真空断续器的触头的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种真空断续器的触头，其包括形成为圆片形的触头主体部，其一个表面上具有平坦形的接触表面，并设有在径向上从所述接触表面的中心朝向外侧形成为螺旋状的多个切口部，并且在触头主体部的外周表面与所述接触表面之间形成有倾斜区域。该真空断续器的触头的特征在于，倾斜区域设置有多级倾斜部，每一个多级倾斜部均在径向上沿触头主体部的外侧形成多级倾斜。
【专利说明】
真空断续器的触头
技术领域
[0001] 本发明涉及一种真空断续器的触头，更具体地，涉及一种改善触头间灭弧及绝缘 能力的真空断续器的触头。
【背景技术】
[0002] 真空断续器是一种电力设备，通常用作真空断路器或用于断开和闭合高压、超高 压电力电路的开关设备的核心部件。真空断续器设置有真空容器中的触头，并能够以良好 的灭弧性能断开和闭合超过1000伏特的高压电路或几万伏特的超高压电路。
[0003] 下文中，将参照图1描述真空断续器的一般结构及操作。
[0004] -般地，如图1所示的真空断续器，包括绝缘容器9,可动电极1，可动触头2,固定电 极4,固定触头3,固定侧杯状密封件8,可动侧杯状密封件7,波纹管5,波纹管护罩6,以及中 央护罩10。
[0005] 绝缘容器9指的是收纳了真空断续器的各部件的容器。绝缘容器9可以由作为电绝 缘材料的陶瓷制成，并形成为圆筒形且纵向双侧端部开口。
[0006] 可动电极1可实施为导电电极，其连接至驱动力传递构件，例如拉杆、操作杆，或连 杆(未表示），并能够在通过驱动力传递构件从驱动力源传递的驱动力的带动下作线性运 动，该驱动力源可以是电机或弹簧(未表示）。
[0007] 例如，可动电极1可以与电力电路的负载侧电连接。
[0008] 可动触头2指的是附接在可动电极1的面向固定电极4 一侧的表面的触头，从而可 动触头2能够与可动电极1 一同进行线性运动。可动触头2由具有例如导电性、抗熔融性、电 流阻断性、及高压耐受性等特性的金属制成。
[0009] 固定电极4指的是定位在固定位置处的电极，并可面向可动电极1布置。固定电极4 可以例如与电力电路的电源侧电连接。
[0010] 固定触头3指的是附接至固定电极4的面向可动电极1 一侧的表面的触头，并与固 定电极4固定在一起。固定触头3由具有例如导电性、抗熔融性、电流阻断性、及高压耐受性 等特性的金属制成。
[0011] 固定侧杯状密封件8指的是高度较低的杯子形构件用以气密地封闭陶瓷绝缘容器 9的两端开口中的一个开口，即，布置了固定电极4的一个开口。固定侧杯状密封件8设置有 穿过其中心形成的通孔，使固定电极4穿过其而插入。
[0012] 固定侧杯状密封件8可气密地焊接在陶瓷绝缘容器9和固定电极4上。
[0013] 可动侧杯状密封件7指的是高度较低的杯子形构件用以气密地封闭陶瓷绝缘容器 9的两端开口中的一个开口，即，布置了可动电极1的一个开口。可动侧杯状密封件7设置有 穿过其中心形成的通孔，使可动电极1穿过其而插入。
[0014] 可动侧杯状密封件7可气密地焊接在陶瓷绝缘外壳9和波纹管5上。
[0015] 波纹管5实施为内侧中空的金属管以便可动电极1穿过其中而插入，波纹管带有柔 韧且盘为多圈，从而允许可动电极1运动。
[0016] 波纹管5的一个端部可焊接在可动侧杯状密封件7上，另一个端部可焊接在波纹管 护罩6上。
[0017] 波纹管护罩6实施为包围在波纹管5周围的杯状金属构件，以保护波纹管5免于可 动触头2与固定触头3分离时产生的电弧及电弧产生的金属蒸汽。
[0018] 形成在波纹管护罩6中央的穿透部可焊接在从可动电极1的外周表面突出的凸缘 上，从而使波纹管护罩6能够与可动电极1 一起线性运动。同时，波纹管5的另一个端部也可 以一起线性运动。
[0019] 中央护罩10可由护罩支撑轴11支撑，护罩支撑轴11插入陶瓷绝缘容器9中，同时保 护陶瓷绝缘容器9的内壁免于电弧及金属蒸汽。
[0020] 下面，参照图1对这样构造的真空断续器断开及闭合电力电路的操作作简要描述。
[0021] 首先描述闭合电力电路的操作。
[0022] 当电机或弹簧(未表示)等驱动力源产生的驱动力，经由拉杆、操作杆或连杆(未表 示)等驱动力传动构件带动图1所示的可动电极1向上移动时，附接至可动电极1的可动触头 2与对应的固定电极4的固定触头3接触。由此，与可动电极1连接的负载侧和与固定电极4连 接的电源侧相互连接。所以，电力电路闭合并且电流从电源侧流向负载侧。
[0023]下面描述断开电力电路的操作。
[0024]当电机或弹簧(未表示)等驱动力源产生的驱动力，经由拉杆、操作杆、或连杆(未 表示)等驱动力传动构件带动图1所示的可动电极1向下移动时，附接至可动电极1的可动触 头2从对应的固定电极4的固定触头3上分离。由此，与可动电极1连接的负载侧和与固定电 极4连接的电源侧相互分离。所以，电力电路断开并且从电源侧流向负载侧的电流断开。
[0025] 下面，参照2及图3简要描述相关技术中的真空断续器的各触头(可动触头和固定 触头）。
[0026] 如图2所示，相关技术中的真空断续器的各触头为所谓的螺旋触头，其包括上文中 提到的可动触头2及固定触头3。可动触头2及固定触头3分别由可动电极1及固定电极4支 撑。
[0027] 此处，可动触头2与固定触头3具有相同结构。
[0028] 可动触头2可设置有多个切口部2c，其在径向上从中心朝向外侧螺旋地形成。通过 切口部2c的形成，在切口部2c之间形成多个螺旋花瓣状部2b。
[0029] 与此相似，固定触头3可设置有多个切口部3c，其在径向上从中心朝向外侧螺旋地 形成。通过切口部3c的形成，在切口部3c之间形成多个螺旋花瓣状部3b。
[0030] 螺旋状的活动触头2与固定触头3在断开操作时彼此分离，因此在可动触头2与固 定触头3之间会产生电弧。
[0031] 本实例中，沿着将可动触头2和固定触头3电连接的电弧流动的电弧电流和由电弧 电流产生的径向磁场之间的相互作用产生的力使电弧沿着螺旋花瓣状部2b和3b旋转。因 此，电弧能够在可动触头2和固定触头3的表面均匀地熄灭。
[0032] 同时，为了改善可动触头2和固定触头3之间的绝缘性，如图2所示，固定触头3和可 动触头2的边缘部分形成倾斜部S，从而使电场最大限度地集中在固定触头3和可动触头2 上。
[0033] 倾斜部S能增加电场最为集中的固定触头3边缘和可动触头2边缘之间的距离。这 可导致固定触头3和可动触头2之间的电场减弱，并由此改善可动触头2和固定触头3之间的 绝缘性。
[0034]然而，当倾斜部S的倾角大于预先设定的角度时，电弧遮断中的电弧驱动力将降 低，这会导致电弧遮断的次数减少，并导致电弧遮断的成功率降低，因此降低灭弧效率。 [0035]表1显示了相关技术中各触头的试验结果，结果显示了与倾斜部S的倾角的变化相 应的断路的比率和损坏的程度。根据表1，当期望维持触头间的高断路比率时，那么触头间 的绝缘能力就会降低，并且各触头也会因此被触头间产生的电弧所损坏。同理，当期望改善 该绝缘能力时就会降低灭弧的能力。
[0036](表1)
[0038]同时，作为本发明的在先技术，韩国注册专利10-1085286号（2011年11月14日）已 经公开了"真空断续器的触头"。
【发明内容】
[0039]因此，详细描述的方案是提供一种能够适当改善触头间的灭弧和绝缘效率的真空 断续器。
[0040] 为实现与本说明书的目的、其中的实施例及概括描述所一致的这些有益效果并取 得其他有益效果，本发明提供了一种真空断续器的触头，该触头包括形成为圆片形的触头 主体部，触头主体部一个表面上具有平坦形的接触表面，并设有在径向上从所述接触表面 的中心朝向外侧形成为螺旋状的多个切口部，并且在所述接触表面与触头主体部的外周表 面之间形成有倾斜区域。该真空断续器的触头的特征在于，所述倾斜区域可设置有多级倾 斜部，每一个多级倾斜部均在径向上沿触头主体部的外侧形成多级倾斜。
[0041] 此处，每一个多级倾斜部可包括第一倾斜面和第二倾斜面，该第一倾斜面向下倾 斜并具有相对于所述接触表面间的第一倾角，该第二倾斜面从第一倾斜面延伸出来并具有 相对于第一倾斜面的第二倾角。第二倾角比第一倾角更陡。
[0042] 更优选地，第一倾斜面和第二倾斜面可形成多级。
[0043] 更优选地，第一倾斜面可形成为弧形形状，并且第二倾斜面可形成为线性形状。
[0044] 更优选地，第一倾斜面和第二倾斜面具有不同的曲度。
[0045] 更优选地，第一倾斜面的曲度可大于第二倾斜面的曲度。
[0046] 更优选地，真空断续器的触头还可包括辅助倾斜部，该辅助倾斜部形成于所述接 触表面和由所述多个切口部限定的在触头主体部处形成的每个内壁之间，辅助倾斜部从所 述接触表面向下倾斜为多级形。
[0047] 从下文给出的详细描述中，本发明的适用性范围将进一步清晰。然而，揭示本发明 的优选实施例的该详细描述及具体例子，应理解为仅仅是一种说明方式，因为本领域技术 人员可以根据本发明的精神和范围进行多种的变换及修改。
【附图说明】
[0048]附图为本发明提供进一步的理解，同时包含于并组成本说明书的一部分，说明优 选方案并与说明书一起用于发明原理的解释。
[0049] 在各图中，
[0050] 图1是相关技术中的真空断续器的视图；
[0051 ]图2是相关技术中真空断续器的触头的侧视图；
[0052]图3是相关技术中真空断续器的触头的平面图；
[0053]图4是根据本发明的真空断续器的结构图；
[0054]图5是根据本发明的真空断续器的触头的侧视图；
[0055] 图6是根据本发明的真空断续器的触头的平面图；及
[0056] 图7是根据本发明的多级倾斜部的另一种实施例的说明图。 具体实施例
[0057]参照附图，现在给出本发明中的真空断续器的触头的详细描述。
[0058]图4是本发明中真空断续器的结构图。
[0059] 如图4所示，本发明中的真空断续器，可包括绝缘容器9，可动电极1，可动触头100， 固定电极4，固定触头200，固定侧杯状密封件8，可动侧杯状密封件7，波纹管5，波纹管护罩 6,以及中央护罩10。
[0060] 绝缘容器9是收纳了真空断续器的各部件的容器，并可以由作为电绝缘材料的陶 瓷形成。绝缘容器9可形成圆筒形。
[0061] 可动电极1可连接至驱动力传递构件，例如拉杆、操作杆或连杆(未表示），从而能 够在通过驱动力传递构件从驱动力源传递的驱动力的带动下作线性运动。可动电极1可以 被构造为导电材料。
[0062]可动电极1可以与电力电路的负载侧电连接。
[0063] 可动触头100可附接在可动电极1的面向固定电极4的上端。可动触头100可由具有 例如导电性、抗熔融性、电流阻断性、及高压耐受性等特性的金属制成。
[0064] 定位在固定位置上的固定电极4可面向可动电极1布置，并例如与电力电路的电源 侧电连接。
[0065]固定触头200可附接在固定电极4的面向可动电极1的下端。固定触头200的制作材 料及形状可以与可动触头100的相同。
[0066] 以下给出本发明中的可动触头及固定触头的详细说明。
[0067] 固定侧杯状密封件8指的是高度较低的杯子形构件用以气密地封闭陶瓷绝缘容器 9的两端开口中的一个开口，即，布置了固定电极4的一个开口。固定侧杯状密封件8可设置 有穿过其中心形成的通孔，使固定电极4穿过其而插入。
[0068] 固定侧杯状密封件8可气密地焊接在陶瓷绝缘容器9和固定电极4上。
[0069] 可动侧杯状密封件7指的是高度较低的杯子形构件用以气密地封闭陶瓷绝缘容器 9的两端开口中的一个开口，即，布置了可动电极1的一个开口。可动侧杯状密封件7可设置 有穿过其中心形成的通孔，使可动电极1穿过其而插入。
[0070] 可动侧杯状密封件7可气密地焊接在陶瓷绝缘容器9和波纹管5上。
[0071] 波纹管5可实施为内侧中空的金属管以便可动电极1穿过其中而插入，波纹管带具 有柔韧且盘为多圈，从而允许可动电极1运动。
[0072] 波纹管5的一个端部可焊接在可动侧杯状密封件7上，另一个端部可焊接在波纹管 护罩6上。
[0073] 波纹管护罩6可实施为包围在波纹管5周围的杯状金属构件，以保护波纹管5免于 可动触头2与固定触头3分离时产生的电弧及电弧产生的金属蒸汽。
[0074] 形成在波纹管护罩6中央的穿透部可焊接在从可动电极1的外周表面突出的凸缘 上，从而使波纹管护罩6能够与可动电极1 一起线性运动。同时，波纹管5的另一个端部也可 以一起线性运动。
[0075] 中央护罩10可由护罩支撑轴11支撑，护罩支撑轴11插入陶瓷绝缘容器9中，同时保 护陶瓷绝缘容器9的内壁免于电弧及金属蒸汽。
[0076] 下面，将描述布置在真空断续器中的可动触头及固定触头。
[0077] 因为可动触头与固定触头具有相同的结构，下文仅对可动触头的结构进行代表性 描述。
[0078] 如图5和图6所示，根据本发明的可动触头100可具有触头主体部110,其上表面具 有接触表面A。
[0079] 此处，如图6所示，带有预先设定的宽度的倾斜区域E可形成在触头主体部的外周 表面C与所述接触表面A之间。
[0080] 触头主体部110通常可形成为圆片形。
[0081 ]触头主体部110可设置有多个切口部111，其在径向上从中心朝向外侧螺旋地形 成。通过切口部111的形成，在切口部111之间可形成多个螺旋花瓣状部112。
[0082]此处，如图4所示，可动触头100和固定触头200具有相同的形状，并且两者可布置 为在垂直方向上面对彼此。
[0083]可动触头100和固定触头200的接触表面A可以在闭合操作时互相接触，并可以在 断开操作时互相分离。
[0084]除倾斜区域E以外，接触表面A与其余部分相一致并形成平坦的形状。
[0085]触头主体部110的倾斜区域E可具有多级倾斜部120。
[0086] 每一个多级倾斜部120可形成于触头主体部110上，并在倾斜区域E处具有在径向 方向上朝向触头主体部11 〇外侧b的多级倾斜。
[0087] 多级倾斜可以是两级或更多级倾斜。
[0088]本发明示例性示出，每个多级倾斜部120形成两级倾斜。
[0089]每个多级倾斜部120可设置有第一倾斜面121和第二倾斜面122。
[0090] 第一倾斜面121可在径向方向上朝外侧向下弯曲使其具有相对于接触表面A的第 一倾角Θ1。
[0091] 同样，第二倾斜面122可从第一倾斜面121延伸出来。此处，第二倾斜面122可在径 向方向上朝外侧向下弯曲以便具有相对于第一倾斜面121的第二倾角Θ2。第二倾角Θ2可以 大于第一倾角Θ1。
[0092]因此，以接触表面A为基础，第一倾角Θ1可比第二倾角Θ2形成得更平缓。
[0093] 即，从接触表面A的边缘朝向触头主体部110的外侧，多级倾斜形成的倾角可逐步 变陡。
[0094] 下面，对布置了具有该种结构的触头的真空断续器的操作进行描述。
[0095] 本发明中的固定触头200和可动触头100可形成为相同的结构。
[0096] 如图4所示，固定触头200可固定在固定电极4的下端，且可动触头100可固定在可 动电极1的上端。
[0097] 固定触头200的接触表面A和可动触头100的接触表面A均可具有平坦的形状，并且 两者可布置为面对彼此。
[0098] 在这种状态下，当可动电极1在动力传动构件(未表示）的带动下向下运动并断开 闭合的真空断路器时，可动触头100与固定触头200会相互分离，同时会产生电弧。
[0099] 在这种情况下，沿着将可动触头2和固定触头3电连接的电弧流动的电弧电流和由 电弧电流产生的径向磁场之间的相互作用产生的力使电弧沿着螺旋花瓣状部112旋转，具 体为沿着第一倾斜面121旋转。因此，电弧能够在可动触头100和固定触头200的表面均匀地 熄灭。
[0100] 与图1中所示的例子相比，本发明中的每个多级倾斜部120的第二倾斜面122可更 多地增加固定触头200与可动触头100之间的间距，这可减弱固定触头200与可动触头100之 间产生的电场，因而确保了绝缘能力。
[0101] 所以，根据本发明的第一倾斜面121通过引导电弧旋转可提高灭弧的效率，同时第 二倾斜面122可改善固定触头200与可动触头100之间绝缘能力，从而防止固定触头200与可 动触头100受损。
[0102] 在如下的假定条件下对本发明进行了描述:第一倾斜面121的第一倾角Θ1设定在 10至15°的范围内，第二倾斜面122的第二倾角Θ2设定在20至25°的范围内。
[0103]如此设定第一倾斜面121的第一倾角Θ1和第二倾斜面122的第二倾角Θ2的原因可 以是如下理由。即，根据[表1]中示例的说明，第一倾斜面121的第一倾角Θ1可设定在10至 15°的范围内来确保触头间的灭弧能力，第二倾斜面122的第二倾角Θ2可设定在20至25°的 范围内来确保触头间的绝缘能力。
[0104] 图7是本发明中多级倾斜部的另一个实施例说明视图。
[0105] 如图7所示，每个多级倾斜部120'可包括形成为弧形形状的第一倾斜面121'和形 成为线性形状的第二倾斜面122。
[0106] 当第一倾斜面121'像前文所述的那样形成为弧形形状时，第一倾斜面121'可以引 导电弧旋转，使真空断路器断开操作中接触表面A产生的电弧能够被弧形的第一倾斜面 121'熄灭。
[0107] 同样，第二倾斜面122可具有比第一倾斜面121'更陡的线性倾斜度。这可以充分增 加固定触头200与可动触头100各自的第二倾斜面122之间的距离，从而减弱电场，进而改善 固定触头200与可动触头100之间的绝缘能力。
[0108] 尽管未作说明，第一倾斜面和第二倾斜面也可以形成为具有不同的曲度。
[0109 ]优选地，第一倾斜面的曲度可大于第二倾斜面的曲度。
[0110]因此，通过曲度与第二倾斜面不同的第一倾斜面，各触头分离时产生的电弧可被 分散，同时通过第二倾斜面能够确保足够的距离来减弱电场。
[0111] 同时，为了减弱电场，第二倾斜面最好可在宽度上宽于第一倾斜面。
[0112] 另外，尽管未作说明，但还可以在接触表面A和由多个切口部111限定的在触头主 体部110处形成的每个内壁Illa(见图6)之间进一步形成辅助弯曲部，该辅助弯曲部从接触 表面A向下倾斜为多级。
[0113] 辅助弯曲部可以形成为与第一、第二倾斜面一样的结构，所以此处略去对此的详 细说明。
[0114] 根据本发明，通过多级倾斜部的形成能够改善电弧分散，即灭弧效率，并且能够通 过减弱花瓣状部的电场确保绝缘性能。
[0115] 这将轻易地解决因在由多个切口部形成的多个花瓣状部上电场集中造成的各触 头熔化或变形的问题。
[0116] 同时，文中提及复数形式的"各触头"时，应理解为可动触头和固定触头。另一方 面，文中提及单数形式的"触头"时，应理解为可动触头和固定触头中的一个。
[0117] 前文已经就有关真空断续器的触头的具体实施例给出了描述，但是，不脱离本发 明范围能够做出的不同替换也可以是显而易见的。
[0118] 因此，应理解为，上文描述的实施例不限于前述描述中的任何一个具体描述，除非 另作限定，而应在所附权利要求所限定的范围内更宽泛地解释上文描述的实施例。
[0119] 即，前述实施例仅仅是说明性的，且不应理解为对其的限定。同样，所有落在权利 要求范围内的变换和修改，或对该范围的等效替换都因此包括在所附权利要求中。
【主权项】
1. 一种真空断续器的触头，该触头包括形成为圆片形的触头主体部，其一个表面上具 有平坦形的接触表面，并设有在径上从所述接触表面的中心朝向外侧形成为螺旋状的多个 切口部，并且在所述接触表面与触头主体部的外周表面之间形成有倾斜区域， 其特征在于，所述倾斜区域设置有多级倾斜部，每一个多级倾斜部均在径向上沿触头 主体部的外侧形成多级倾斜。2. 根据权利要求1所述的触头，其中，每一个多级倾斜部包括第一倾斜面和第二倾斜 面，该第一倾斜面向下倾斜并具有相对于所述接触表面的第一倾角，该第二倾斜面从第一 倾斜面延伸出来并具有相对于第一倾斜面的第二倾角，第二倾角比第一倾角更陡。3. 根据权利要求2所述的触头，其中，第一倾斜面和第二倾斜面形成多级。4. 根据权利要求2所述的触头，其中，第一倾斜面形成为弧形形状，第二倾斜面形成为 线性形状。5. 根据权利要求2所述的触头，其中，第一倾斜面和第二倾斜面具有不同的曲度，且第 一倾斜面的曲度大于第二倾斜面的曲度。6. 根据权利要求1所述的触头，还包括辅助倾斜部，该辅助倾斜部形成于所述接触表面 和由所述多个切口部限定的在触头主体部处形成的每个内壁之间，辅助倾斜部从所述接触 表面向下倾斜为多级形。
【文档编号】H01H33/664GK106067405SQ201610252087
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月21日 公开号201610252087.0, CN 106067405 A, CN 106067405A, CN 201610252087, CN-A-106067405, CN106067405 A, CN106067405A, CN201610252087, CN201610252087.0
【发明人】金秉徹
【申请人】Ls产电株式会社