一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构。包括触头杯（1），触头杯（1）开口端连接有触头片（2）；触头杯（1）杯壁上沿周向分布有斜槽（3），斜槽（3）贯通开口端在开口端端面上形成槽口（4），槽口（4）与触头杯（1）的内杯壁（5）相切，触头杯（1）杯壁上相邻两斜槽（3）间切割得到的部分构成线圈（8）；所述的触头片（2）边缘沿周向分布有纵磁槽（6），纵磁槽（6）能够与所述槽口（4）轴向对齐，纵磁槽（6）一端贯通触头片（2）边缘。本实用新型专利技术能够在保持短路电流开断能力不变的情况下，实现低电阻目的，同时有利于小型化设计。

A longitudinal magnetic contact structure of vacuum interrupter which can enhance the breaking ability

【技术实现步骤摘要】
一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构
本技术涉及真空灭弧室
，特别是一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构。
技术介绍
真空灭弧室是真空开关的核心器件，担负着控制电弧电流的任务，电路的切断与关合都靠真空灭弧室中带有磁场的一对触头的分合运动来完成。现有的小型真空灭弧室中，以触头杯开口端为上方，其控弧所用的杯状纵磁触头结构的触头杯线圈构成包括一个触头杯，触头杯杯壁上设置有斜槽，斜槽沿触头杯圆周向着触头杯开口端方向旋转，并贯通开口端。该结构在使用中存在一个缺点：为了增长电流的流通路径，提高纵向磁场强度，增强真空灭弧室短路电流的开断能力，往往需要增大斜槽的旋转角度α(目前的α常在90～103°之间)，但是随着α的增大，斜槽对触头杯杯壁的切割就越深(即斜槽就越长)，相应地线圈电阻会增大，尤其是线圈根部因截面积小电阻值会很大。由于短路电流开断能力和额定工作电流是一对矛盾难以两全，只能相互兼顾。开断能力大的真空灭弧室往往有较大的电阻值，使用时常出现温升过高现象，需要用较大面积的纯铜散热器进行散热，成本过高，否则因开关触头过热而影响开关的运行的可靠性、稳定性。针对温升问题，当用户提出低电阻要求，但又必须满足应有的短路电流开断能力时，常用的做法是向外加大线圈厚度，而向外加厚线圈，又会减小有效直径，降低短路电流开断能力。为了克服这一问题，只能采用增大触头杯线圈的办法，但这样又增大了真空灭弧室的整体直径，不利于器件小型化设计。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构结构。本技术能够在保持短路电流开断能力不变的情况下，实现低电阻目的，同时有利于小型化设计。本技术的技术方案：一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构，包括触头杯，触头杯开口端连接有触头片；触头杯杯壁上沿周向分布有斜槽，斜槽贯通开口端在开口端端面上形成槽口，槽口与触头杯的内杯壁相切，触头杯杯壁上相邻两斜槽间切割得到的部分构成线圈；所述的触头片边缘沿周向分布有纵磁槽，纵磁槽能够与所述槽口轴向对齐，纵磁槽一端贯通触头片边缘。前述的能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构中，所述的纵磁槽的另一端端部超出与所述纵磁槽垂直的直径线。前述的能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构中，所述的纵磁槽的另一端端部连接有直槽，直槽与纵磁槽垂直。前述的能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构中，纵磁槽与槽口轴向对齐时，相邻两纵磁槽间至少间隔有一个槽口。有益效果：与现有技术相比，本技术触头杯上的斜槽在开口端端面上的槽口与触头杯的内杯壁相切，触头片上设置的纵磁槽与槽口在触头杯轴线方向对齐；通过该结构，触头片上的纵磁槽能够对来自触头杯线圈上的电流形成阻碍，避免电流直接流向触头片中心，此时电流需绕过纵磁槽才能流向触头片中心；因此，通过该结构能够有效增长电流的流通路径，提高纵向磁场强度，增强真空灭弧室的开断能力。参见图1和图6中箭头为各自电流的流向：图1中，电流流到触头片时，需绕过纵磁槽才能流到触头片中心；图6中，电流流到触头片时，直接流向触头片中心；通过该结构，纵磁槽对电流形成阻碍。对比图4和图8可知，本技术的槽口与内杯壁相切，传统的槽口主要沿着触头杯径向。本技术触头结构产生的纵向磁场等效于触头杯斜槽间线圈产生的纵向磁场与触头片上纵磁槽产生的纵向磁场的叠加，该结构有如下特点：其一，触头杯上的斜槽的旋转角度α能够减小(本技术能够将α由传统的90～103°降至80～85°)，触头杯上因斜槽旋转角度α减少而减少的那部分磁场由触头片上纵磁槽产生的磁场进行弥补；通过该结构，在保证短路电流开断能力不变的同时，因α的减小，降低了触头杯线圈的电阻。其二，由于斜槽的起点、终点与常规位置不同，斜槽起点处到终点处几乎有相同的截面，消除了常用触头结构斜槽终点截面过小带来的电阻增大的瓶颈问题。具体原理：槽口与触头杯的内杯壁相切，促使相邻两斜槽基本平行，同时斜槽终点离椭圆截面的回旋点很远，进而使沿电流方向的线圈截面积基本相等，不会出现线圈根部在椭圆回旋点附近导致截面积变小的现象，进一步减小了线圈电阻。在不增大触头直径的情况下，由于线圈电阻的减小，能够有效控制触头工作时的温升，进而有利于增大真空灭弧室额定电流值，同时又能够保证真空灭弧室的开断能力。参见图3和图7：对比图3和图7的椭圆圈标识位置可知，本技术的线圈根部的截面积得到增大，进而减小了根部电阻。其三,由于触头结构磁场是触头杯线圈产生的磁场与触头片纵磁槽产生的磁场的叠加，在较小额定工作电流的场合，可利用叠加来的强磁场来缩小触头直径，进而缩小真空灭弧室直径，获得更小体积真空灭弧室的小型化结构。另外，传统的触头结构，越靠近触头边缘位置，其磁场强度会越弱，控弧能力也越弱(参见图10)。因此为了增强控弧能力，就需要将触头边缘向外延伸，增大触头杯直径，进而增加触头有效面积；而触头边缘的向外延伸，会增大触头直径，进而增大了真空灭弧室的整体直径，不利于器件小型化设计。本技术的线圈电流在流向触头片时，需要绕过纵磁槽才能流向触头片中心位置，这样电流沿着触头片边缘流过时，就会在触头边缘产生磁场，从而增加了触头的边缘磁场(参见图9)，提高了对触头边缘电弧的控制能力，进而增强了短路电流开断能力及其稳定性能。边缘磁场产生的区域参见图5的阴影部分，图5中箭头表示电流方向。边缘磁场控弧能力的提高等效于触头有效面积的提高(特别是触头边缘的面积)，因此，同等控弧能力设计要求下，本技术的触头杯直径可以设计得更小，进而更有利于器件小型化。此外，由于控弧能力的增强，本技术还能够适当向内加大触头杯线圈的厚度，进一步降低了触头杯线圈的电阻值；这样就为设计者提供了更多的设计余量，使得设计难度得以降低。与常规触头结构相比，同样是直径φ60杯状纵磁触头结构，常规触头结构电阻13-18μΩ，本技术触头结构电阻7-9μΩ，由此可知，本技术的电阻降低十分显著。本技术纵磁槽的另一端端部超出与所述纵磁槽垂直的直径线；该结构，能够更加有利于纵磁槽对线圈上电流的阻碍，增长电流流通路径。本技术在纵磁槽的另一端端部连接有与其垂直的直槽；该直槽结构能够有效减小触头表面产生的涡流，增强短路电流开断能力和介质恢复速度，有利于非对称电流的开断。本技术在相邻两纵磁槽间至少间隔有一个槽口；通过该结构，能够使线圈场强沿触头周向的分布根据实际需要进行平衡，如：相邻两纵磁槽间间隔有一个槽口时，相应线圈的场强为：强→弱→强，两边强磁场的能够对中间弱磁场进行一定的补偿，进而使得场强分布更加平衡。触头表面的磁场分布，如果采用偶数开槽，得到磁场强、弱、强弱循环分布，如果采用奇数开槽，得到磁场强、中、弱、强、中、弱的循环分布，上述结构，都能保证短路电流开断电流的提高。综上，本技术能够在保持短路电流开断能力不变的情况下，实现低电阻目的，同时有利于小型化设计。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构，其特征在于：包括触头杯（1），触头杯（1）开口端连接有触头片（2）；触头杯（1）杯壁上沿周向分布有斜槽（3），斜槽（3）贯通开口端在开口端端面上形成槽口（4），槽口（4）与触头杯（1）的内杯壁（5）相切，触头杯（1）杯壁上相邻两斜槽（3）间切割得到的部分构成线圈（8）；所述的触头片（2）边缘沿周向分布有纵磁槽（6），纵磁槽（6）能够与所述槽口（4）轴向对齐，纵磁槽（6）一端贯通触头片（2）边缘。/n

【技术特征摘要】
1.一种能增强开断能力的真空灭弧室纵磁触头结构，其特征在于：包括触头杯（1），触头杯（1）开口端连接有触头片（2）；触头杯（1）杯壁上沿周向分布有斜槽（3），斜槽（3）贯通开口端在开口端端面上形成槽口（4），槽口（4）与触头杯（1）的内杯壁（5）相切，触头杯（1）杯壁上相邻两斜槽（3）间切割得到的部分构成线圈（8）；所述的触头片（2）边缘沿周向分布有纵磁槽（6），纵磁槽（6）能够与所述槽口（4）轴向对齐，纵磁槽（6）一端贯通触头片（2）边缘。


2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，陈志会，欧阳广龙，顾斌，
申请(专利权)人：中国振华电子集团宇光电工有限公司国营第七七一厂，
类型：新型
国别省市：贵州;52