CN107086149A - 一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构 - Google Patents

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刘志远
李昊旻
王子寒
耿英三
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H33/60—Switches wherein the means for extinguishing or preventing the arc do not include separate means for obtaining or increasing flow of arc-extinguishing fluid
    • H01H33/66—Vacuum switches
    • H01H33/664—Contacts; Arc-extinguishing means, e.g. arcing rings

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Abstract

一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，包括设置在真空灭弧室中动触头导电结构和静触头导电结构；动触头导电结构包括触头片，设置在触头片背部的导电杆，导电杆临近触头片的一端安装有的汇流块和支撑座，汇流块的另一端与触头片焊接，触头片上设置有马蹄形铁片组，汇流块设置在远离马蹄形铁片组槽口位置，汇流块沿马蹄形铁片组槽口方向的长度小于导电杆直径的1/2，所述静触头导电结构与动触头导电结构的结构相同、触头片相对设置且同轴中心对称安装；本发明结构能在保证高压真空灭弧室较小回路电阻的情况下，有效增强马蹄铁纵磁触头在大开距下的纵向磁场，增加纵向磁场的有效面积，提高真空灭弧室马蹄铁纵磁触头在大开距下的短路电流开断能力。

Description

一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构
技术领域
本发明属于真空开关技术领域，具体涉及一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构。
背景技术
高压断路器是电力系统中重要的开关设备，具有控制和保护双重功能，对电力系统的安全运行具有重要意义。由于SF6气体被《京都议定书》指定为一种强温度效应气体，因而具有环境友好特性的真空断路器向更高电压等级发展对减少SF6气体的使用具有重要意义。
真空灭弧室式真空断路器中的重要组成部分，为了提高高压真空灭弧室的短路开断能力，通常在在灭弧室中引入纵向磁场来控制真空电弧。此外，为了提高高压真空灭弧室的额定通流能力，在真空灭弧室引入了额定电流下的温升控制技术。在现有技术中，通过触头片背部设置马蹄形铁片以在触头间产生纵向磁场的马蹄铁型纵磁触头因其较小的回路电阻，成为能有效提升高压真空灭弧室额定电流的一种解决方案。然而，马蹄铁型纵磁触头结构存在一个结构缺陷，即当触头开距较大(接近马蹄形铁片槽口宽度)时，触头间纵向磁场对真空电弧的控制作用急剧下降，从而导致真空灭弧室开断失败。这一缺陷使得传统马蹄铁型纵磁触头难以足高压真空灭弧室大开距下的灭弧能力要求，限制了其在高电压等级真空灭弧室中的应用。此外，传统马蹄铁型纵磁触头由于纵向磁场有效面积占触头片总面积的比值不高，还存在触头片局部烧蚀严重的问题。因此，如何增强传统马蹄铁型纵磁触头在大开距下触头间的纵向磁场，提高大开距下的开断能力已成为急需解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，该结构能在保证高压真空灭弧室较小回路电阻的情况下，有效增强马蹄铁纵磁触头在大开距下的纵向磁场，增加纵向磁场的有效面积，提高真空灭弧室马蹄铁纵磁触头在大开距下的短路电流开断能力。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：
一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，包括设置在真空灭弧室中动触头导电结构8和静触头导电结构9；所述动触头导电结构8包括触头片1，设置在触头片1背部的导电杆2，导电杆2临近触头片1的一端安装有的汇流块3和支撑座4，支撑座4和导电杆2为一体化结构，汇流块3的一端与导电杆2连接，汇流块3的另一端与触头片1焊接，支撑座4的另一端与触头片1连接，触头片1上设置有马蹄形铁片组6，汇流块3设置在远离马蹄形铁片组6槽口位置，汇流块3沿马蹄形铁片组6槽口方向的长度小于导电杆2直径的1/2，汇流块3作为电连接部件导通导电杆2与触头片1中的电流，支撑座4作为非电连接部件无载流作用，其作为导电杆2的支撑部件；所述静触头导电结构9与动触头导电结构8的结构相同、触头片相对设置且同轴中心对称安装。
所述汇流块3与触头片1采用氩弧焊5连接。
所述汇流块3为弓形，厚度与支撑座4相同。
所述汇流块3和支撑座4组成的圆柱型结构的外径与导电杆2的外径相同，且均与触头片1同轴放置。
所述动触头导电结构8、静触头导电结构9和汇流块3的材料均为无氧铜；所述支撑座4的材料为不锈钢。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明改进了传统马蹄铁型纵磁触头的导电结构，在导电杆与触头片之间设置汇流块，通过合理设计电流路径可额外增加了动、静触头间的纵向磁场，提高了马铁形纵磁触头在大开距下纵向磁场对真空电弧的控制能力。
(2)设置汇流块的真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，回路电阻较小，有利于提高真空灭弧室高额定电流下的温升水平。
(3)汇流块与触头片之间采用氩弧焊技术焊接，可在保证焊接点机械强度的情况下降低焊接处的回路电阻，有利于降低焊接处的温升，从而提高了真空灭弧室的额定通流能力。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖视图。
图2为本发明触头结构的一种实施方式示意图。
图3为本发明的总体电流路径示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，包括结构相同的动触头导电结构8和静触头导电结构9，上述动触头导电结构8和静触头导电结构9的材料均为无氧铜。圆柱形的导电杆2同轴置于圆形的触头片1背部，导电杆2和触头片1之间安装无氧铜材料的汇流块3和不锈钢支撑座4。弓形的汇流块3作为电连接部件导通导电杆2与触头片1中的电流，与汇流块3厚度相同的不锈钢支撑座4作为非电连接部件无载流作用，其作为导电杆2的支撑部件。汇流块3与触头片1之间采用氩弧焊5的方式进行焊接，在保证机械强度的同时减小了焊接处的回路电阻，有利于实现对温升的控制。动触头导电结构8和静触头导电结构9沿触头间中心平面中心点呈中心对称同轴安装。
如图2所示，马蹄铁型纵磁触头中马蹄形铁片组6单侧开口，汇流块3设置在远离马蹄形铁片组6开口一侧，汇流块3和不锈钢支撑座4组成的圆柱型结构的外径与导电杆2的外径相同，且均与触头片1同轴放置。对于一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构的具体实施方式，可在圆柱形的导电杆2的末端，将导电杆末端1‐3mm的部分由一侧边沿向内切除，且在另一侧保留一部分，从而形成与导电杆2一体的汇流块3。在装配时，将汇流块3下端通过氩弧焊5焊接于触头片1背部。这种实施方式便于加工，且可通过改变汇流块3沿马蹄形铁片组6单侧开口方向的长度来调整触头间纵向磁场的增加量。
如图3为本发明的马蹄铁型纵磁触头导电结构在动、静触头分离后，真空电弧燃烧时的电流路径示意图。交流电流从静触头导电结构9流入，从动触头导电结构8流出，电流依次流过静触头导电结构9中的导电杆10、汇流块11和触头片12，然后经过真空电弧7后，依次流过动触头导电结构8中的触头片1、导流块3和导电杆2。由于静触头导电结构9中导流块11的存在，使得导电杆10的电流在流向导流块11时，在导电杆10近触头片12的部分产生了横向电流分量I2；同理，在动触头导电结构8中，导流块3中的电流在流入导电杆2后，在导电杆2近触头片1的一端产生了横向电流分量I1；横向电流分量I1和I2可在动、静触头间产生额外的纵向磁场。横向电流分量产生的纵向磁场的方向与马蹄铁型纵磁触头通过马蹄形铁片组6产生的纵向磁场方向相同，二者在动、静触头间的空间内叠加。本发明提出的导电结构有效增加了马蹄铁型纵磁触头间的纵向磁场，提高了大开距下马蹄铁型纵磁触头对真空电弧的控制能力。
以上描述仅为本发明的具体实施方式之一，本领域内的技术人员可以对本发明的高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构的具体实施方式做出各种改变而不违背本发明的原理。本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，其特征在于：包括设置在真空灭弧室中的动触头导电结构(8)和静触头导电结构(9)；所述动触头导电结构(8)包括触头片(1)，设置在触头片(1)背部的导电杆(2)，导电杆(2)临近触头片(1)的一端安装有的汇流块(3)和支撑座(4)，支撑座(4)和导电杆(2)为一体化结构，汇流块(3)的一端与导电杆(2)连接，汇流块(3)的另一端与触头片(1)焊接，支撑座(4)的另一端与触头片(1)连接，触头片(1)上设置有马蹄形铁片组(6)，汇流块(3)设置在远离马蹄形铁片组(6)槽口位置，汇流块(3)沿马蹄形铁片组(6)槽口方向的长度小于导电杆(2)直径的1/2，汇流块(3)作为电连接部件导通导电杆(2)与触头片(1)中的电流，支撑座(4)作为非电连接部件无载流作用，其作为导电杆(2)的支撑部件；所述静触头导电结构(9)与动触头导电结构(8)的结构相同，触头片相对设置且同轴中心对称安装。
2.据权利要求1所述的高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，其特征在于：所述汇流块(3)与触头片(1)采用氩弧焊(5)连接。
3.据权利要求1所述的高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，其特征在于：所述汇流块(3)为弓形，厚度与支撑座(4)相同。
4.据权利要求1所述的高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，其特征在于：所述汇流块(3)和支撑座(4)组成的圆柱型结构的外径与导电杆(2)的外径相同，且均与触头片(1)同轴放置。
5.据权利要求1所述的高压真空灭弧室马蹄铁型纵磁触头导电结构，其特征在于：所述动触头导电结构(8)、静触头导电结构(9)和汇流块(3)的材料均为无氧铜；所述支撑座(4)的材料为不锈钢。
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