CN211788811U - 一种横磁电极真空灭弧室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种横磁电极真空灭弧室，其属于真空灭弧室技术领域，包括屏蔽筒和设置于所述屏蔽筒内的两个触头，所述触头上开设有跑弧槽，所述跑弧槽的始端位于所述触头的中部区域，所述跑弧槽的末端位于所述触头的外周面上，所述跑弧槽呈阿基米德螺旋线延伸。可以增强触头边沿的切向磁吹力，使电弧的运动轨迹更贴近跑弧槽，因此电弧在触头边沿处向外甩弧的趋势明显减弱，提高了开断性能，减少对屏蔽筒的损害，降低了对周围屏蔽材料的要求，降低了成本。

Description

一种横磁电极真空灭弧室

技术领域

本实用新型涉及真空灭弧室技术领域，尤其涉及一种横磁电极真空灭弧室。

背景技术

真空灭弧室是真空开关的核心器件。它是用一对密封在真空中的电极(触头)和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断的真空器件。

目前国内外真空灭弧室的电极结构主要有两种：纵向磁场电极和横向磁场电极。两者的磁场形态和电弧形态不同，结构也大不相同。纵向磁场电极一般至少由4～5个零件组合而成，且电极高度较大，在一定程度上限制了真空灭弧室高度方向的尺寸。而横向磁场电极只需要一个触头零件即可，结构简单、电极高度小且回路电阻低，有利于真空灭弧室的进一步小型化。由于横磁电极结构简单，真空灭弧室还能够实现全一次封排工艺，可以减少钎焊环节，提高生产效率。

横磁电极的熄弧原理是由电极产生的横向磁场推动真空电弧在触头表面旋转运动来减少触头材料烧损从而在电流零点时将电弧熄灭的。现有的真空灭弧室的横磁电极，如图1和图2所示，多是采用卍字槽或R+直尾的开槽结构，这两种结构存在电弧在旋转运动至触头边沿时，电弧会发生向外甩弧而烧坏屏蔽筒的问题，因此这两种结构的横磁电极需要和热容量较大的铜或者耐烧蚀性能更好的铜铬材料屏蔽筒配合使用，导致灭弧室成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种横磁电极真空灭弧室，以解决现有技术中存在的电弧在旋转运动至触头边沿时电弧会发生向外甩弧而烧坏屏蔽筒的技术问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种横磁电极真空灭弧室，包括屏蔽筒和设置于所述屏蔽筒内的两个触头，所述触头上开设有跑弧槽，所述跑弧槽的始端位于所述触头的中部区域，所述跑弧槽的末端位于所述触头的外周面上，所述跑弧槽呈阿基米德螺旋线延伸。

其中，每个所述触头上绕轴线间隔开设有至少三条跑弧槽。

其中，两个所述触头分别为静触头和动触头，所述静触头与所述动触头之间面面接触，所述静触头与所述动触头相对于接触面镜像设置。

其中，还包括静导电杆和动导电杆，所述静触头与所述静导电杆连接，所述动触头与所述动导电杆连接，所述静导电杆、所述静触头、所述动触头和所述动导电杆构成导流回路。

其中，所述静导电杆上于所述静触头远离所述动触头的一侧设置有屏蔽板，所述屏蔽板的直径不小于所述静触头的直径。

其中，所述动导电杆上套设有波纹管，所述动导电杆上于所述动触头远离所述静触头的一侧设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩罩设于所述波纹管的端部。

其中，所述动触头与所述动导电杆之间铆接固定。

其中，所述屏蔽筒由不锈钢材料制成。

其中，所述屏蔽筒自中间向两端逐渐缩小。

其中，所述屏蔽筒的两端边缘处均设置有内卷边结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的横磁电极真空灭弧室，在触头上设置的跑弧槽，始端位于触头的中部区域，末端位于触头的外周面上，跑弧槽呈阿基米德螺旋线延伸，使得跑弧槽的末端沿触头的外周面平滑过渡，可以增强触头边沿的切向磁吹力，使电弧的运动轨迹更贴近跑弧槽，因此电弧在触头边沿处向外甩弧的趋势明显减弱，提高了开断性能，减少对屏蔽筒的损害，降低了对周围屏蔽材料的要求，降低了成本。

附图说明

图1是现有的一种触头的示意图；

图2是现有的另一种触头的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的横磁电极真空灭弧室的剖视图；

图4是图3的部分结构的示意图；

图5是本实用新型实施例提供的静触头的结构示意图；

图6是图5的主视图；

图7是本实用新型实施例提供的动触头的结构示意图；

图8是图7的主视图。

图中：

10、屏蔽筒；

20、跑弧槽；21、静触头；22、动触头；

31、静导电杆；32、动导电杆；

40、瓷壳；

51、静盖板；52、动盖板；

60、波纹管；

71、屏蔽板；72、屏蔽罩；

80、动均压罩；

90、铆钉。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

参见图3至图8，本实用新型实施例提供一种横磁电极真空灭弧室，包括瓷壳40、静盖板51和动盖板52，瓷壳40的内部中空、两端开口，静盖板51和动盖板52分别设置于瓷壳40的两端开口处。横磁电极真空灭弧室还包括静导电杆31和动导电杆32，静导电杆31穿设于静盖板51，动导电杆32穿设于动盖板52，动导电杆32位于瓷壳40内的部分套设有波纹管60，波纹管60、动盖板52、瓷壳40、静盖板51之间形成密封的真空腔体。

横磁电极真空灭弧室还包括屏蔽筒10和设置于屏蔽筒10内的两个触头，屏蔽筒10位于真空腔体内且与瓷壳40固定连接，触头上开设有跑弧槽20，跑弧槽20的始端位于触头的中部区域，跑弧槽20的末端位于触头的外周面上，跑弧槽20呈阿基米德螺旋线延伸，使得跑弧槽20的末端沿触头的外周面平滑过渡，可以增强触头边沿的切向磁吹力，使电弧的运动轨迹更贴近跑弧槽20，因此电弧在触头边沿处向外甩弧的趋势明显减弱，提高了开断性能，还可以提高额定短路开断电流开断次数，减少对屏蔽筒10的损害，降低了对周围屏蔽材料的要求。

在本实施例中，屏蔽筒10由不锈钢材料制成。由于电弧在触头边沿处向外甩弧的趋势明显减弱，减少对屏蔽筒10的损害，这样可以与成本较低的不锈钢材料的屏蔽筒10配合使用。

每个触头上绕轴线间隔开设有至少三条跑弧槽20，使得电弧能够受到更强的横向磁吹力。在本实施例中，静触头21和动触头22均为圆盘状，每个触头上绕轴线间隔开设有四条跑弧槽20，可根据实际情况设置跑弧槽20的数量。

阿基米德螺旋线的方程为R＝aθ+S，R、θ和S在附图中标出，a作为系数。与现有技术中的开槽方式相比，跑弧槽20的螺旋路径更长，磁场仿真结果显示该结构可以增强电弧在运动过程中受到的磁吹力，电弧的运动轨迹更贴近跑弧槽20，且在触头边沿时切向磁吹力更大，更利于电弧沿触头的触指进行圆周运动，因此电弧在触头边沿处向外甩弧的趋势明显得到改善。

两个触头分别为静触头21和动触头22，静触头21和动触头22之间面面接触，静触头21与动触头22相对于接触面镜像设置，静触头21与动触头22构成了电极系统。在静触头21和动触头22之间面面接触装配完成后，静触头21上的跑弧槽20和动触头22上跑弧槽20沿轴向是对齐的。

静触头21与静导电杆31连接，动触头22与动导电杆32连接，静导电杆31、静触头21、动触头22和动导电杆32构成导流回路。在使用时，静导电杆31和动导电杆32均与瓷壳40外的导线连接，使得电流能够在导流回路流动。

由于静触头21与动触头22均是单一零件，结构简单，可以缩短回路的导流路径，降低真空灭弧室的回路电阻。

静导电杆31上于静触头21远离动触头22的一侧设置有屏蔽板71，用来阻挡电弧穿过静触头21上的跑弧槽20向背面飞溅。屏蔽板71的直径不小于静触头21的直径，使得屏蔽板71能够对静触头21进行全面阻挡。

动导电杆32上于动触头22远离静触头21的一侧设置有屏蔽罩72，屏蔽罩72罩设于波纹管60的端部。屏蔽罩72一物两用，不仅保护波纹管60，还能够阻挡电弧穿过动触头22上的跑弧槽20向背面飞溅。当然，屏蔽罩72的直径不小于动触头22的直径，使得屏蔽罩72能够对动触头22进行全面阻挡。

动触头22与动导电杆32之间铆接固定，使得采用全一次封排工艺即可实现，缩短了工艺流程和工艺时间，提高了生产效率。具体地，在焊接之前将动触头22与动导电杆32铆接，可以取消部件钎焊环节，实现从零件到整体一次完成钎焊和排气的全一次封排工艺。动触头22的中间区域设置有第一凹槽，为铆钉90提供容置空间。

当然，静触头21与静导电杆31之间也可以采用铆接固定，在此不再赘述。静触头21的中间区域设置有第二凹槽，为铆钉90提供容置空间。

瓷壳40与动盖板52的连接处，于瓷壳40内设置有动均压罩80，动均压罩80向屏蔽筒10的方向延伸且边缘部位形成折边，进一步起到均压作用。屏蔽筒10、动均压罩80和静盖板51构成真空腔体内部的均压屏蔽系统，屏蔽筒10能够吸收开断过程中产生的金属蒸汽，同时均匀内部电场。

屏蔽筒10自中间向两端逐渐缩小，可以增强对燃弧过程中产生的金属蒸汽的屏蔽作用，减轻瓷壳40被金属蒸汽污染的程度。屏蔽筒10的两端边缘处均设置有内卷边结构，可有效阻挡金属蒸汽的蒸发路径，进一步增强对金属蒸汽的屏蔽作用，改善瓷壳40被污染程度，提高灭弧室弧后绝缘水平。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种横磁电极真空灭弧室，包括屏蔽筒(10)和设置于所述屏蔽筒(10)内的两个触头，其特征在于，所述触头上开设有跑弧槽(20)，所述跑弧槽(20)的始端位于所述触头的中部区域，所述跑弧槽(20)的末端位于所述触头的外周面上，所述跑弧槽(20)呈阿基米德螺旋线延伸。

2.根据权利要求1所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，每个所述触头上绕轴线间隔开设有至少三条跑弧槽(20)。

3.根据权利要求1所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，两个所述触头分别为静触头(21)和动触头(22)，所述静触头(21)与所述动触头(22)之间面面接触，所述静触头(21)与所述动触头(22)相对于接触面镜像设置。

4.根据权利要求3所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，还包括静导电杆(31)和动导电杆(32)，所述静触头(21)与所述静导电杆(31)连接，所述动触头(22)与所述动导电杆(32)连接，所述静导电杆(31)、所述静触头(21)、所述动触头(22)和所述动导电杆(32)构成导流回路。

5.根据权利要求4所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述静导电杆(31)上于所述静触头(21)远离所述动触头(22)的一侧设置有屏蔽板(71)，所述屏蔽板(71)的直径不小于所述静触头(21)的直径。

6.根据权利要求4所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述动导电杆(32)上套设有波纹管(60)，所述动导电杆(32)上于所述动触头(22)远离所述静触头(21)的一侧设置有屏蔽罩(72)，所述屏蔽罩(72)罩设于所述波纹管(60)的端部。

7.根据权利要求4所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述动触头(22)与所述动导电杆(32)之间铆接固定。

8.根据权利要求1-7任一项所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述屏蔽筒(10)由不锈钢材料制成。

9.根据权利要求1-7任一项所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述屏蔽筒(10)自中间向两端逐渐缩小。

10.根据权利要求9所述的横磁电极真空灭弧室，其特征在于，所述屏蔽筒(10)的两端边缘处均设置有内卷边结构。

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