灭弧室、灭弧室触头及消弧线圈的绝缘支架的制作方法

本发明涉及灭弧室触头，特别涉及消弧室触头上消弧线圈的绝缘支架。

背景技术：

随着我国城市配电网的改造及供电可靠性要求的提高，对环网供电设备的需求量进一步的增大，而且提出了智能化、长寿命、高可靠性的需求。城市土地资源稀缺，随着开关设备制造技术进步，设备的小型化正成为未来的发展方向，充气式环网柜能很好适应这种趋势。磁旋消弧的灭弧方式具有开断能力强、使用寿命长的优点，现有技术中已经存在一些使用磁旋消弧技术进行消弧的灭弧室和负荷开关。

例如公布号为cn106960755a、公布日为2017.07.18的中国发明专利申请所公开的一种触头系统及使用该触头系统的单极灭弧室和负荷开关，负荷开关包括三相单极灭弧室，各单极灭弧室均包括绝缘筒和设置在绝缘筒中的动触头和静触头。如图1所示，静触头包括静触头座1、绝缘支架2、安装在绝缘支架2中的静触指和安装在绝缘支架2上方的消弧盘3，绝缘支架2具有靠近断口的顶端和远离断口的底端，其外周上绕设有消弧线圈4，消弧线圈4一端与消弧盘3焊接、另一端由线圈紧固螺钉5固定在静触头座1上。

现有负荷开关虽然具备了开断大电流的能力，但是由于绝缘支架2外形是圆柱形，因此缠绕形成的消弧线圈也为圆柱形，消弧线圈的下端离灭弧室断口较远，工作时消弧线圈下端产生的磁场不能得到充分利用。另外，现有的绝缘支架2外表面光滑，缠绕消弧线圈4时很难缠绕的紧密、均匀，作业不方便，费时费力，效率低，若缠绕不好，则影响灭弧室开断能力。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种灭弧室触头，以解决现有的灭弧室触头存在的消弧线圈的磁场利用不充分的问题；本发明的另外两个目的分别是提供一种灭弧线圈的绝缘支架和提供一种采用了上述灭弧室触头的灭弧室。

本发明中灭弧室触头采用的技术方案如下。

灭弧室触头，包括消弧线圈和绝缘支架，所述绝缘支架具有靠近断口的顶端和远离断口的底端，绝缘支架的外周面具有供消弧线圈绕设的线圈缠绕部分，所述线圈缠绕部分的直径沿着顶部到底部的方向逐渐减小。

采用该技术方案，由于线圈缠绕部分的直径沿着顶部到底部的方向逐渐减小，而顶部为靠近断口的位置，因此能够减小底部的线圈距离断口的间距，从而能够充分利用消弧线圈的下端产生的磁场，与现有技术相比能够提高消弧线圈的灭弧性能，或者在灭弧性能相同的情况下减小尺寸，节省空间。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分为锥形结构。

采用锥形结构便于加工，结构简单。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的外周面具有连接在线圈缠绕部分底端的等径部分。

设置等径部分能够避免绝缘支架底部截面突变导致应力集中，同时便于消弧线圈下部端头的走线。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分的外周面上设有用于引导消弧线圈缠绕在绝缘支架上的螺旋槽。

采用螺旋槽能够对消弧线圈的缠绕形成良好导向，有利于提高缠绕效率和缠绕质量，并能够避免由于线圈缠绕部分的直径变化而导致的线圈缠绕不均匀或错乱，有利于提高缠绕效率，保证缠绕质量。

在设置螺旋槽的基础上：所述螺旋槽的槽深小于相应消弧线圈的导线半径。

采用该方案能够使消弧线圈缠绕得更紧密，充分利用空间，并且能够避免消弧线圈因嵌入螺旋槽中过深而受损。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的底部设有用于与相应的触头座连接的连接法兰。

设置连接法兰能够更好地适应绝缘支架的直径变化，便于绝缘支架的固定。

在设置连接法兰的基础上：触头座上设有线圈固定螺钉，所述连接法兰上设有用于避让所述线圈固定螺钉的避让口。

设置避让口便于对消弧线圈的端头进行固定，结构整洁。

在设置连接法兰的基础上：灭弧室触头包括供灭弧室触头安装的触头座，所述连接法兰的底部端面和触头座的顶部端面的其中一个上设有定位环槽，另一个上设有与所述定位环槽适配的定位凸起，定位凸起嵌入定位环槽内并与定位环槽定位配合。

采用该技术方案能够提高绝缘支架的定位精度，保证消弧线圈的位置，有利于保证灭弧性能。

上述各优选的技术方案可以单独采用，也可以两个以上任意组合。

本发明中灭弧室采用的技术方案如下。

灭弧室，包括灭弧室触头，灭弧室触头包括消弧线圈和绝缘支架，所述绝缘支架具有靠近断口的顶端和远离断口的底端，绝缘支架的外周面具有供消弧线圈绕设的线圈缠绕部分，所述线圈缠绕部分的直径沿着顶部到底部的方向逐渐减小。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分为锥形结构。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的外周面具有连接在线圈缠绕部分底端的等径部分。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分的外周面上设有用于引导消弧线圈缠绕在绝缘支架上的螺旋槽。

在设置螺旋槽的基础上：所述螺旋槽的槽深小于相应消弧线圈的导线半径。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的底部设有用于与相应的触头座连接的连接法兰。

在设置连接法兰的基础上：触头座上设有线圈固定螺钉，所述连接法兰上设有用于避让所述线圈固定螺钉的避让口。

在设置连接法兰的基础上：灭弧室触头包括供灭弧室触头安装的触头座，所述连接法兰的底部端面和触头座的顶部端面的其中一个上设有定位环槽，另一个上设有与所述定位环槽适配的定位凸起，定位凸起嵌入定位环槽内并与定位环槽定位配合。

上述各优选的技术方案可以单独采用，也可以两个以上任意组合。

本发明中消弧线圈的绝缘支架采用的技术方案如下。

消弧线圈的绝缘支架，所述绝缘支架具有靠近断口的顶端和远离断口的底端，绝缘支架的外周面具有供消弧线圈绕设的线圈缠绕部分，所述线圈缠绕部分的直径沿着顶部到底部的方向逐渐减小。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分为锥形结构。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的外周面具有连接在线圈缠绕部分底端的等径部分。

作为一种优选的技术方案：所述线圈缠绕部分的外周面上设有用于引导消弧线圈缠绕在绝缘支架上的螺旋槽。

在设置螺旋槽的基础上：所述螺旋槽为弧形槽，弧形槽所对应的角度小于半圆。

作为一种优选的技术方案：所述绝缘支架的底部设有用于与相应的触头座连接的连接法兰。

在设置连接法兰的基础上：所述连接法兰上设有用于避让触头座上设置的线圈固定螺钉的避让口。

在设置连接法兰的基础上：所述绝缘支架由环氧树脂一体浇注成型。

上述各优选的技术方案可以单独采用，也可以两个以上任意组合。

附图说明

图1为现有灭弧室静触头的结构示意图；

图2为本发明中灭弧室触头的实施例一的结构示意图；

图3为绝缘支架的主视图；

图4为图3的纵剖视图。

图中：1-触头座、2-绝缘支架、3-消弧盘、4-消弧线圈、5-线圈固定螺钉、6-触指、7-支架主体、71-线圈缠绕部分、72-等径部分、8-连接法兰、9-螺旋槽、10-避让口、11-定位环槽、12-法兰连接孔、13-消弧盘安装孔，14-定位凸起。

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。

本发明的灭弧室触头的实施例一，如图2至图4所示，是一种负荷开关的静触头，包括触头座1、绝缘支架2、消弧盘3、消弧线圈4和触指6。绝缘支架2整体由环氧树脂浇注而成，具有靠近断口的顶端和远离断口的底端。绝缘支架2的上端面设有三个均匀分布的消弧盘安装孔13，消弧盘3固定在绝缘支架2上方；绝缘支架2内部具有圆柱形通孔，通孔的直径稍微大于触指6的外径，触指6安装在绝缘支架2中。消弧线圈4为铜漆包线，缠绕在绝缘支架2的外周面上，用于形成消弧磁场。

绝缘支架2的底部设有用于与触头座1连接的连接法兰8，连接法兰8上设有三个均布的法兰连接孔12，绝缘支架2通过法兰连接孔12固定在触头座1上。

连接法兰8上方设有支架主体7，支架主体7的外周面具有直径沿着顶部到底部的方向逐渐减小的部分，该部分形成供消弧线圈绕设的线圈缠绕部分71。线圈缠绕部分71的外周面上的螺旋槽9，用于形成消弧线圈的铜漆包线沿螺旋槽缠绕在绝缘支架2上。螺旋槽9为弧形槽，其槽深小于相应消弧线圈的半径，弧形槽所对应的角度小于半圆。另外，支架主体7的外周面还具有连接在线圈缠绕部分71底端的等径部分72。当然，在其他实施例中，螺旋槽9也可以是其他形状，例如矩形槽、梯形槽等。

消弧线圈4的一端和消弧盘3焊接在一起，另一端用线圈固定螺钉5固定在触头座1上，形成导电回路。为了便于消弧线圈的固定，连接法兰8上设有用于避让线圈固定螺钉5的避让口10。进一步的，连接法兰8的下端面设有定位环槽11，触头座1的顶面上设有与定位环槽11适配的定位凸起14，安装时定位环槽11和定位凸起14配合，方便绝缘支架2在触头座1上的固定。为了使消弧线圈4能够紧密地缠绕在绝缘支架2上，用于形成消弧线圈4的铜漆包线的长度可以提前确定，能够保证拉紧消弧线圈的两端，节约铜漆包线。当然，也可以采用较长的铜漆包线，在缠绕完成后根据需求截断剩余部分。

当负荷开关开断电流时，随着动触头向上移动，动静触头之间的部分电弧由触指6转移到消弧盘3上，电弧电流通过消弧盘3、消弧线圈4、触头座1形成导电回路，从而使消弧线圈4产生磁场，电弧在磁场的洛伦兹力作用下发生高速旋转并被拉长，由于电弧的旋转，消弧盘3的烧蚀减弱，最终在电流过零点时电弧逐渐熄灭。

绝缘支架2为锥形结构，消弧线圈4下端与灭弧室断口之间的距离较短，使断口处的磁场大大加强，产生的洛伦兹力也增大，从而使电弧的旋转速度增加，灭弧室开断电流能力增强。另外，由于螺旋槽9的限位，消弧线圈不会发生松散现象，特别适用于绝缘支架2的锥形结构，可大大提高线圈的缠绕速度，提高工作效率，并且缠绕完成后，消弧线圈4各部分之间的间隔均匀，使用时磁场均匀，提高了线圈缠绕的质量。

本发明的灭弧室触头的实施例二，本实施例与实施例一的不同之处在于：实施一中绝缘支架2的线圈缠绕部分71的直径以连续方式逐渐减小，而本实施例中线圈缠绕部分71的直径沿着顶部到底部的方向呈阶梯状逐渐减小。

本发明的灭弧室触头的实施例三，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中绝缘支架2的线圈缠绕部分71的轮廓为曲线形状。

本发明的灭弧室触头的实施例四，本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中的绝缘支架2上未设置螺旋槽，线圈缠绕部分71的外周面为平滑表面，消弧线圈直接缠绕在线圈缠绕部分71的外周面上。当然，在其他实施例中，所述线圈缠绕部分71的外周面上也可以设置除螺旋槽之外的其他形式的定位结构，通过定位结构来对所述消弧线圈沿绝缘支架的轴向进行定位。例如在绝缘支架的外周面上设置多个卡扣，各卡扣成螺旋形间隔排列，装配时将消弧线圈的对应部分卡入卡扣，实现线圈定位；再如，将卡扣沿绝缘支架的轴向成排排列，将每一匝消弧线圈的局部卡入卡扣内实现定位，或者将部分匝消弧线圈的局部卡入卡扣内实现定位；再如，将绝缘支架设置为外周面光滑的形式，在绝缘支架上套设定位套，定位套上设置用于对所述消弧线圈沿绝缘支架的轴向进行定位的定位结构；再如，将绝缘支架上设置针状凸起作为定位结构，依靠针状凸起对消弧线圈的各匝或部分匝沿绝缘支架的轴向进行定位。

在灭弧室触头的其他实施例中，也可以将支架主体整体作为线圈缠绕部，省去实施例一中的等径部分72。另外，也可以将绝缘支架设置成分体式结构，绝缘支架的锥体主体和连接法兰可拆连接，降低绝缘支架的制作难度。再者，在其他实施例中，如果灭弧室的动触头上设置上述消弧线圈和绝缘支架，本专利中的灭弧室触头也可以是动触头。

本发明中灭弧室的实施例，灭弧室包括筒体和设置在筒体两端的灭弧室触头，灭弧室触头即上述灭弧室触头的任一实施例中所述的灭弧室触头，具体结构此处不再赘述。

本发明中消弧线圈的绝缘支架的实施例，绝缘支架的结构与上述灭弧室触头的任一实施例中的绝缘支架的结构相同，具体结构此处不再赘述。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。