一種具有動主觸頭和動弧觸頭的真空滅弧室的製作方法
2023-06-11 01:56:41
本發明屬於電器元件技術領域，涉及一種具有動主觸頭和動弧觸頭的真空滅弧室。
背景技術：
真空斷路器因其滅弧介質和滅弧後觸頭間隙的絕緣介質均為高真空而得名，具有體積小、重量輕、適於頻繁操作、滅弧不用檢修等優點，在配電網中應用普遍。在現有真空斷路器的真空滅弧室中，大都設有一個動觸頭和一個靜觸頭，短路電流的開斷和額定電流的承載均是由這對觸頭來完成。這種結構的真空滅弧室存在的最大弊端是無法同時兼具大短路電流開斷和大額定電流承載的能力，即在這類滅弧室內，若要滿足具有大短路電流開斷的能力，便很難再同時實現大額定電流長期同流。
申請公布號為CN104465256A的中國發明專利公開了一種隔離斷路器用滅弧室及使用該滅弧室的隔離斷路器，隔離斷路器包括滅弧室，滅弧室中設有沿上下方向對應布置的靜主觸頭、動主觸頭和靜弧觸頭、動弧觸頭，靜主觸頭、靜弧觸頭在隔離斷路器分閘時位於對應的動主觸頭、動弧觸頭上方，靜弧觸頭、動弧觸頭位於靜主觸頭和動主觸頭內側，靜弧觸頭和靜主觸頭之間設有可在斷路器分閘時對靜弧觸頭形成屏蔽的屏蔽罩，屏蔽罩具有在斷路器分閘時位於靜弧觸頭下方的下屏蔽端。上述專利公布的技術方案具有良好的分斷電流的能力，但其結構複雜，加工困難，且斷路器的徑向上零部件較多，增加了斷路器的徑向尺寸，使得斷路器的外徑較大，限制了斷路器的應用範圍。
技術實現要素：
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能夠在不增大真空斷路器外徑的情況下，既具有優異的分斷能力，又能夠滿足載流需求的具有動主觸頭和動弧觸頭的真空滅弧室。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
一種具有動主觸頭和動弧觸頭的真空滅弧室，該真空滅弧室包括外殼、設置在外殼內部的屏蔽罩以及相對設置的靜觸頭組件、動觸頭組件，所述的靜觸頭組件包括插設在外殼內部且底端位於屏蔽罩內的靜導電桿以及設置在靜導電桿底端的靜觸頭，所述的動觸頭組件包括插設在外殼內部且頂端位於屏蔽罩內的動導電桿、設置在動導電桿頂端的動主觸頭以及套設在動導電桿及動主觸頭外部並可沿動導電桿的軸嚮往復運動的動弧觸頭，該動弧觸頭與動導電桿之間設有錶帶觸指，並通過錶帶觸指與動導電桿滑動連接。
動弧觸頭的縱截面呈倒置的凸字形，所述的動主觸頭的外部套設有與動弧觸頭相適配的限位盤，該限位盤的頂端低於動主觸頭的頂端，所述的動主觸頭通過限位盤與動弧觸頭傳動連接。動弧觸頭呈空心殼體狀，限位盤、動主觸頭及動導電桿之間相互焊接在一起，當動導電桿帶動限位盤及動主觸頭向上運動時，動主觸頭頂在動弧觸頭頂部的內表面上，並帶動動弧觸頭一起向上運動；當動導電桿帶動限位盤及動主觸頭向下運動時，限位盤帶動動弧觸頭一起向下運動。
所述的動弧觸頭包括設置在屏蔽罩內的動弧觸頭上殼體以及設置在動弧觸頭上殼體底部且與動弧觸頭上殼體的內部相連通的動弧觸頭下殼體，所述的限位盤位於動弧觸頭上殼體內，所述的錶帶觸指設置在動弧觸頭下殼體與動導電桿之間。限位盤能夠帶動動弧觸頭向下運動；錶帶觸指為導體且其表面光滑，既能夠保證電流在動弧觸頭與動導電桿之間流通，降低動弧觸頭與動導電桿之間的接觸電阻，實現動弧觸頭與動導電桿的電連接，同時能夠降低動弧觸頭與動導電桿相對運動時的滑動摩擦阻力。
所述的動弧觸頭上殼體的底部與限位盤之間設有臺肩。臺肩能夠防止限位盤與動弧觸頭上殼體的底部快速碰撞時，因碰撞力過大而損壞動弧觸頭。
所述的錶帶觸指固定設置在動弧觸頭下殼體的內壁上。當動弧觸頭與動導電桿相對運動時，固定設置在動弧觸頭下殼體內壁上的錶帶觸指始終與動導電桿滑動連接，保持動弧觸頭與動導電桿之間的電路連通。
所述的外殼的上下兩端分別設有與靜導電桿相適配的上封接環、與動導電桿相適配的下封接環。上封接環及下封接環能夠增強真空滅弧室的密封性能。
所述的動弧觸頭的底端與下封接環之間設有波紋管，並通過波紋管與下封接環彈性連接。動弧觸頭在沿動導電桿的軸嚮往復運動時，波紋管的上下兩端始終分別與動弧觸頭的底端及下封接環的頂端相連，保證密封性能。
所述的外殼為陶瓷外殼，所述的上封接環及下封接環均為金屬封接環。外殼選用綜合性能良好的陶瓷外殼，使其具有良好的絕緣強度和機械強度；上封接環及下封接環均採用金屬封接環，使其具有良好的機械強度和密封性能。
所述的動主觸頭的材質為銅，所述的動弧觸頭的材質為銅鉻合金。動主觸頭選用導電性能良好的純銅材質，使其能夠承載大的額定電流；銅鉻合金具有較好的耐電壓強度和良好的開斷電流能力，適合用於開斷大的短路電流。
所述的動弧觸頭為縱磁場觸頭。縱磁場觸頭相比於橫磁場觸頭，具有更加優異的電流分斷能力，能夠進一步提高真空滅弧室的分斷能力。
所述的靜導電桿的外部套設有上導向套，並與上導向套滑動連接；所述的動導電桿的外部套設有下導向套，並與下導向套滑動連接。
本發明的工作過程如下：
在未通電時，動弧觸頭與靜觸頭相分離，且動主觸頭與動弧觸頭也處於分離狀態，動弧觸頭與動導電桿之間通過錶帶觸指相連。
在合閘過程中，動導電桿在操動機構的作用下，帶動動主觸頭一起向上運動，直至動主觸頭與動弧觸頭相接觸，動弧觸頭與動主觸頭一起在動導電桿的帶動下向上運動。之後動弧觸頭與靜觸頭相接觸，並在動主觸頭的壓力作用下與靜觸頭緊緊接觸，保證接觸的可靠性。由於動導電桿中的電流經動主觸頭、動弧觸頭頂端流入靜觸頭的路徑比經錶帶觸指、動弧觸頭側面、動弧觸頭頂端流入靜觸頭的路徑短，且動主觸頭由導電性能優異的材料製作而成，使得大部分額定電流和預期短路電流沿著動主觸頭流入靜觸頭，之後由靜導電桿流出滅弧室，即由動主觸頭、靜觸頭完成大電流承載任務，從而降低了滅弧室的電阻損耗，提高了真空滅弧室的載流能力。
在分閘過程中，動導電桿在操動機構的作用下，帶動動主觸頭一起向下運動，動主觸頭對動弧觸頭的壓力作用消失。由於動導電桿與動弧觸頭之間通過錶帶觸指滑動連接且滑動摩擦力小，因而動導電桿的向下運動並不會帶動動弧觸頭的運動，動弧觸頭和靜觸頭仍處於相互接觸狀態，而動主觸頭與動弧觸頭之間已經開始分離。當動主觸頭及動導電桿繼續向下運動，並使限位盤與臺肩接觸之後，由於限位盤對動弧觸頭上殼體底部的壓力作用，使得動弧觸頭一起向下運動。此時動弧觸頭、靜觸頭開始分離，短路電流經依次動導電桿、錶帶觸指、動弧觸頭後，在靜觸頭與動弧觸頭之間產生電弧。由於在分閘過程中，動主觸頭與動弧觸頭先分離，此時動主觸頭與靜觸頭之間斷開，從而使全部的短路電流從動主觸頭轉移到動弧觸頭中，即由動弧觸頭、靜觸頭完成大短路電流開斷任務，且由於動弧觸頭採用縱磁結構，大大提高了真空滅弧室開斷短路電流的能力。
與現有技術相比，本發明具有以下特點：
1)動主觸頭與靜觸頭一起承擔通載額定電流的任務，動弧觸頭與靜觸頭一起承擔分斷短路電流的任務，構成兩路並聯的觸頭結構，將真空滅弧室的分斷大短路電流和通載大額定電流的功能在真空滅弧室內進行分工，實現在不增大真空滅弧室外徑的情況下，既保持了縱向磁場優異的分斷能力，又能夠滿足真空滅弧室的載流需求；
2)整體結構簡單，易於加工，且減少了真空滅弧室的徑向上零部件的數量，避免增加真空滅弧室的徑向尺寸，保留了真空滅弧室體積小、重量輕的優點，因而本發明的應用範圍較廣；
3)動導電桿與動弧觸頭之間通過錶帶觸指滑動連接且滑動摩擦力足夠小，進一步降低了動弧觸頭與動導電桿之間的接觸電阻。
附圖說明
圖1為本發明在未通電狀態下的結構示意圖；
圖2為本發明在合閘過程中的結構示意圖；
圖3為本發明在合閘後的結構示意圖；
圖4為本發明在分閘過程中的結構示意圖；
圖中標記說明：
1—動導電桿、2—下封接環、3—波紋管、4—錶帶觸指、5—外殼、6—臺肩、7—限位盤、8—動弧觸頭、81—動弧觸頭上殼體、82—動弧觸頭下殼體、9—動主觸頭、10—屏蔽罩、11—靜觸頭、12—靜導電桿、13—上封接環。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。
實施例：
一種具有動主觸頭和動弧觸頭的真空滅弧室包括外殼5、設置在外殼5內部的屏蔽罩10以及相對設置的靜觸頭組件、動觸頭組件，靜觸頭組件包括插設在外殼5內部且底端位於屏蔽罩10內的靜導電桿12以及設置在靜導電桿12底端的靜觸頭11，動觸頭組件包括插設在外殼5內部且頂端位於屏蔽罩10內的動導電桿1、設置在動導電桿1頂端的動主觸頭9以及套設在動導電桿1及動主觸頭9外部並可沿動導電桿1的軸嚮往復運動的動弧觸頭8，該動弧觸頭8與動導電桿1之間設有錶帶觸指4，並通過錶帶觸指4與動導電桿1滑動連接。
其中，動弧觸頭8的縱截面呈倒置的凸字形，動主觸頭9的外部套設有與動弧觸頭8相適配的限位盤7，該限位盤7的頂端低於動主觸頭9的頂端，動主觸頭9通過限位盤7與動弧觸頭8傳動連接。動弧觸頭8包括設置在屏蔽罩10內的動弧觸頭上殼體81以及設置在動弧觸頭上殼體81底部且與動弧觸頭上殼體81的內部相連通的動弧觸頭下殼體82，限位盤7位於動弧觸頭上殼體81內，錶帶觸指4設置在動弧觸頭下殼體82與動導電桿1之間。動弧觸頭上殼體81的底部與限位盤7之間設有臺肩6。錶帶觸指4固定設置在動弧觸頭下殼體82的內壁上。
外殼5的上下兩端分別設有與靜導電桿12相適配的上封接環13、與動導電桿1相適配的下封接環2。動弧觸頭8的底端與下封接環2之間設有波紋管3，並通過波紋管3與下封接環2彈性連接。外殼5為陶瓷外殼，上封接環13及下封接環2均為金屬封接環。
動主觸頭9的材質為銅，動弧觸頭8的材質為銅鉻合金。動弧觸頭8為縱磁場觸頭。
如圖1所示，在未通電時，動弧觸頭8與靜觸頭11處於分離狀態，且動主觸頭9與動弧觸頭8也處於分離狀態，動弧觸頭8與動導電桿1之間通過錶帶觸指4相連。
如圖2所示，合閘過程中，動主觸頭9與動弧觸頭8先接觸，之後一起向上運動，最終動弧觸頭8與靜觸頭11接觸，如圖3所示。
如圖4所示，分閘過程中，動主觸頭9與動弧觸頭8先分離，一段時間後，限位盤7帶動動弧觸頭8一起向下運動，使動弧觸頭8與靜觸頭11分離。
上述的對實施例的描述是為便於該技術領域的普通技術人員能理解和使用發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，並把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限於上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明範疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護範圍之內。