CN111668064B - 真空灭弧室触头、真空灭弧室和真空断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压电器领域，特别是涉及到了一种真空灭弧室触头、真空灭弧室和真空断路器，真空灭弧室触头包括导电杆、设置在导电杆上的具有中空腔的触头座和固定在触头座端面上的触头片，所述中空腔内还设有处于触头座底和触头片之间以用于支撑触头片的支撑体，沿导电杆延伸方向，在支撑体的至少一侧设有绝缘垫片，解决了现有技术中真空灭弧室触头容易烧蚀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高压电器领域，特别是涉及到了一种真空灭弧室触头、真空灭弧室和真空断路器。
背景技术
真空灭弧室是真空开关的核心元件，担负着切断电弧的任务，电弧的控制和熄灭与真空灭弧室的触头对磁场的控制密切相关，目前的磁场控制技术主要有纵磁结构和横磁结构。
纵磁结构的真空灭弧室主要为杯状纵磁触头和线圈式纵磁触头，它们的基本原理相同，都是利用触头的设计产生环向电流，进而产生纵向磁场控制电弧保持在离散态。授权公告号为CN2752943Y的中国实用新型专利公开了一种高压真空灭弧室纵向磁场触头，包括依次装配的导电杆、线圈、支撑、导电片、触头片。线圈包括一底盘，底盘上有直径和底盘相同的圆环，底盘和圆环相当于触头座。电流主要在线圈的环中流过，电流流过时在两个线圈中的流向相同，可在触头打开的空间中产生强的纵向磁场，此纵向磁场保证在大开距下对真空电弧进行很好的控制。支撑对触头片起到较好的支撑作用，避免触头片凹陷变形。杯状纵磁触头与上述高压真空灭弧室纵向磁场触头的结构类似，只是触头座为杯状结构。
授权公告号为CN203983146U、授权公告日为2014.12.03的中国实用新型专利公开了真空灭弧室及其电极和杯状横磁触头结构，其中真空灭弧室包括绝缘外壳和动、静电极，动电极包括动导电杆和固定设置在其上的杯状横磁触头，静电极包括静导电杆和固定设置在其上的杯状横磁触头，杯状横磁触头包括横磁触头杯和固定在横磁触头杯口沿上的环形触头片，所述横磁触头杯的周壁上沿周向均布有三个斜槽，横磁触头杯内设置有触头片支撑件，上述横向触头杯相当于触头座。
综上所述，无论是纵磁结构还是横磁结构，只要是通过环向电流产生磁场的真空灭弧室触头中均需要设置支撑体来支撑触头片，避免触头片凹陷变形。现有支撑体材料为不锈钢或铁磁体，虽然不锈钢或铁的导电率小于主导电回路的铜材质，但是经过研究发现，由于支撑体的导电回路比杯状或线圈的主环形回路短，在开断时仍有一部分电流从支撑体流过，分担了一部分设计上想从环形触头回路流过的电流，降低了环形电流产生的磁场，从而降低真空灭弧室的消弧能力，开断大电流时真空灭弧室触头容易烧蚀，不利于真空灭弧室开断大电流。
发明内容
本发明的目的在于提供一种真空灭弧室触头，以解决现有技术中真空灭弧室触头容易烧蚀的问题；本发明的目的还在于提供一种真空灭弧室，以解决现有技术中真空灭弧室不利于开断大电流的问题；本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的真空断路器。
本发明的真空灭弧室触头采用如下技术方案：
真空灭弧室触头包括导电杆、设置在导电杆上的具有中空腔的触头座和固定在触头座端面上的触头片，所述中空腔内还设有处于触头座底和触头片之间以用于支撑触头片的支撑体，沿导电杆延伸方向，在支撑体的至少一侧设有绝缘垫片。
本发明的有益效果是：支撑体可以用不锈钢或铁磁体等机械强度较好的材料制成，以对触头片起到很好的支撑作用，避免触头片凹陷变形；而绝缘垫片的设置可避免流过导电杆的电流从支撑体流过，与现有技术中部分电流从支撑体上流过相比，增大了触头上的环形电流，提高了触头上环形电流产生的磁场，从而增强真空灭弧室的消弧能力，解决了现有技术中真空灭弧室触头容易烧蚀的问题。
为方便对绝缘垫片进行定位，本方案中所述绝缘垫片设置在支撑体靠近触头座底的一侧，所述触头座底上设有定位凹槽，所述绝缘垫片与定位凹槽的槽壁挡止配合。
为更好的避免电流从支撑体流过，本方案中所述绝缘垫片为盖状，所述绝缘垫片盖装在支撑体上。盖状的绝缘垫片不仅对支撑体上靠近触头座底的端面与触头座底之间绝缘，还可对支撑体的侧面和触头座之间进行绝缘，保证触头座与支撑体之间的电绝缘性能；另外，绝缘垫片盖装在支撑体上可很好的对支撑体进行径向方向的定位。
为进一步增加触头座与支撑体之间的电绝缘性，本方案中所述支撑体的纵截面为工字形，支撑体上具有两个相互平行的水平部分和连接两平行部分的竖直部分，两水平部分的直径不同，所述绝缘垫片盖装在小直径的水平部分上，大直径的水平部分的直径小于触头座的内径。支撑体的各部分均不与触头座接触，保证了触头座与支撑体之间的电绝缘性。
为增加触头座与触头片之间的导电性，同时方便导电片的焊接定位，本方案中所述触头片和触头座之间还设有导电片，所述导电片为碟状，导电片的碟沿与触头座的端面焊接固定，导电片的碟底部分朝向触头座的中空腔内凹陷。
为减少绝缘垫片对支撑体支撑强度的影响，本方案中所述绝缘垫片处于支撑体与触头片之间的部分的厚度为0.5~3mm。
本发明的真空灭弧室采用如下技术方案：
真空灭弧室包括绝缘外壳、设置在绝缘外壳内的静触头和动触头，所述静触头和动触头中至少一个为真空灭弧室触头，所述真空灭弧室触头包括导电杆、设置在导电杆上的具有中空腔的触头座和固定在触头座端面上的触头片，所述中空腔内还设有处于触头座底和触头片之间以用于支撑触头片的支撑体，所述支撑体在导电杆延伸方向的至少一侧设有绝缘垫片。
本发明的有益效果是：支撑体可以用不锈钢或铁磁体等机械强度较好的材料制成，以对触头片起到很好的支撑作用，避免触头片凹陷变形；而绝缘垫片的设置可避免流过导电杆的电流从支撑体流过，与现有技术中部分电流从支撑体上流过相比，增大了触头上的环形电流，提高了触头上环形电流产生的磁场，从而增强真空灭弧室的消弧能力，进而提高真空灭弧室的开断能力，解决了现有技术中真空灭弧室不利于开断大电流的问题。
为方便对绝缘垫片进行定位，本方案中所述绝缘垫片设置在支撑体靠近触头座底的一侧，所述触头座底上设有定位凹槽，所述绝缘垫片与定位凹槽的槽壁挡止配合。
为更好的避免电流从支撑体流过，本方案中所述绝缘垫片为盖状，所述绝缘垫片盖装在支撑体上。盖状的绝缘垫片不仅对支撑体上靠近触头座底的端面与触头座底之间绝缘，还可对支撑体的侧面和触头座之间进行绝缘，保证触头座与支撑体之间的电绝缘性能；另外，绝缘垫片盖装在支撑体上可很好的对支撑体进行径向方向的定位。
为进一步增加触头座与支撑体之间的电绝缘性，本方案中所述支撑体的纵截面为工字形，支撑体上具有两个相互平行的水平部分和连接两平行部分的竖直部分，两水平部分的直径不同，所述绝缘垫片盖装在小直径的水平部分上，大直径的水平部分的直径小于触头座的内径。支撑体的各部分均不与触头座接触，保证了触头座与支撑体之间的电绝缘性。
为增加触头座与触头片之间的导电性，同时方便导电片的焊接定位，本方案中所述触头片和触头座之间还设有导电片，所述导电片为碟状，导电片的碟沿与触头座的端面焊接固定，导电片的碟底部分朝向触头座的中空腔内凹陷。
为减少绝缘垫片对支撑体支撑强度的影响，本方案中所述绝缘垫片处于支撑体与触头片之间的部分的厚度为0.5~3mm。
本发明的真空断路器采用如下技术方案：
真空断路器包括真空灭弧室，所述真空灭弧室包括绝缘外壳、设置在绝缘外壳内的静触头和动触头，所述静触头和动触头中至少一个为真空灭弧室触头，所述真空灭弧室触头包括导电杆、设置在导电杆上的具有中空腔的触头座和固定在触头座端面上的触头片，所述中空腔内还设有处于触头座底和触头片之间以用于支撑触头片的支撑体，所述支撑体在导电杆延伸方向的至少一侧设有绝缘垫片。
本发明的有益效果是：支撑体可以用不锈钢或铁磁体等机械强度较好的材料制成，以对触头片起到很好的支撑作用，避免触头片凹陷变形；而绝缘垫片的设置可避免流过导电杆的电流从支撑体流过，与现有技术中部分电流从支撑体上流过相比，增大了触头上的环形电流，提高了触头上环形电流产生的磁场，从而增强真空灭弧室的消弧能力，进而提高真空灭弧室的开断能力，解决了现有技术中真空灭弧室不利于开断大电流的问题。
为方便对绝缘垫片进行定位，本方案中所述绝缘垫片设置在支撑体靠近触头座底的一侧，所述触头座底上设有定位凹槽，所述绝缘垫片与定位凹槽的槽壁挡止配合。
为更好的避免电流从支撑体流过，本方案中所述绝缘垫片为盖状，所述绝缘垫片盖装在支撑体上。盖状的绝缘垫片不仅对支撑体上靠近触头座底的端面与触头座底之间绝缘，还可对支撑体的侧面和触头座之间进行绝缘，保证触头座与支撑体之间的电绝缘性能；另外，绝缘垫片盖装在支撑体上可很好的对支撑体进行径向方向的定位。
为进一步增加触头座与支撑体之间的电绝缘性，本方案中所述支撑体的纵截面为工字形，支撑体上具有两个相互平行的水平部分和连接两平行部分的竖直部分，两水平部分的直径不同，所述绝缘垫片盖装在小直径的水平部分上，大直径的水平部分的直径小于触头座的内径。支撑体的各部分均不与触头座接触，保证了触头座与支撑体之间的电绝缘性。
为增加触头座与触头片之间的导电性，同时方便导电片的焊接定位，本方案中所述触头片和触头座之间还设有导电片，所述导电片为碟状，导电片的碟沿与触头座的端面焊接固定，导电片的碟底部分朝向触头座的中空腔内凹陷。
为减少绝缘垫片对支撑体支撑强度的影响，本方案中所述绝缘垫片处于支撑体与触头片之间的部分的厚度为0.5~3mm。
附图说明
图1为本发明的真空灭弧室的具体实施例的结构图（绝缘壳体未显示）；
图2为图1中动触头的爆炸图；
图3为图2去掉触头片和导电片的示意图；
图4为图1中动触头的剖视图；
图5为本发明的真空灭弧室与现有技术中真空灭弧室产生的纵向磁场强度的对比图。
图中：1-动导电杆，2-绝缘垫片，3-支撑体，4-导电片，5-触头片，6-静导电杆，11-杆体，12-触头座，13-定位凹槽，21-盖体，22-盖沿。
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说明。
本发明的真空灭弧室的具体实施例，如图1至图4所示，本实施例中的真空灭弧室的触头为杯状纵磁触头。真空灭弧室包括动触头和与动触头配合的静触头，本实施例中的动触头与静触头的结构相同，下面以动触头为例进行说明，动触头包括动导电杆1，动导电杆1包括杆体11和具有中空腔的触头座12，本实施例中的触头座为杯状结构。动触头还包括固定在触头座12的端面上的导电片4和触头片5，且导电片4为碟状，导电片4的一侧的碟沿与触头座12的端面焊接固定，导电片4的碟底部分朝向触头座12的中空腔内凹陷，导电片4的另一侧与触头片5焊接固定。导电片4使用铜等导电性较好的材料制成，以保证其良好的导电性，触头片5采用耐烧的铜铬合金等材料制成，以使触头耐烧蚀。另外，导电片4的碟底部分朝向触头座12的中空腔内方便导电片4在触头座12上的定位。
动触头还包括设置在触头座12的中空腔内的支撑体3和绝缘垫片2，本实施例中的绝缘垫片2为包括盖体21和盖沿22的盖状，支撑体3用于支撑导电片4和触头片5，绝缘垫片2设置在触头座底和支撑体3之间并盖装在支撑体3上。需要说明的是，支撑体3的两端分别与盖体21和导电片4顶压配合。为方便对绝缘垫片2进行定位，本实施例中的触头座12的触头座底上设有定位凹槽13，绝缘垫片2与定位凹槽13的槽壁定位配合。为增加对导电片4的支撑面积，本实施例中的支撑体3的纵截面为工字形，支撑体3上具有两个相互平行的水平部分和连接两水平部分的竖直部分，两个水平部分的直径不同，绝缘垫片2盖装在小直径的水平部分上，且大直径的水平部分的直径小于触头座12的内径。另外，绝缘垫片2盖装在支撑体3上可较好的对支撑体3进行径向方向的定位。这样支撑体3的各部分均不与触头座12接触，保证了触头座12与支撑体3之间的电绝缘性。
支撑体3用不锈钢或铁磁体等机械强度较好的材料制成，以对触头片5和导电片4起到很好的支撑作用，避免触头片5和导电片4凹陷变形；绝缘垫片2采用具有一定强度和韧性的耐高温材料，如聚四氟乙烯。绝缘垫片2的设置可避免电流从支撑体3上流过，如图5所示，与现有技术中部分电流从支撑体上流过相比，增大了触头上的环形电流，提高了触头上环形电流产生的磁场，从而增强真空灭弧室的消弧能力，进而提高真空灭弧室的开断能力。不仅解决了现有技术中真空灭弧室触头容易烧蚀的问题，而且解决了现有技术中真空灭弧室不利于开断大电流的问题。与动触头相同，静触头包括静导电杆6，静导电杆6包括杆体和具有中空腔的触头座。静触头的触头座内同样设有支撑体3和绝缘垫片2，静触头的触头座的端面上同样固定有导电片4和触头片5。需要说明的是，绝缘垫片2的盖体21的厚度应为0.5-3mm，使绝缘垫片2既起到电绝缘作用，又基本不影响支撑体3的支撑强度。
在其他实施例中，真空灭弧室的触头也可为线圈式纵磁触头，此时触头包括杆体和设置在杆体上的线圈，设置在线圈上的底盘和圆环构成所述触头座；真空灭弧室的触头也可为横磁触头，横磁触头包括杆体和设置在其上的杯状横磁触头，杯状横磁触头构成横磁触头的触头座；绝缘垫片也可设置在支撑体与导电片之间；绝缘垫片也可为片状结构，绝缘垫片夹装在支撑体和触头座底之间，或者绝缘垫片夹装在支撑体与导电片之间；绝缘垫片的外径与触头座的内径尺寸可相同或略小于触头座的内径，使绝缘垫片与触头座的侧壁定位配合；支撑体也可为筒状结构，绝缘垫片盖装在支撑体的一个端面上，绝缘垫片的另一个端面与导电片支撑配合；杆体和触头座也可为分体式结构，此时，杆体与触头座通过焊接固定；盖体的厚度也可为0.2~0.5mm或者3~5mm之间的任一值。
本发明的真空灭弧室触头的具体实施例，本实施例中的真空灭弧室触头与上述真空灭弧室的具体实施例中所述的动触头或静触头的结构相同，不再赘述。
本发明的真空断路器的具体实施例，真空断路器包括真空灭弧室，本实施例中的真空灭弧室与上述真空灭弧室的具体实施例中所述的真空灭弧室的结构相同，不再赘述。
Claims (5)
1.真空灭弧室触头，包括导电杆、设置在导电杆上的具有中空腔的触头座和固定在触头座端面上的触头片，所述中空腔内还设有处于触头座底和触头片之间以用于支撑触头片的支撑体，其特征是，沿导电杆延伸方向，至少在支撑体和触头座之间设置有绝缘垫片，所述触头座底上设有定位凹槽，位于支撑体与触头座之间的绝缘垫片与定位凹槽的槽壁挡止配合，所述绝缘垫片为盖状，所述绝缘垫片盖装在支撑体的朝向触头座的一端上，对支撑体进行径向定位，所述支撑体的纵截面为工字形，支撑体上具有两个相互平行的水平部分和连接两水平部分的竖直部分，两水平部分的直径不同，所述绝缘垫片盖装在小直径的水平部分上，大直径的水平部分的直径小于触头座的内径。
2.根据权利要求1所述的真空灭弧室触头，其特征是，所述触头片和触头座之间还设有导电片，所述导电片为碟状，导电片的碟沿与触头座的端面焊接固定，导电片的碟底部分朝向触头座的中空腔内凹陷。
3.根据权利要求1所述的真空灭弧室触头，其特征是，所述绝缘垫片处于支撑体与触头片之间的部分的厚度为0.5~3mm。
4.真空灭弧室，包括绝缘外壳、设置在绝缘外壳内的静触头和动触头，其特征是，所述静触头和动触头中至少一个为权利要求1-3任一项所述的真空灭弧室触头。
5.真空断路器，包括真空灭弧室，所述真空灭弧室包括绝缘外壳、设置在绝缘外壳内的静触头和动触头，其特征是，所述静触头和动触头中至少一个为权利要求1-3任一项所述的真空灭弧室触头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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