CN109698094B - 齿状结构触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器 - Google Patents

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Abstract

一种齿状结构触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器，该齿状结构触头包括动侧触头组合结构和静侧触头组合结构；动侧触头组合结构包括动侧导电杆，焊接在动侧导电杆一端的动侧锯齿状触头结构；静侧触头组合结构包括静侧导电杆，焊接在静侧导电杆一端的静侧锯齿状触头结构；所述动侧锯齿状触头结构的齿状端面结构和静侧锯齿状触头结构的齿状端面结构相匹配；所述动侧锯齿状触头结构的开槽结构和静侧锯齿状触头结构的开槽结构相匹配，燃弧阶段在触头间隙产生一定的磁场作用；本发明实现了电弧阴极斑点在触头表面的运动阶跃，同时能够有效实现电弧弧柱的拉长，提高阴极斑点在所述锯齿状触头表面的运动速度，实现电弧电压的进一步提升，有助于真空直流电弧的开断。

Description

齿状结构触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器
技术领域
本发明属于真空断路器和真空开断技术领域，具体为一种齿状结构触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器。
背景技术
真空断路器是保证电网安全可靠运行的重要开关设备。真空断路器目前普遍应用于中低压领域的交流电网开断中，具有可靠性高、免维护、开断能力强等特点。其中真空灭弧室则是关系真空断路器能否成功开断故障电流的核心器件。
在真空灭弧室中燃烧的真空电弧属于在燃弧过程中产生的金属蒸汽中燃烧的电弧，具有电弧电压低的特点，而在交流和直流开断中都认为高的电弧电压有助有电流的成功开断。特别地，对于真空灭弧室开断直流电流来说，高的电弧电压是产生电流过零点的关键，同时也是灭弧室直接成功开断直流电流的必要条件。
目前提高电弧电压的方式普遍采用磁场控制的方式，真空电弧在横向磁场的作用下可以提高其电弧电压。通过大量的试验发现，电弧弧柱的运动阶跃和拉长也是提高电弧电压的方式。
据此，提高真空电弧的电弧电压有更多的方法可以实现。
发明内容
本发明的目的是提出一种齿状结构触头及直流真空灭弧室及直流真空接触器，实现真空电弧在触头表面的阶跃、电弧弧柱在触头间隙的拉长、阴极斑点在触头表面的加速运动，以期提高真空电弧在燃弧过程中的电弧电压，使其实现更高的开断能力以及适用于直流电流的开断。
本发明采用以下技术方案以实现上述目的：
一种齿状结构触头，包括静侧触头组合结构201和动侧触头组合结构202；所述静侧触头组合结构201包括静侧导电杆101，焊接在静侧导电杆101一端的静侧锯齿状触头结构103；所述动侧触头组合结构202包括动侧导电杆107，焊接在动侧导电杆107一端的动侧锯齿状触头结构104；所述动侧锯齿状触头结构104的齿状端面结构和静侧锯齿状触头结构103的齿状端面结构在闭合和分开状态相匹配；所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104的开槽结构相匹配，燃弧阶段在触头间隙产生一定的磁场作用。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104的锯齿为大齿状结构，即在两开槽结构之间为单一锯齿结构；或者为小齿状结构，即在两开槽结构之间为多段锯齿结构。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104齿状端面结构由触头材料一体化加工制作，或在触头材料斜坡表面加装触头片实现。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104为杯状结构带有开槽结构的触头结构或者非杯状的带有开槽结构的触头结构。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104，在其开槽结构互相配合后在触头间隙所产生的磁场为横向磁场或纵向磁场。
一种直流真空灭弧室，包括所述的齿状结构触头，焊接在静侧导电杆101中部的真空灭弧室静端盖板102；焊接在动侧导电杆107中部的波纹管106，焊接在动侧导电杆107远离动侧锯齿状触头结构104一侧的真空灭弧室动端盖板108，焊接在真空灭弧室静端盖板102和真空灭弧室动端盖板108边缘之间包覆静侧触头结构组合201和动侧触头结构组合202的真空灭弧室瓷壳105。
一种直流真空接触器，包括所述的直流真空灭弧室301，设置在直流真空灭弧室301的动侧导电杆107外端的绝缘拉杆结构302以及设置在绝缘拉杆结构302外端的电磁操动结构303。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1.本发明通过真空灭弧室触头结构的设计，实现阴极斑点在齿状触头表面的阶跃；
2.本发明通过真空灭弧室触头结构的设计，实现了电弧弧柱在倾斜端面的触头间隙的拉长；
3.本发明通过真空灭弧室触头磁场结构的设计，实现了阴极斑点在触头结构表面的加速运动；
4.本发明进一步提高了真空灭弧室的电弧电压，有助于真空电弧的开断。
附图说明
图1(a)为本发明的一种大齿状结构触头侧视图。
图1(b)为本发明的一种大齿状结构触头轴向剖视图。
图2(a)为本发明的一种小齿状结构触头侧视图。
图2(b)为本发明的一种小齿状结构触头轴向剖视图。
图3为本发明的一种大齿状结构触头直流真空灭弧室剖视图。
图4为本发明的一种直流真空接触器示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步阐述。
图1(a)和图1(b)分别是本发明的一种大齿状结构触头侧视图的侧视图以及轴向剖视图。如图1(a)和图1(b)所示，一种大齿状结构触头，包括静侧触头组合结构201和动侧触头组合结构202；所述静侧触头组合结构201包括静侧导电杆101、焊接在静侧导电杆101一端的静侧锯齿状触头结构103；所述动侧触头组合结构202包括动侧导电杆107，焊接在动侧导电杆107一端的动侧锯齿状触头结构104。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104其锯齿为大齿状结构，即在两开槽之间为单一锯齿。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104的大齿状触头结构，其材料可以由触头材料本身加工制作，或在其斜坡表面加装触头片实现。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104可以为杯状结构带有开槽结构的触头结构或者非杯状的带有开槽结构触头。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104，在其互相直接配合后在触头间隙所产生的磁场可以为横向磁场、纵向磁场或者为其他磁场类型。
图2(a)和图2(b)分别是本发明的一种小齿状触头结构组合侧视图的侧视图以及轴向剖视图。如图2(a)和图2(b)所示，一种小齿状结构触头，包括静侧触头组合结构201和动侧触头组合结构202；所述静侧触头组合结构201包括静侧导电杆101、焊接在静侧导电杆101一端的静侧锯齿状触头结构103；所述动侧触头组合结构202包括动侧导电杆107，焊接在动侧导电杆107一端的动侧锯齿状触头结构104。
所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104其锯齿为小齿状结构，即在两开槽结构之间为多段锯齿结构。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104的小齿状触头结构，其材料可以由触头材料本身加工制作，或者其小齿状结构由触头片加工实现。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104可以为杯状结构带有开槽结构的触头结构或者非杯状的带有开槽结构触头。所述静侧锯齿状触头结构103和动侧锯齿状触头结构104，在其互相直接配合后在触头间隙所产生的磁场可以为横向磁场、纵向磁场或者为其他磁场类型。
图3是本发明的一种齿状结构触头直流真空灭弧室的剖面视图。如图3所示，该新型直流真空灭弧室，包括所述齿状结构触头，焊接在静侧导电杆101中部的真空灭弧室静端盖板102；焊接在动侧导电杆107中部的波纹管106，焊接在动侧导电杆107远离动侧锯齿状触头结构104一侧的真空灭弧室动端盖板108，焊接在真空灭弧室静端盖板102和真空灭弧室动端盖板108边缘之间包覆静侧触头结构组合201和动侧触头结构组合202的真空灭弧室瓷壳105。
图4是本发明的一种带有齿状结构触头直流真空灭弧室的直流真空接触器示意图。如图4所示，一种带有齿状结构触头直流真空灭弧室的直流真空接触器，包括齿状结构触头的直流真空灭弧室301，连接在直流真空灭弧室301动侧导杆外端的绝缘拉杆结构302，以及在绝缘拉杆结构302另一端连接的电磁操动结构303。
本发明提供的新型齿状结构触头直流真空灭弧室及其直流真空接触器，在燃弧过程中，所述齿状结构触头在触头间隙产生磁场，作用于真空电弧弧柱，使得真空电弧弧柱沿锯齿状触头结构表面高速运动。在真空电弧沿触头结构表面旋转过程中，由于锯齿状的触头结构表面，导致电弧阴极斑点在触头表面不断跳跃，同时提高了阴极斑点在齿状触头结构的倾斜表面的加速运动，并且在倾斜的触头面伴有电弧弧柱的拉长，最终实现电弧电压的进一步提升，有助于真空直流电弧的开断。
以上所述实施例仅说明本发明的实施方式，其描述较为具体，但并不因此而理解为对本发明的范围限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理和内涵的情况下可以据实施例进行多种变化、修改、替换和变形，这些范围都属本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种齿状结构触头，包括静侧触头组合结构(201)和动侧触头组合结构(202)；其特征在于：所述静侧触头组合结构(201)包括静侧导电杆(101)，焊接在静侧导电杆(101)一端的静侧锯齿状触头结构(103)；所述动侧触头组合结构(202)包括动侧导电杆(107)，焊接在动侧导电杆(107)一端的动侧锯齿状触头结构(104)；所述动侧锯齿状触头结构(104)的齿状端面结构和静侧锯齿状触头结构(103)的齿状端面结构在闭合和分开状态相匹配；所述静侧锯齿状触头结构(103)和动侧锯齿状触头结构(104)的开槽结构相匹配，燃弧阶段在触头间隙产生一定的磁场作用；
所述静侧锯齿状触头结构(103)和动侧锯齿状触头结构(104)为杯状结构带有开槽结构的触头结构；
所述静侧锯齿状触头结构(103)和动侧锯齿状触头结构(104)，在其开槽结构互相配合后在触头间隙所产生的磁场为横向磁场。
2.根据权利要求1所述的一种齿状结构触头，其特征在于：所述静侧锯齿状触头结构(103)和动侧锯齿状触头结构(104)的锯齿为大齿状结构，即在两开槽结构之间为单一锯齿结构；或者为小齿状结构，即在两开槽结构之间为多段锯齿结构。
3.根据权利要求1所述的一种齿状结构触头，其特征在于：所述静侧锯齿状触头结构(103)和动侧锯齿状触头结构(104)齿状端面结构由触头材料一体化加工制作，或在触头材料斜坡表面加装触头片实现。
4.一种直流真空灭弧室，其特征在于：所述直流真空灭弧室(301)包括权利要求1至3任一项所述的齿状结构触头，焊接在静侧导电杆(101)中部的真空灭弧室静端盖板(102)；焊接在动侧导电杆(107)中部的波纹管(106)，焊接在动侧导电杆(107)远离动侧锯齿状触头结构(104)一侧的真空灭弧室动端盖板(108)，焊接在真空灭弧室静端盖板(102)和真空灭弧室动端盖板(108)边缘之间包覆静侧触头结构组合(201)和动侧触头结构组合(202)的真空灭弧室瓷壳(105)。
5.一种直流真空接触器，其特征在于：包括权利要求4所述的直流真空灭弧室(301)，设置在直流真空灭弧室(301)的动侧导电杆(107)外端的绝缘拉杆结构(302)以及设置在绝缘拉杆结构(302)外端的电磁操动结构(303)。
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