CN108320999A - 一种横横复合型真空灭弧室触头结构 - Google Patents

Abstract

一种横横复合型真空灭弧室触头结构，该触头结构包括：主导电杆、杯座、产生横磁的杯体、环形触头片、内部横磁导电杆和万字型横磁触头。其连接方式为：主导电杆连接杯座，杯座连接杯体和内部横磁导电杆，杯体连接环形触头片，横磁导电杆连接万字型横磁触头。此种真空灭弧室触头结构系统的额定电流导通能力与万字型横磁触头相差不大。在电弧产生时，并联的杯状横磁系统和万字型横磁系统能大大增加极间横向磁场强度，保证了集聚态电弧的高速旋转运动；外圈的环形触头片，可以将电弧限制在环形触头片之内，避免了电弧偏烧情况，提高电寿命。

Description

一种横横复合型真空灭弧室触头结构

技术领域

本发明属于真空开关技术领域，具体涉及一种真空灭弧室触头结构。

背景技术

真空灭弧室是真空开关的关键元件，担负着熄灭电弧的任务，电路电流的关合与开断都是由真空灭弧室中的触头来完成的。真空灭弧室的触头结构一般有以下几种：圆柱形触头；横向磁场触头；纵向磁场触头。为了提高灭弧室的短路开断能力，通常采用在灭弧室中引入磁场来控制电弧，即电弧的磁场控制技术。横向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线垂直的磁场。在足够的横向磁场的作用下，真空电弧沿着触头表面不断地高速运动，从而避免了触头表面的严重熔化，在电流过零后能迅速恢复绝缘强度，有利于电弧的熄灭。纵向磁场触头是指真空灭弧室在分断短路电流时,在其电极间产生的与电极轴线方向一致的磁场。采用纵向磁场提高真空开关的分断能力与采用横向磁场的情况截然不同，纵向磁场的加入可以提高由扩散性电弧转变到收缩型电弧的转换电流值。

然而对于横磁触头来说，横向磁场使得电弧在触头表面高速旋转，但是电弧本身是集聚态，还是会对触头表面产生较为严重的烧蚀，尤其是触头的边缘部分。另外由于电弧高速的旋转运动，会有等离子体、金属蒸汽及液滴喷射到屏蔽罩上，对屏蔽罩造成伤害。在某些情况下，电弧还会出现在偏烧现象，这不仅会对触头侧面造成严重的烧蚀，而且会给屏蔽罩带来更严重的危害。

纵磁触头一般是通过杯体上的开槽，使得电流沿着特定的方向流动来产生纵向磁场。电流在开关中的路径为由阳极导电杆流经杯体，再流过阳极触头片，在阴极侧沿相反的路线流到阴极导电杆。杯体上的斜槽大大增加了电流路径，使得触头闭合时的导通电阻变大，因此采用纵向磁场触头的灭弧室的额定电流会受到抑制。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，尤其是现有的横磁控制技术中的不足，提出了一种横横复合型真空灭弧室触头结构，以解决上述问题。该触头结构保留了横磁触头系统高额定电流导通能力的同时，大大提高其开断电流能力，并且提高触头的电气寿命。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种横横复合型真空灭弧室触头结构，包括主导电杆、杯座、横磁杯体、环形横磁触头盘、内部横磁导电杆和卍字型横磁触头盘；杯座为碗状结构，杯座碗状结构外底部上垂直设置有主导电杆；杯座内部设置有内部横磁导电杆，杯座碗状结构内部除开内部横磁导电杆的位置设置有横磁杯体；杯座上沿碗状结构边缘设置有环形横磁触头盘，环形横磁触头盘内的横磁杯体上设置有卍字型横磁触头盘；内部横磁导电杆的一端与主导电杆连接，另一端与卍字型横磁触头盘连接。

进一步的，内部横磁导电杆的大小从主导电杆到卍字型横磁触头盘方向逐渐变小。

进一步的，主导电杆设置在杯座的中心处，内部横磁导电杆穿过杯座底部与主导电杆连接。

进一步的，横磁杯体与杯座的开口处齐平。

进一步的，横磁杯体上开设有能够使横磁杯体产生横向磁场的螺旋槽，螺旋槽与水平线的夹角为25°～40°。

进一步的，环形横磁触头盘和卍字型横磁触头盘之间不接触；环形横磁触头盘与横磁杯体接触。

进一步的，内部横磁导电杆与卍字型横磁触头盘组成一组横磁导电系统，横磁杯体与环形横磁触头盘组成一组横磁导电系统，两组导电系统并联。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明在开关处于关合状态时，灭弧室中的电路结构为：电路电流由阳极导电杆流经阳极杯座后分为两个电流支路：一个电流支路为经过内部横磁导电杆到达万字型触头，然后在阴极侧经过相反的电流路径流向阴极杯座；另一个电流支路为经过横磁杯体到达环形触头，然后在阴极侧经过相反的电流路径流向阴极杯座。两个导电回路在电路上为并联结构，与同尺寸的杯状横磁导电回路相比，并联的结构的导通电阻较小，同时两并联触头系统分摊了触头关合时受到的关合力，避免因过大的关合力而产生的结构变形；与同尺寸的万字型横磁导电回路相比，并联结构的导通电阻略大，所以该触头结构具有与万字型横磁触头系统相似的额定电流导通能力。

本发明并联的杯状横磁系统和万字型横磁系统能大大增加极间横向磁场强度，保证了集聚态电弧的高速旋转运动；与万字型横磁触头系统相比，该结构由于存在外圈的环形触头片，可以将电弧限制在环形触头片之内，避免了电弧偏烧情况，同时也减少了极间等离子体、金属蒸汽和液滴向外的喷溅。因此该触头系统具有较大的开断能力，同时比万字型横磁触头具有更长的电气寿命。

附图说明

图1为本发明整体结构图；

图2为本发明侧视图；

其中：1、主导电杆；2、杯座；3、横磁杯体；4、内部横磁导电杆；5、环形横磁触头盘；6、卍字型横磁触头盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

一种横横复合型真空灭弧室触头结构，包括主导电杆1、杯座2、横磁杯体3、环形横磁触头盘5、内部横磁导电杆4和卍字型横磁触头盘6；杯座2为碗状结构，杯座2碗状结构外底部上垂直设置有主导电杆1；杯座2内部设置有内部横磁导电杆4，杯座2碗状结构内部除开内部横磁导电杆4的位置设置有横磁杯体3；杯座2上沿碗状结构边缘设置有环形横磁触头盘5，环形横磁触头盘5内的横磁杯体3上设置有卍字型横磁触头盘6；内部横磁导电杆4的一端与主导电杆1连接，另一端与卍字型横磁触头盘6连接。

内部横磁导电杆4的大小从主导电杆1到卍字型横磁触头盘6方向逐渐变小。

主导电杆1设置在杯座2的中心处，内部横磁导电杆4穿过杯座2底部与主导电杆1连接。

横磁杯体3与杯座2的开口处齐平。

横磁杯体上开设有能够使横磁杯体产生横向磁场的螺旋槽，螺旋槽与水平线的夹角为25°～40°；螺旋槽的个数可根据需要产生的具体横向磁场强度及满足杯体机械方面性能的要求进行合理选择，通常为6～14个；

环形横磁触头盘5和卍字型横磁触头盘6之间不接触；环形横磁触头盘5与横磁杯体3接触。

内部横磁导电杆4与卍字型横磁触头盘6组成一组横磁导电系统，横磁杯体3与环形横磁触头盘5组成一组横磁导电系统，两组导电系统并联。

Claims (7)

1.一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，包括主导电杆(1)、杯座(2)、横磁杯体(3)、环形横磁触头盘(5)、内部横磁导电杆(4)和卍字型横磁触头盘(6)；杯座(2)为碗状结构，杯座(2)碗状结构外底部上垂直设置有主导电杆(1)；杯座(2)内部设置有内部横磁导电杆(4)，杯座(2)碗状结构内部除开内部横磁导电杆(4)的位置设置有横磁杯体(3)；杯座(2)上沿碗状结构边缘设置有环形横磁触头盘(5)，环形横磁触头盘(5)内的横磁杯体(3)上设置有卍字型横磁触头盘(6)；内部横磁导电杆(4)的一端与主导电杆(1)连接，另一端与卍字型横磁触头盘(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，内部横磁导电杆(4)的大小从主导电杆(1)到卍字型横磁触头盘(6)方向逐渐变小。

3.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，主导电杆(1)设置在杯座(2)的中心处，内部横磁导电杆(4)穿过杯座(2)底部与主导电杆(1)连接。

4.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，横磁杯体(3)与杯座(2)的开口处齐平。

5.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，横磁杯体(3)上开设有能够使横磁杯体产生横向磁场的螺旋槽；螺旋槽与水平线的夹角为25°～40°。

6.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，环形横磁触头盘(5)和卍字型横磁触头盘(6)之间不接触；环形横磁触头盘(5)与横磁杯体(3)接触。

7.根据权利要求1所述的一种横横复合型真空灭弧室触头结构，其特征在于，内部横磁导电杆(4)与卍字型横磁触头盘(6)组成一组横磁导电系统，横磁杯体(3)与环形横磁触头盘(5)组成一组横磁导电系统，两组导电系统并联。