CN108565180A - 高压直流继电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压直流继电器，该继电器包括瓷座、左导电杆、右导电杆、连接圈、铁架和金属壳；所述左导电杆和右导电杆采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左导电杆、瓷座、右导电杆和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构，该密封的空间内置有推杆、导电块、静铁芯和动铁芯，所述静铁芯通过与上垫圈旋铆压后与导电块相连接，所述推杆的下端依次穿过铁架、静铁芯和动铁芯后置于金属壳内，所述静铁芯与动铁芯之间采用塔头结构配合接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁和后永磁铁。
Description
技术领域
本发明涉及继电器技术领域，尤其涉及一种高压直流继电器。
背景技术
在现有用于新能源行业的高压直流继电器大多数工作电压是按450DC设计的，工作电流不超过500A,其产品的绝缘耐压指标只能达到2000AC。随着新能源行业的发展，对高压直流继电器的要求越来越高，其工作电压要求超过1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC,现有的高压直流继电器无法满足此需要。而且产品灭弧能力弱，外形尺寸整体偏大，无法满足小型化的需要。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种灭弧能力好、电弧侵蚀减少且绝缘耐压可达到10000VAC的高压直流继电器。
为实现上述目的，本发明提供一种高压直流继电器，包括瓷座、左导电杆、右导电杆、连接圈、铁架和金属壳；所述左导电杆和右导电杆采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左导电杆、瓷座、右导电杆和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构，该密封的空间内置有推杆、导电块、静铁芯和动铁芯，所述静铁芯通过与上垫圈旋铆压后与导电块相连接，所述推杆的下端依次穿过铁架、静铁芯和动铁芯后置于金属壳内，所述静铁芯与动铁芯之间采用塔头结构配合接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁和后永磁铁。
其中，该继电器还包括铁片，所述铁片位于铁架下方，且铁片固定连接在连接圈的底端。
其中，所述动铁芯与推杆之间采用旋铆结构连接。
其中，该继电器还包括反力弹簧，所述动铁芯和静铁芯上均设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯、静铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。
其中，该继电器还包括压缩弹簧，所述推杆位于连接圈的上方连接有下垫圈，所述推杆穿过该压缩弹簧，且该压缩弹簧连接在下垫圈于导电块之间。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的高压直流继电器，左导电杆和右导电杆采用卧式放置，摈弃了传统的立式放置，两个电极间的爬电距离延长了5倍以上，大大提高了产品的绝缘耐压性能；同时两个导电杆的接触面结构进行了优化，接触面由圆形改为长方形，在相同导电杆直径的条件下，接触面积增加了1/3，增加了工作电流；动铁芯与静铁芯进行了结构改进，摈弃了传统的直接平面接触，采用新型的塔头结构配合接触，接触面积增加了45%，优化了产品的磁路，提升了产品吸力，极大有助于产品灭弧性能的提高；同时新结构的自定位功能提高了接触稳定性；前永磁铁和后永磁铁固定在产品外侧形成稳定的外加磁场，形成磁吹灭弧系统；当开断电弧时，根据左手定则，改变电弧运动方向、拉长电弧，减小燃弧时间，起到快速冷却电弧、快速熄灭电弧的作用。三、按此结构和工艺加工的产品其工作电压要求1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC。
附图说明
图1为本发明的高压直流继电器的剖视图；
图2为本发明的高压直流继电器的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1-2，本发明提供的高压直流继电器，包括瓷座1、左导电杆2、右导电杆3、连接圈4、铁架5和金属壳6；所述左导电杆和右导电杆采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左导电杆、瓷座、右导电杆和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构，该密封的空间内置有推杆7、导电块8、静铁芯9和动铁芯10，所述静铁芯通过与上垫圈11旋铆压后与导电块相连接，所述推杆的下端依次穿过铁架、静铁芯和动铁芯后置于金属壳内，所述静铁芯与动铁芯之间采用塔头结构12配合接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁13和后永磁铁14。
在本实施例中，该继电器还包括铁片15，所述铁片位于铁架下方，且铁片固定连接在连接圈的底端。所述动铁芯与推杆之间采用旋铆结构连接。该继电器还包括反力弹簧16，所述动铁芯和静铁芯上均设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯、静铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。该继电器还包括压缩弹簧17，所述推杆位于连接圈的上方连接有下垫圈18，所述推杆穿过该压缩弹簧，且该压缩弹簧连接在下垫圈于导电块之间。
本发明部件的组装具体描述如下：
瓷座：由95%的Al2O3粉料采用特殊的等静压工艺，经高温烧结而成。
陶瓷组件：左导电杆、右导电杆、瓷座、连接圈、排气管采用高温真空钎焊技术焊接而成；
推杆组件：上垫圈、导电块、压缩弹簧、下垫圈、反力弹簧、动铁芯、静铁芯组装后，并与推杆、铁架采用旋铆压而成一体。
陶瓷组件与推杆组件、金属壳采用激光焊接工艺连接成一体，并形成一个密封的空间；
线圈组件：漆包线在线轴上线紧缠密绕形成线圈绕组，总体形成；
线圈组件、铁片采用铆压方式卡入铁架中；
磁路系统：铁片、铁架、动铁芯、静铁芯、反力弹簧组成螺管式磁路系统；
运动系统：两个线圈端子19上加电，产生的电流使线圈绕组形成磁场，磁场在磁路系统上形成闭合磁力线，吸力使动铁芯与静铁芯闭合；同时使反力弹簧压缩，推动推杆向上运动，导电块与右导电杆、右导电杆接触，再使压缩弹簧压缩，形成稳定的接触。电流导通，形成回路；
磁吹灭弧系统：前永磁铁、后永磁铁正确安装后形成一个稳定的外加磁场；
灭弧室空间：通过排气管20充入一定压力的混合气体后再钳口形成。
相较于现有技术的情况，本发明提供的高压直流继电器，具有如下具体优势：
左导电杆和右导电杆采用卧式放置，摈弃了传统的立式放置，两个电极间的爬电距离延长了5倍以上，大大提高了产品的绝缘耐压性能；同时两个导电杆的接触面结构进行了优化，接触面由圆形改为长方形，在相同导电杆直径的条件下，接触面积增加了1/3，增加了工作电流。
铁架和连接圈焊接成一体并形成挠性结构，摈弃了传统的直触性结构；新型的挠性结构有利于降低产品的吸合回跳时间，提高灭弧能力。
上垫圈和推杆的连接固定使用旋铆压结构工艺，摈弃了传统的卡圈固定，因为卡圈易变形、脱落，连接可靠性低。
动铁芯与静铁芯进行了结构改进，摈弃了传统的直接平面接触，采用新型的塔头结构配合接触，接触面积增加了45%，优化了产品的磁路，提升了产品吸力，极大有助于产品灭弧性能的提高；同时新结构的自定位功能提高了接触稳定性。
动铁芯与推杆的连接采用旋铆结构工艺，摈弃了传统的螺纹或胶水固定方式，提高了连接的可靠性。
铁片与连接圈的连接位置由中间优化到下部，增大了35%的产品整体的灭弧室空间，大空间有利于电弧的转移、扩散、冷却，同理提高了产品的灭弧开断能力。
左导电杆、右导电杆和导电块材质采用添加了元素W的新型导电材料，具有高的热稳定性、抗熔焊性和低的材料转移特性，使电弧侵蚀减少。
左导电杆、右导电杆、瓷座、连接圈采用高温真空钎焊技术焊接成整体后再与铁架、金属壳激光焊接形成一个密封的空间，并在内部充入额定压力的混合气体，混合气体的泄漏率小于10E-13Pa.m3/s,混合气体是为了提高灭弧能力，极低的气体泄漏量可保证产品储存寿命超过20年和稳定的灭弧能力。
前永磁铁和后永磁铁固定在产品外侧形成稳定的外加磁场，形成磁吹灭弧系统；当开断电弧时，根据左手定则，改变电弧运动方向、拉长电弧，减小燃弧时间，起到快速冷却电弧、快速熄灭电弧的作用。三、按此结构和工艺加工的产品其工作电压要求1000VDC、工作电流超过1000A,绝缘耐压达到10000VAC。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高压直流继电器，其特征在于，包括瓷座、左导电杆、右导电杆、连接圈、铁架和金属壳；所述左导电杆和右导电杆采用卧式放置在瓷座上对应的左右侧位置，所述连接圈连接在瓷座的底端，且左导电杆、瓷座、右导电杆和连接圈四者采用高温真空钎焊技术焊接成一整体，该整体再与铁架和金属壳激光焊接形成一个密封的空间，所述铁架与连接圈两者焊接成一体并形成挠性结构，该密封的空间内置有推杆、导电块、静铁芯和动铁芯，所述静铁芯通过与上垫圈旋铆压后与导电块相连接，所述推杆的下端依次穿过铁架、静铁芯和动铁芯后置于金属壳内，所述静铁芯与动铁芯之间采用塔头结构配合接触；该密封腔体的外侧固定有前永磁铁和后永磁铁。
2.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于，该继电器还包括铁片，所述铁片位于铁架下方，且铁片固定连接在连接圈的底端。
3.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于，所述动铁芯与推杆之间采用旋铆结构连接。
4.根据权利要求2所述的高压直流继电器，其特征在于，该继电器还包括反力弹簧，所述动铁芯和静铁芯上均设置有内凹部，所述反力弹簧置于该内凹部内且推杆穿过该反力弹簧；所述铁片、铁架、动铁芯、静铁芯和反力弹簧组成螺管式磁路系统。
5.根据权利要求1所述的高压直流继电器，其特征在于，该继电器还包括压缩弹簧，所述推杆位于连接圈的上方连接有下垫圈，所述推杆穿过该压缩弹簧，且该压缩弹簧连接在下垫圈于导电块之间。
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