离开口处的两端较远，造成开口处没有固定)；由于磁极片之间开口存在间隙，根据使用ANSYS软件分析，磁场明显衰弱，而磁场是影响开断能力也就是产品性能的主要因素。另一种方式是通过焊接来固定磁极片，这种结构的特征是，磁极片叠加后，在其柱面通过焊接方式，实现多片磁极片组合；这种结构的优点是方法简单，缺点是焊接缝两边易起毛刺，真空灭弧室内部零件若有毛刺，则存在尖端效应，导致场强集中，容易产生击穿、打火等现象；而且高压烧毛刺过程中，易有杂质挥发，导致产品内部真空度下降，而真空度也是影响产品开断能力的影响因素之一；另外，因侧边为弧面，激光焊焦距不一，易造成焊接不牢靠，磁极片组件脱落等弊端，从而影响磁路使产品性能下降甚至失效；此外，这种方式也无防错措施。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法，一方面，能够保证各磁极片之间紧密配合，减小间隙；另一方面，具有高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度；在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。

所述至少二处相互匹配的凹凸结构包括设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端。

所述相邻的二层磁极片中的凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞。

所述上面一层的磁极片上的通孔为圆形，下面一层的磁极片的凸苞为圆柱形，且凸苞的直径尺寸稍大于通孔的直径尺寸，使所述凸苞与所述通孔之间为过盈配合。

所述相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔通过过盈压铆实现相固定。

所述多片层叠的马蹄形的磁极片是通过过盈压铆工艺固定在一起。

所述设有通孔的各片磁极片中，设置在开口附近的两端处的通孔的位置分别不相同。

一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构的装配方法，包括：

将多片马蹄形的磁极片，利用相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片上设有向上凸伸的凸苞，上面一层的磁极片上的对应位置设有通孔，采用凸苞与通孔的配合，通过过盈压铆方式，将多片马蹄形的磁极片装配在一起形成磁极片部件，并使各磁极片上的销钉孔对在一起；

将磁极片部件放入磁极罩中，在磁极片部件的销钉孔中插入销钉，通过销钉压铆，与磁极罩铆紧，形成一个组件。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明由于采用了在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，且凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。由于上面一层的磁极片上的通孔和下面一层的磁极片上的凸苞可以设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端，使各磁极片之间紧密配合，减小间隙。

2、本发明由于采用了将下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔通过过盈压铆来实现上面一层磁极片和下面一层磁极片的相固定，避免了现有技术在磁极片叠加后，在其柱面通过焊接相固定而易产生毛刺的弊端，保证了产品性能不下降。

3、本发明由于采用了将下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔相配合来固定磁极片，每一层磁极片的通孔与凸苞的位置不同，实现了高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。

4、本发明由于采用了通过销钉压铆，将多片层叠的马蹄形的磁极片与磁极罩铆紧，形成一个组件，可进一步减小各磁极片之间的间隙。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构及其装配方法不局限于实施例。

附图说明

图1是实施例本发明的电极结构(凸苞和通孔未铆接前)的立体示意图；

图2是实施例本发明的电极结构(凸苞和通孔未铆接前)的俯视图；

图3是实施例本发明的电极结构(凸苞和通孔未铆接前)的侧视图；

图4是实施例本发明的电极结构(凸苞和通孔未铆接后)的立体示意图；

图5是实施例本发明的电极结构(凸苞和通孔未铆接后)的侧视图；

图6是实施例本发明的磁极片部件与磁极罩的配合示意图；

图7是沿图6中A-A线的剖视图。

具体实施方式

实施例

参见图1至图7所示，本发明的一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片1，本实施例采用9片马蹄形的磁极片1，由上向下分别为磁极片11、磁极片12、磁极片13、磁极片14、磁极片15、磁极片16、磁极片17、磁极片18、磁极片19，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度，比如，磁极片12和磁极片13为相邻的二层磁极片，处在上面一层的磁极片即磁极片12的开口角度大于下面一层的磁极片即磁极片13的开口角度；在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起；磁极片11和磁极片12构成第一组，磁极片12和磁极片13构成第二组，依此类推。

本实施例中，至少二处相互匹配的凹凸结构包括设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端，也就是说至少在每片磁极片的开口附近的两端分别设有一处凹入或凸出的结构。还可以根据需要在相邻的二层磁极片的中间部位设置一处或二处及以上的凹凸结构。

本实施例中，相邻的二层磁极片中的凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞；以磁极片12、磁极片13、磁极片14这三层磁极片为例，在磁极片12和磁极片13这一组相邻的二层磁极片中，上面一层的磁极片即磁极片12上设有通孔121，下面一层的磁极片即磁极片13上设有向上凸伸的凸苞132，上面一层的磁极片12的通孔121与下面一层的磁极片13的凸苞132相配合；在磁极片13和磁极片14这一组相邻的二层磁极片中，上面一层的磁极片即磁极片13上设有通孔131，下面一层的磁极片即磁极片14上设有向上凸伸的凸苞142，上面一层的磁极片13的通孔131与下面一层的磁极片14的凸苞142相配合；这样，在磁极片13上就设有通孔131和凸苞132，使得磁极片13能够作为上层时用通孔131与下层磁极片14的凸苞142配合，作为下层时用凸苞132与上层磁极片12的通孔121配合.

本实施例中，上面一层的磁极片上的通孔为圆形，下面一层的磁极片的凸苞为圆柱形，且凸苞的直径尺寸稍大于通孔的直径尺寸，使所述凸苞与所述通孔之间为过盈配合。以磁极片12、磁极片13、磁极片14这三层磁极片相配合为例，磁极片12的通孔121为圆形，磁极片13的凸苞132为圆柱形，磁极片13的通孔131为圆形，磁极片14的凸苞142为圆柱形。

本实施例中，相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔通过过盈压铆实现相固定。以磁极片12、磁极片13、磁极片14这三层磁极片相配合为例，磁极片13的凸苞132与磁极片12的通孔121通过过盈压铆实现相固定，磁极片14的凸苞142与磁极片13的通孔131通过过盈压铆实现相固定。

本实施例中，九片层叠的马蹄形的磁极片是通过过盈压铆工艺固定在一起。

本实施例中，设有通孔的各片磁极片中，设置在开口附近的两端处的通孔的位置分别不相同；以磁极片12、磁极片13、磁极片14这三层磁极片相配合为例，磁极片12的通孔121的位置与磁极片13的通孔131的位置没有对在一起。

本发明的一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构的装配方法，包括：

将九片马蹄形的磁极片，利用相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片上设有向上凸伸的凸苞(比如磁极片13的凸苞132，磁极片14的凸苞142)，上面一层的磁极片上的对应位置设有通孔(比如磁极片12的通孔121，磁极片13的通孔131)，采用凸苞与通孔的配合，通过过盈压铆方式，将多片马蹄形的磁极片装配在一起形成磁极片部件，并使各磁极片上的销钉孔2对在一起；

将磁极片部件放入磁极罩3中，在磁极片部件的销钉孔中插入销钉4，通过销钉4压铆，与磁极罩3铆紧，形成一个组件。

本发明的一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，采用了在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，且凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔(比如磁极片12的通孔121，磁极片13的通孔131)和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞(比如磁极片13的凸苞132，磁极片14的凸苞142)，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起。由于上面一层的磁极片上的通孔和下面一层的磁极片上的凸苞可以设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端，使各磁极片之间紧密配合，减小间隙。本发明采用了将下面一层的磁极片的凸苞(比如磁极片13的凸苞132，磁极片14的凸苞142)与上面一层的磁极片的通孔(比如磁极片12的通孔121，磁极片13的通孔131)通过过盈压铆来实现上面一层磁极片和下面一层磁极片的相固定，避免了现有技术在磁极片叠加后，在其柱面通过焊接相固定而易产生毛刺的弊端，保证了产品性能不下降。本发明采用了将下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔相配合来固定磁极片，每一层磁极片的通孔与凸苞的位置不同，实现了高精度的自定位效果，同时起到防错、防呆的作用。本发明采用了通过销钉4压铆，将多片层叠的马蹄形的磁极片1与磁极罩3铆紧，形成一个组件，可进一步减小各磁极片1之间的间隙。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，包括多片层叠在一起的马蹄形的磁极片，且相邻的二层磁极片中，处在上面一层的磁极片的开口角度大于下面一层的磁极片的开口角度；其特征在于：在每组相邻的二层磁极片中，设有至少二处相互匹配的凹凸结构，使相邻的二层磁极片通过凹凸结构相配合而固定在一起；所述至少二处相互匹配的凹凸结构包括设在相邻的二层磁极片的开口附近的两端的凹凸结构；所述相邻的二层磁极片中的凹凸结构为设置在上面一层的磁极片上的通孔和设置在下面一层的磁极片上的向上凸伸的凸苞，且所述设有通孔的各片磁极片中，设置在开口附近的两端处的通孔的位置分别不相同。

2.根据权利要求1所述的真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，其特征在于：所述上面一层的磁极片上的通孔为圆形，下面一层的磁极片的凸苞为圆柱形，且凸苞的直径尺寸稍大于通孔的直径尺寸，使所述凸苞与所述通孔之间为过盈配合。

3.根据权利要求2所述的真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，其特征在于：所述相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片的凸苞与上面一层的磁极片的通孔通过过盈压铆实现相固定。

4.根据权利要求3所述的真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构，其特征在于：所述多片层叠的马蹄形的磁极片是通过过盈压铆工艺固定在一起。

5.一种真空灭弧室用铁心式纵向磁场电极结构的装配方法，其特征在于：包括：

将多片马蹄形的磁极片，利用相邻的二层磁极片中，下面一层的磁极片上设有向上凸伸的凸苞，上面一层的磁极片上的对应位置设有通孔，采用凸苞与通孔的配合，通过过盈压铆方式，将多片马蹄形的磁极片装配在一起形成磁极片部件，并使各磁极片上的销钉孔对在一起；相邻的二层磁极片的凸苞或通孔，分别设在对应的磁极片的开口附近的两端；且所述设有通孔的各片磁极片中，设置在开口附近的两端处的通孔的位置分别不相同；

将磁极片部件放入磁极罩中，在磁极片部件的销钉孔中插入销钉，通过销钉压铆，与磁极罩铆紧，形成一个组件。

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