CN116453902A - 一种新型真空灭弧室触头结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型真空灭弧室触头结构，涉及真空灭弧室技术领域，包括触头杯和触头盘，触头杯和触头盘通过焊接固定，触头杯和触头盘内设有支撑结构，支撑结构包括第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑；第一支撑的一面与触头杯焊接，第一支撑的另一面与第二支撑焊接，第二支撑上设有中心通道，中心通道远离第一支撑的一端设有内凸缘；第四支撑的一面与触头盘焊接，第四支撑的另一面与第三支撑焊接，第三支撑靠近第二支撑的一端能够伸入到中心通道内，第三支撑靠近第二支撑的一端设有外凸缘；合闸时内凸缘与外凸缘之间具有间隙，分闸时内凸缘与外凸缘相抵。本发明具有良好的开断能力、抗熔焊能力和合闸通流能力。

Description

一种新型真空灭弧室触头结构

技术领域

本发明涉及真空灭弧室技术领域，特别是涉及一种新型真空灭弧室触头结构。

背景技术

通常真空灭弧室开断主要靠其触头结构，开断会采用杯状纵磁或横磁来控制电流，避免电流集聚对触头材料产生不可逆的烧蚀。在合闸过程中，触头之间真空间隙会存在预击穿和弹跳问题，因此合闸过程触头盘会存在动熔焊的情况。对于所有真空灭弧室该问题不可避免。工况的电压越高，开断电流越大，熔焊越重。如果触头结构无法克服分闸过程中动熔焊的力，会导致触头盘被直接拉变形甚至断裂，使得触头丧失应有的开断能力，导致开断失败。

现有的触头结构多为以下三种：

第一种触头结构如图1所示，中间采用不锈钢工字形支撑座或不锈钢环状支撑座，通过钎焊将触头盘与支撑座焊接牢固。

分闸过程中，因为支撑结构钎焊牢固，不锈钢会存在明显的电流分流。触指的电流密度会降低，磁场强度会降低，影响开断能力，但是焊接强度非常高，可以有效克服分闸时拉开的动熔焊所需的力值。

合闸过程中电流路径不变。但是中间支撑为不锈钢，其电阻较大，因此触头电阻整体偏大，大额定电流下的通流能力适中。

第二种触头结构与第一种结构相同，区别之处在于，中间为无氧铜工字形支撑座或无氧铜环状支撑座（仅材料进行改动）。通过钎焊将触头盘与支撑座焊接牢固。

分闸过程中，因为支撑结构钎焊牢固，无氧铜会存在明显的电流分流，且分流程度较不锈钢更大，触指的电流密度会降低得更加明显，磁场强度也会降低得更加明显，严重影响开断能力，但是焊接强度非常高，可以有效克服分闸时拉开的动熔焊所需的力值。

合闸过程中电流路径不变。但是中间支撑为无氧铜，其电阻较小，因此触头电阻整体偏小，大额定电流下的通流能力最好。

第三种触头结构如图2所示，采用分闸合闸不同电流路径的W型触头一体支撑结构，不带额外支撑座。

分闸过程中电流走触指路径，避免分流，保证触指的电流密度，从而保证磁场强度不会降低。但是分闸过程中触头中间无支撑座焊接固定，导致触头盘应力偏高强度极差，无法有效克服分闸时拉开的动熔焊所需的力值。

合闸过程中增加了一条并联的中间通流路径，降低了电阻，大额定电流下的通流能力最好。

从上可以看出，第一种触头结构（不锈钢工字或环状支撑）的开断能力一般，抗熔焊能力好，合闸通流能力一般；第二种触头结构（无氧铜工字或环状支撑）的开断能力较差，抗熔焊能力好，合闸通流能力好；第三种触头结构（W型触头一体支撑结构）的开断能力好，抗熔焊能力一般，合闸通流能力好。

由此可以看出，现有技术中的触头结构并无法实现开断能力好、抗熔焊能力好和合闸通流能力好的技术效果。

因此，市场上急需一种新型真空灭弧室触头结构，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型真空灭弧室触头结构，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，具有开断能力好、抗熔焊能力好和合闸通流能力好等优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种新型真空灭弧室触头结构，包括触头杯和触头盘，所述触头杯和所述触头盘通过焊接固定，所述触头杯和所述触头盘内设有支撑结构，所述支撑结构包括第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑；

所述第一支撑的一面与所述触头杯焊接，所述第一支撑的另一面与所述第二支撑焊接，所述第二支撑上设有中心通道，所述中心通道远离所述第一支撑的一端设有内凸缘；

所述第四支撑的一面与所述触头盘焊接，所述第四支撑的另一面与所述第三支撑焊接，所述第三支撑靠近所述第二支撑的一端能够伸入到所述中心通道内，所述第三支撑靠近所述第二支撑的一端设有外凸缘；

合闸时所述内凸缘与所述外凸缘之间具有间隙，分闸时所述内凸缘与所述外凸缘相抵。

优选的，所述第二支撑的材质为无氧铜或不锈钢；

所述第一支撑、所述第三支撑和所述第四支撑的材质均为304或316L不锈钢材料。

优选的，所述第一支撑和所述触头杯之间、所述第一支撑和所述第二支撑之间、所述第三支撑和所述第四支撑之间以及所述第四支撑和所述触头盘之间均采用钎焊或氩弧焊进行焊接。

优选的，所述外凸缘和所述内凸缘之间的接触面上进行打毛处理。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明在触头合闸时，第二支撑和第四支撑在触头压力下紧密贴合，因为压力越大接触电阻越小，所以第二支撑和第四支撑接触电阻非常小，形成一条并联且可靠的通流回路，从而有效降低了电阻提高了触头的通流能力。

触头分闸时，触头盘中间受熔焊力作用产生变形，因为第二支撑与第三支撑之间并未焊接，故触头盘会带动第三支撑和第四支撑向远离第二的方向运动，使得第二支撑与第四支撑之间脱开。当运动到达外凸缘与内凸缘接触时，依靠第二支撑与第三支撑之间形成的卡扣刚性连接，从而克服了分闸过程中触头熔焊产生的熔焊力。保证触头盘分闸初始位置脱开，触头盘不会受熔焊力影响发生变形、断裂，从而解决了熔焊力的问题。

当触头分开之后，熔焊力消失。第二支撑和第三支撑之间没有熔焊力，因此从触头盘分离的一瞬间，到后续完成分闸，整个过程第二支撑和第三支撑之间没有压力，由于外凸缘与内凸缘之间的电阻较大，从而让电流从触指走，接触位置形成真空间隙电阻猛增，从而后续分闸过程中该位置不会分流，保证了电流全部走触指。解决了分闸时支撑结构分流，导致纵向磁场减弱的问题，从而提高其开断能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为背景技术中第一种触头结构和第二种触头结构的结构示意图；

图2为背景技术中第三种触头结构的结构示意图；

图3为本发明实施例新型真空灭弧室触头结构合闸时的结构示意图；

图4为本发明实施例新型真空灭弧室触头结构分闸时的结构示意图；

图中：1-第一支撑；2-第二支撑；201-中心通道；202-内凸缘；3-第三支撑；301-外凸缘；4-第四支撑；5-触头杯；6-触头盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种新型真空灭弧室触头结构，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，具有开断能力好、抗熔焊能力好和合闸通流能力好等优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图3-图4所示，本实施例提供了一种新型真空灭弧室触头结构，包括触头杯5和触头盘6，其中触头杯5和触头盘6均为现有技术，触头杯5上设有触指，触指为触头杯5侧壁上的若干个斜槽，触头杯5远离触头盘6的一端用于和导电杆固定连接，触头杯5和触头盘6通过钎焊焊接固定，触头杯5和触头盘6内设有支撑结构，支撑结构包括第一支撑1、第二支撑2、第三支撑3和第四支撑4；

其中，第一支撑1的一面（即图中上表面）与触头杯5焊接，第一支撑1为一片状结构，触头杯5上设有用于安装第一支撑1的凹槽，第一支撑1的另一面（图中下表面）与第二支撑2焊接，第二支撑2上设有中心通道201，中心通道201远离第一支撑1的一端内壁上设有内凸缘202；

第四支撑4的一面（即图中下表面）与触头盘6焊接，第四支撑4的另一面与第三支撑3焊接，第三支撑3靠近第二支撑2的一端（即图中上端）能够伸入到中心通道201内，第三支撑3靠近第二支撑2的一端设有外凸缘301；

合闸时内凸缘202的上表面与外凸缘301的下表面之间具有间隙，分闸时内凸缘202的上表面与外凸缘301的下表面相抵。

于本实施例中，第二支撑2的材质为无氧铜或不锈钢，其中，优选为无氧铜材质。无氧铜材质的电阻要远小于不锈钢的材质，当触头合闸时，可以让更多的电流从支撑结构处流通，从而提升整体的流通效果。

而第一支撑1、第三支撑3和第四支撑4的材质均为304或316L不锈钢材料，以此来提升整体强度，从而提高抗熔焊能力。

于本实施例中，第一支撑1和触头杯5之间、第一支撑1和第二支撑2之间、第三支撑3和第四支撑4之间以及第四支撑4和触头盘6之间均采用钎焊或氩弧焊进行焊接。

于本实施例中，外凸缘301和内凸缘202之间的接触面上进行打毛处理。优选的利用打毛技术，增大二者表面的粗糙度，使其粗糙度达到25，当分闸时，由于外凸缘301和内凸缘202之间的接触面粗糙度较大，从而增大的两者之间的电阻，使得电流从触指处流走，避免其分流导致纵向磁场减弱的问题，从而能够提高其开断能力。此外还可以在二者表面上涂覆钎焊绝缘材料，以此来增大其表面粗糙度。

本实施例具体的工作原理如下：

触头合闸时，无氧铜材质的第二支撑2以及不锈钢材质的第四支撑4在触头压力下紧密贴合，由于压力越大接触电阻越小，触头压力作用下其接触电阻非常小，并且无氧铜的电阻远小于不锈钢，使得支撑结构（即第一支撑1、第二支撑2、第三支撑3和第四支撑4）形成一条与触指并联的且可靠的通流回路，较现有的不锈钢工字或环状支撑电阻更小，从而有效降低了电阻，并提高了触头合闸时的通流能力。

触头分闸时，触头盘6的中间受熔焊力作用产生变形，因为无氧铜材质的第二支撑2与不锈钢材质的第三支撑3和第四支撑4之间未焊接，故触头盘6会带动第三支撑3和第四支撑4向远离无氧铜材质的第二支撑2与的方向运动，使得无氧铜材质的第二支撑2与不锈钢材质的第四支撑4之间脱开，使得第二支撑2和第四支撑4之间的电阻迅速增大，从而避免第二支撑2和第四支撑4之间的电流的流通。当运动到达第二支撑2的内凸缘202与第三支撑3的外凸缘301接触时，依靠第二支撑2的内凸缘202与第三支撑3的外凸缘301形成卡扣刚性连接，从而克服了分闸过程中触头熔焊产生的熔焊力。保证触头盘6分闸初始位置脱开，触头盘6不会受熔焊力影响发生变形、断裂，从而解决了熔焊力的问题。

当触头分开之后，熔焊力消失，因此从触头盘6分离的一瞬间，到后续完成分闸，整个过程中第二支撑2和第三支撑3之间没有压力，第二支撑2的内凸缘202与第三支撑3的外凸缘301之间的接触面经过打毛处理（粗糙度达到25），通过打毛处理使接触电阻增大，从而避免第二支撑2和第三支撑3之间的电流的流通，结合上述的第二支撑2和第四支撑4之间的电流也无法流通，从而避免整个支撑结构的电流流通，促使电流从触指走。由于后续分闸过程中支撑结构不会分流，保证了电流全部走触指，从而解决了分闸时支撑结构分流，导致纵向磁场减弱的问题，以此来提高其开断能力。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种新型真空灭弧室触头结构，其特征在于：包括触头杯和触头盘，所述触头杯和所述触头盘通过焊接固定，所述触头杯和所述触头盘内设有支撑结构，所述支撑结构包括第一支撑、第二支撑、第三支撑和第四支撑；

所述第一支撑的一面与所述触头杯焊接，所述第一支撑的另一面与所述第二支撑焊接，所述第二支撑上设有中心通道，所述中心通道远离所述第一支撑的一端设有内凸缘；

所述第四支撑的一面与所述触头盘焊接，所述第四支撑的另一面与所述第三支撑焊接，所述第三支撑靠近所述第二支撑的一端能够伸入到所述中心通道内，所述第三支撑靠近所述第二支撑的一端设有外凸缘；

合闸时所述内凸缘与所述外凸缘之间具有间隙，分闸时所述内凸缘与所述外凸缘相抵。

2.根据权利要求1所述的新型真空灭弧室触头结构，其特征在于：所述第二支撑的材质为无氧铜或不锈钢；

所述第一支撑、所述第三支撑和所述第四支撑的材质均为304或316L不锈钢材料。

3.根据权利要求1所述的新型真空灭弧室触头结构，其特征在于：所述第一支撑和所述触头杯之间、所述第一支撑和所述第二支撑之间、所述第三支撑和所述第四支撑之间以及所述第四支撑和所述触头盘之间均采用钎焊或氩弧焊进行焊接。

4.根据权利要求1所述的新型真空灭弧室触头结构，其特征在于：所述外凸缘和所述内凸缘之间的接触面上进行打毛处理。