CN109273324B - 一种带高压直流电弧防护结构的接触系统 - Google Patents

一种带高压直流电弧防护结构的接触系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，包括陶瓷座、两个静触头、动触头和传动杆，所述静触头安装在所述陶瓷座上，所述动触头分别与两个所述静触头接触配合；所述传动杆一端与所述动触头固定连接，另一端用于接收来自电磁系统的动力进而带动动触头直线往复运动；所述陶瓷座上设有用于切断两个静触头之间电弧溅射物连接的防护结构。本发明的接触系统，通过在陶瓷座上两个静触头之间设置防护结构，可以有效阻止两个静触头之间电弧溅射物的连接，增加爬电距离，制约了接触器电寿命指标的介质耐压水平得到了提高，接触器的电寿命也随之提高。

Description

一种带高压直流电弧防护结构的接触系统
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，具体涉及一种带高压直流电弧防护结构的接触系统。
背景技术
随着设备自动化、智能化程度的提高，接触器逐渐朝着高电压、大电流的方向发展。电压、电流的升高势必会增大触头通断瞬间的电弧能量，加大熄弧难度；另外，直流电流不存在过零点，导致电压电流升高后电弧更难熄灭、燃弧时间更长。发生燃弧时，伴随蒸发和喷溅现象。蒸发和喷溅产生的飞溅物会降低接触器的介质耐压，是接触系统失效的重要原因。
为了提高接触器的电寿命，通常的做法有提高触头耐烧蚀性，填充气氛，采用磁吹灭弧等手段，但是仅采用以上技术手段对于接触器电寿命提高有限，特别是当接触器双向通电时，磁吹灭弧几乎是无效的，此时接触器的电寿命是很低的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种带高压直流电弧防护结构的接触系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，包括陶瓷座、两个静触头、动触头和传动杆，所述静触头安装在所述陶瓷座上，所述动触头分别与两个所述静触头接触配合；所述传动杆一端与所述动触头固定连接，另一端用于接收来自电磁系统的动力进而带动动触头直线往复运动；所述陶瓷座上设有用于切断两个静触头之间电弧溅射物连接的防护结构。
本发明的有益效果是：本发明的接触系统，通过在陶瓷座上两个静触头之间设置防护结构，可以有效阻止两个静触头之间电弧溅射物的连接，增加爬电距离，制约了接触器电寿命指标的介质耐压水平得到了提高，接触器的电寿命也随之提高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述防护结构为开设在所述陶瓷座的内腔底部的沟槽。
采用上述进一步方案的有益效果是：防护结构采用沟槽，方便设置，而且可以有效增加两个静触头之间的爬电距离，使动触头与静触头分离时，两个静触头之间产生的电弧以及伴随电弧产生的溅射物很难通过沟槽，使沟槽底部保留一部分洁净区域，保证了两个静触头之间的介质耐压。
进一步，所述沟槽为若干条且横设在两个所述静触头之间。
采用上述进一步方案的有益效果是：将沟槽横设在两个静触头之间，对静触头四周产生的溅射物都能够起到阻隔效果。
进一步，所述沟槽为三条且呈川字型结构排布。
采用上述进一步方案的有益效果是：设置三条沟槽，减少了工序和生产时间。
进一步，所述沟槽包括第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，所述第一沟槽为直线型结构，所述第二沟槽和第三沟槽均为弧形结构且分别半包围设置在两个静触头的一侧。
采用上述进一步方案的有益效果是：在静触头一侧半包围的设置弧形结构的第二沟槽或第三沟槽，可对静触头四周产生的溅射物都能够起到阻隔效果，而且能够尽早的将溅射物阻隔在静触头的四周。
进一步，所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽分别为一条，所述第一沟槽垂直于两个所述静触头中心之间的连线设置，所述第二沟槽和第三沟槽分别关于所述第一沟槽对称设置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置三条沟槽，方便生产制造，节约成本。
进一步，还包括陶瓷罩，所述陶瓷罩安装在所述陶瓷座的内腔底部且围设在两个所述静触头的四周。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置陶瓷罩，可对溅射物起到有效的隔挡作用，保证了静触头与外部零部件(例如陶瓷座)的介质耐压，提高了陶瓷座的使用寿命。
进一步，所述陶瓷罩与所述陶瓷座的内侧壁之间预留有防击穿的环形间隙。
采用上述进一步方案的有益效果是：将陶瓷罩与陶瓷座之间预留出环形间隙，由于空气介质的隔离作用，可以有效防止电弧溅射物对陶瓷座的击穿。
进一步，所述陶瓷座的内腔底部四周凸起形成一圈第一法兰边，所述陶瓷罩底部设有一圈第二法兰边，所述第二法兰边与所述第一法兰边固定连接；所述陶瓷罩底部与所述陶瓷座的内腔底部之间形成一防护腔。
采用上述进一步方案的有益效果是：将陶瓷罩底部通过第二法兰边与第一法兰边的配合固定在陶瓷座内腔底部，结构稳定，而且使陶瓷罩底部与陶瓷座内腔底部形成一屏蔽腔，屏蔽效果好，对两个静触头之间产生的电弧进行遮挡。
进一步，所述动触头与所述静触头的接触方式直动式桥头接触。
附图说明
图1为本发明接触系统的立体爆炸结构示意图；
图2为本发明接触系统的立体结构示意图；
图3为本发明接触系统的剖视结构示意图一；
图4为本发明接触系统的剖视结构示意图二；
图5为本发明接触系统的陶瓷座的立体结构示意图；
图6为本发明接触系统的陶瓷罩的立体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、陶瓷座；11、第一法兰边；12、防护腔；13、环形间隙；14、第一安装孔；2、静触头；3、动触头；4、传动杆；5、沟槽；51、第一沟槽；52、第二沟槽；53、第三沟槽；6、陶瓷罩；61、第二法兰边；62、第二安装孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-图6所示，本实施例的一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，包括陶瓷座1、两个静触头2、动触头3和传动杆4，所述静触头2安装在所述陶瓷座1上，所述动触头3分别与两个所述静触头2接触配合；所述传动杆4一端与所述动触头3固定连接，另一端用于接收来自电磁系统的动力进而带动动触头3直线往复运动；所述陶瓷座1上设有用于切断两个静触头2之间电弧溅射物连接的防护结构。
如图1-图5所示，所述陶瓷座1的形状为长方体结构，且两个相对的短边为外凸的弧形结构，所述陶瓷座1的上端敞口，内部形成有内腔。所述陶瓷座1底部的外侧设有两个弧形的连接边，所述连接边分别一体设置在所述陶瓷座1的两个长边上，并与所述陶瓷座1两个短边的弧形结构配合形成一圆形结构。两个静触头2安装在所述陶瓷座1的底壁上。
由于静触头和动触头在切换时，电弧产生的飞溅物即高度带电粒子的运动，会发生连接，容易造成接触系统失效。本实施例的接触系统，通过在陶瓷座上两个静触头之间设置防护结构，可以有效阻止两个静触头之间电弧溅射物的连接，增加爬电距离，制约了接触器电寿命指标的介质耐压水平得到了提高，接触器的电寿命也随之提高。
本实施例的防护结构可采用在陶瓷座1的内腔底部设置凸起或凹槽或凹凸不平的结构，来增加爬电距离，避免两个静触头之间电弧溅射物的连接。
本实施例的防护结构的一种优选方案为，所述防护结构为开设在所述陶瓷座1的内腔底部的沟槽5。防护结构采用沟槽，方便设置，而且可以有效增加两个静触头之间的爬电距离，使动触头与静触头分离时，两个静触头之间产生的电弧以及伴随电弧产生的溅射物很难通过沟槽，使沟槽底部保留一部分洁净区域，保证了两个静触头之间的介质耐压。
本实施例的一个具体方案为，如图3-图5所示，所述沟槽5为若干条且横设在两个所述静触头2之间。将沟槽横设在两个静触头之间，对静触头四周产生的溅射物都能够起到阻隔效果。
如图5所示，本实施例的所述沟槽5为三条且呈川字型结构排布。设置三条沟槽，减少了工序和生产时间。
本实施例的一个具体方案为，如图5所示，所述沟槽5包括第一沟槽51、第二沟槽52和第三沟槽53，所述第一沟槽51为直线型结构，所述第二沟槽52和第三沟槽53均为弧形结构且分别半包围设置在两个静触头2的一侧。在静触头一侧半包围的设置弧形结构的第二沟槽或第三沟槽，可对静触头四周产生的溅射物都能够起到阻隔效果，而且能够尽早的将溅射物阻隔在静触头的四周。
本实施例的所述第一沟槽51、第二沟槽52和第三沟槽53分别为一条，所述第一沟槽51垂直于两个所述静触头2中心之间的连线设置，所述第二沟槽52和第三沟槽53分别关于所述第一沟槽51对称设置。通过设置三条沟槽，方便生产制造，节约成本。
其中，所述第二沟槽52和第三沟槽53的形状类似两个背向设置的括弧。
如图1-图6所示，本实施例的接触系统还包括陶瓷罩6，所述陶瓷罩6安装在所述陶瓷座1的内腔底部且围设在两个所述静触头2的四周。通过设置陶瓷罩，可对溅射物起到有效的隔挡作用，保证了静触头与外部零部件(例如陶瓷座)的介质耐压，提高了陶瓷座的使用寿命。
具体的，如图5和图6所示，所述静触头2通过钎焊与陶瓷座1焊接在一起，所述陶瓷罩6与所述陶瓷座1接触的部位都需要进行金属化处理。所述陶瓷罩6通过钎焊与所述陶瓷座1焊接在一起。所述陶瓷座1的内腔底部开设两个第一安装孔14，所述陶瓷罩6的底部开设有两个第二安装孔62，两个所述第二安装孔62与两个所述第一安装孔14一一对应布置，且所述第二安装孔62的开孔尺寸大于所述第一安装孔14的开孔尺寸。两个所述静触头2的外周侧壁上设有一圈台阶，所述静触头2适配插入所述第一安装孔14内且所述台阶抵靠在所述陶瓷座1底壁的外侧面上。再将所述静触头2焊接在陶瓷座1上。
其中，所述陶瓷罩6采用上端敞口的薄壁结构，所述陶瓷罩6与所述陶瓷座1的形状适配。而且所述陶瓷罩6的高度低于所述陶瓷座1的高度。
本实施例的所述陶瓷罩6与所述陶瓷座1的内侧壁之间预留有防击穿的环形间隙13。将陶瓷罩与陶瓷座之间预留出环形间隙，由于空气介质的隔离作用，可以有效防止电弧溅射物对陶瓷座的击穿。
如图3-图6所示，所述陶瓷座1的内腔底部四周凸起形成一圈第一法兰边11，所述陶瓷罩6底部设有一圈第二法兰边61，所述第二法兰边61与所述第一法兰边11固定连接；所述陶瓷罩6底部与所述陶瓷座1的内腔底部之间形成一防护腔12。将陶瓷罩底部通过第二法兰边与第一法兰边的配合固定在陶瓷座内腔底部，结构稳定，而且使陶瓷罩底部与陶瓷座内腔底部形成一屏蔽腔，屏蔽效果好，对两个静触头之间产生的电弧进行遮挡。
所述陶瓷罩6底部的四周向外延伸形成所述第二法兰边61。
本实施例的所述动触头3与所述静触头2的接触方式直动式桥头接触。
本实施例的带高压直流电弧防护结构的接触系统，动触头与静触头的接触方式采用半搭接桥式双断点结构，动触头与传动杆相固连，传动杆通过来自电磁系统的动力，带动动触头实现直线往复运动，当接触系统进行带载切换时，动、静触头分离的瞬间，触头之间会产生电弧，在电弧的高温及电磁力的作用下，会产生电弧飞溅物，陶瓷座内腔底部的沟槽切断了静触头之间飞溅物的连接，在沟槽的槽底会有一段洁净的区域，保证了触头之间的介质耐压，而且陶瓷罩也对飞溅物起到了隔挡，保证了触头与外部零部件之间的介质耐压。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，包括陶瓷座、陶瓷罩、两个静触头、动触头和传动杆，所述静触头安装在所述陶瓷座上，所述动触头分别与两个所述静触头接触配合；所述传动杆一端与所述动触头固定连接，另一端用于接收来自电磁系统的动力进而带动动触头直线往复运动；其特征在于，所述陶瓷座上设有用于切断两个静触头之间电弧溅射物连接的防护结构；所述防护结构为开设在所述陶瓷座的内腔底部的沟槽，增加两个静触头之间的爬电距离，使沟槽底部保留一部分洁净区域，避免两个静触头之间电弧溅射物的连接；所述沟槽为若干条且横设在两个所述静触头之间；所述沟槽为三条且呈川字型结构排布；所述沟槽包括第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，所述第一沟槽为直线型结构，所述第二沟槽和第三沟槽均为弧形结构且分别半包围设置在两个静触头的一侧；所述陶瓷罩安装在所述陶瓷座的内腔底部且围设在两个所述静触头的四周。
2.根据权利要求1所述一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，其特征在于，所述第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽分别为一条，所述第一沟槽垂直于两个所述静触头中心之间的连线设置，所述第二沟槽和第三沟槽分别关于所述第一沟槽对称设置。
3.根据权利要求1或2所述一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，其特征在于，所述陶瓷罩与所述陶瓷座的内侧壁之间预留有防击穿的环形间隙。
4.根据权利要求1或2所述一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，其特征在于，所述陶瓷座的内腔底部四周凸起形成一圈第一法兰边，所述陶瓷罩底部设有一圈第二法兰边，所述第二法兰边与所述第一法兰边固定连接；所述陶瓷罩底部与所述陶瓷座的内腔底部之间形成一防护腔。
5.根据权利要求1或2所述一种带高压直流电弧防护结构的接触系统，其特征在于，所述动触头与所述静触头的接触方式直动式桥头接触。
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