一種真空斷路器的觸頭結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于高壓真空斷路器領域，具體為一種真空斷路器的觸頭結構。動觸頭結構的動觸頭和動觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的Cu/W立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中；靜觸頭結構的靜觸頭和靜觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中。本實用新型使真空斷路器在開斷時，由于框架結構和Cu、W的并聯(lián)作用，新的觸頭結構能夠增大觸頭結構的熱導率和電導率，增大觸頭表面散熱，減小電弧對觸頭表面的燒蝕，從而減少金屬蒸汽的產(chǎn)生，對電弧快速熄滅起到促進作用。
【專利說明】
一種真空斷路器的觸頭結構
技術領域
[0001]本實用新型屬于高壓真空斷路器領域，具體為一種真空斷路器的觸頭結構。
【背景技術】
[0002]在電力系統(tǒng)中，高壓開關設備起控制與保護作用。高壓斷路器是最為重要電氣設備，主要用于關合、開斷電路。隨著我國電力工業(yè)迅猛發(fā)展，電器產(chǎn)品的運行性能、質量要求越來越高，國家環(huán)保意識越來越強，高壓真空斷路器作為高壓開關的主導產(chǎn)品，在高壓、超高壓輸電系統(tǒng)中起著重要的控制和保護作用。
[0003]觸頭是斷路器等高壓開關的關鍵部件，現(xiàn)在使用中的真空斷路器觸頭結構主要采用杯狀縱磁結構，以Cu、W金屬作為制作材料，由于在斷路器中，觸頭起著導通和開斷的作用，這就要求其觸頭材料和觸頭結構應具有以下性能:1、大的分斷電流的能力；2、高的導電和導熱能力；3、優(yōu)良的抗熔焊性能;4、優(yōu)良的耐電弧燒損性能；5、高的耐壓值和低的截流值。
[0004]由于觸頭結構在很大程度上決定了斷路器的發(fā)展，因此設計新的觸頭結構，使新型觸頭結構可以提高觸頭的電導率和熱導率、耐電弧燒損和抗熔焊性能，從而增大真空斷路器的開斷能力。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種真空斷路器的觸頭結構，在改善現(xiàn)有觸頭結構，提升觸頭的開斷能力，觸頭結構電導率和熱導率高，使觸頭表面散熱快，降低觸頭表面溫度，電弧對觸頭表面的燒蝕小，減小金屬蒸汽的產(chǎn)生，加快電弧的熄滅。
[0006]本實用新型的技術方案是:
[0007]—種真空斷路器的觸頭結構，包括動觸頭結構和靜觸頭結構，動觸頭結構的動觸頭和動觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的Cu/W立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中；靜觸頭結構的靜觸頭和靜觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中。
[0008]所述的真空斷路器的觸頭結構，Cu/W立方體單元的六條棱為金屬媽構成的一體結構，除立方體單元W棱外，剩余部分由立方體單元Cu塊構成。
[0009]所述的真空斷路器的觸頭結構，立方體單元Cu塊為與立方體單元W棱緊密配合結構。
[0010]所述的真空斷路器的觸頭結構，每個立方體單元W棱為1/4圓柱，相鄰四個立方體單元之間的四條立方體單元W棱組合為一 W圓柱。
[0011]所述的真空斷路器的觸頭結構，三個軸向X、Y、Z的W圓柱相連貫通、相互交織，形成立方體單元W棱構成的整體框架部分;每個立方體單元內的立方體單元Cu塊相連貫通，形成立方體單元Cu塊構成的整體填充部分。[0012 ]所述的真空斷路器的觸頭結構，立方體單元W棱構成的整體框架部分、立方體單元Cu塊構成的整體填充部分組合，形成Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構，該Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構為導電桿和觸頭兩部分組成。
[0013]所述的真空斷路器的觸頭結構，Z軸向的W圓柱與觸頭結構的縱向軸線平行，X軸向、Y軸向的W圓柱形成的平面，與觸頭結構的縱向軸線垂直。
[0014]所述的真空斷路器的觸頭結構，Z軸向的W圓柱與觸頭結構導電桿夾角為0°，每個立方體單元的Χ、γ形成平面與觸頭結構導電桿夾角為90°。
[0015]本實用新型的優(yōu)點及有益效果是:
[0016]1、本實用新型觸頭結構以許多微小立方體單元構成，其中每個立方體單元的六條棱由金屬W構成，棱柱形狀為1/4圓柱，相鄰的四個立方體單元的棱柱共為一圓柱，三個軸向的圓柱棱相互交織構成許多微小立方體框架，這些立方體框架搭建成觸頭結構的整體框架部分，除W框架外，觸頭結構的其余部分由銅填充，銅塊為一個有孔的整體。在高壓斷路器開斷線路故障時會產(chǎn)生高溫、發(fā)強光的電弧，高壓斷路器要在有效時間內開斷故障電路，熄滅電弧。新觸頭結構能加快觸頭散熱，降低觸頭表面溫度，減小金屬蒸汽的產(chǎn)生，加快電弧的熄滅。因此，可以有效的提高高壓斷路器開斷性能，保障線路及重大設備的安全，維護電網(wǎng)穩(wěn)定運行。
[0017]2、本實用新型采用的新型觸頭結構，由于每個小立方體采用W做六條棱框架，Cu對其余部分填充，當電流流過觸頭結構中每個微小立方體單元時，立方體單元電路模型中的電流變?yōu)槿龡l支路的并聯(lián)，即一條路徑是沿平行于導電桿的純鎢圓柱棱支路，第二條是沿立方體單元中心的純銅支路，第三條路徑是沿銅-鎢-銅的組合支路。根據(jù)電路并聯(lián)原理，電路并聯(lián)電阻減小，電導增大，假設每個立方體單元之間不存在縫隙，那么對于整個觸頭結構來說并聯(lián)的結構使觸頭結構的電導率明顯增大，導電性能改善。另外，由于W框架具有高的熔點，低的線膨脹系數(shù)和高的強度，并且Cu和W又具有極低的互溶度，所以新型觸頭結構可以充分發(fā)揮純Cu好的導熱性能，使其導熱、導電性能均優(yōu)于合金觸頭。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有斷路器動觸頭結構示意圖；
[0019]圖2為現(xiàn)有斷路器靜觸頭結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型構成觸頭和導電桿的立方體單元示意圖；
[0021 ]圖4為本實用新型立方體單元的W棱示意圖；
[0022]圖5為本實用新型立方體單元的Cu塊示意圖；
[0023]圖6為本實用新型立方體單元的相鄰四條W棱組成一圓柱示意圖；
[0024]圖7為本實用新型立方體單元的W棱構成的觸頭結構整體框架部分示意圖；
[0025]圖8為本實用新型填充觸頭結構整體框架部分(W框架)的有孔立方體單元的Cu塊整體填充部分示意圖；
[0026]圖9為本實用新型觸頭結構整體示意圖；
[0027]圖10為本實用新型W框架與導電桿軸線的角度圖；
[0028]圖中:1、動觸頭片;2、動觸頭;3、動觸頭懸浮電極;4、波紋管;5、波紋管屏蔽罩;6、動觸頭導電桿;7、靜觸頭片;8、靜觸頭;9、靜觸頭懸浮電極;1、靜觸頭導電桿；11、立方體單元;12、立方體單元W棱；13、立方體單元Cu塊；14、W圓柱；15、立方體單元W棱構成的整體框架部分；16、立方體單元Cu塊構成的整體填充部分；17、Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構:18、導電桿;19、W框架;20、觸頭。
【具體實施方式】
[0029]如圖1-圖2所示，現(xiàn)有真空斷路器的觸頭結構包括動觸頭結構和靜觸頭結構，其中:動觸頭結構含有動觸頭片1、動觸頭2、動觸頭懸浮電極3、波紋管4、波紋管屏蔽罩5、動觸頭導電桿6，動觸頭導電桿6上設有動觸頭2、動觸頭懸浮電極3、波紋管4，動觸頭片I設置于動觸頭2外端，波紋管4的外側設置波紋管屏蔽罩5;靜觸頭結構含有靜觸頭片7、靜觸頭8、靜觸頭懸浮電極9、靜觸頭導電桿10，靜觸頭導電桿10上設有靜觸頭8、靜觸頭懸浮電極9，靜觸頭片7設置于靜觸頭8外端。
[0030]如圖3-圖10所示，本實用新型中，動觸頭結構的動觸頭2和動觸頭導電桿6，均由許多微小的立方體單元W棱12和立方體單元Cu塊13組成的Cu/W立方體單元11構成，立方體單元Cu塊13(圖5)填充于立方體單元W棱12(圖4)中。同樣，靜觸頭結構的靜觸頭8和靜觸頭導電桿1，均由許多微小的立方體單元W棱12和立方體單元Cu塊13 (Cu/W)組成的立方體單元11構成，立方體單元Cu塊13 (圖5)填充于立方體單元W棱12 (圖4)中。
[0031]如圖3所示，本實用新型Cu/W立方體單元11的六條立方體單元W棱12為金屬媽構成的一體結構，除立方體單元W棱12外，剩余部分由立方體單元Cu塊13構成。
[0032]如圖3、圖4、圖5、圖6所示，本實用新型每個立方體單元W棱12為1/4圓柱，相鄰四個立方體單元11之間的四條立方體單元W棱12組合為一 W圓柱14。立方體單元Cu塊13為與立方體單元W棱12緊密配合結構，形成立方體單元11。
[0033]如圖7所示，本實用新型三個軸向(X、Y、Z)的W圓柱14相連貫通、相互交織，形成立方體單元W棱構成的整體框架部分15。如圖8所示，本實用新型每個立方體單元11 (正方體)內的立方體單元Cu塊13相連貫通，每個立方體單元Cu塊13上設有孔，形成立方體單元Cu塊構成的整體填充部分16。
[0034]如圖7、圖8、圖9所示，本實用新型立方體單元W棱構成的整體框架部分15、立方體單元Cu塊構成的整體填充部分16組合，形成Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構17，該Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構17為導電桿18和觸頭20兩部分組成。
[0035]如圖6、圖10所示，本實用新型Z軸向的W圓柱14與觸頭結構導電桿18(縱向軸線)平行，即Z軸向的W圓柱14與觸頭結構導電桿18夾角為0° ;Χ軸向、Y軸向的W圓柱14形成的平面，與觸頭結構W框架19的軸線垂直，即每個立方體單元11的Χ、Υ形成平面與觸頭結構導電桿18夾角為90°。
[0036]在高壓斷路器開斷線路故障時會產(chǎn)生高溫、發(fā)強光的電弧，高壓斷路器要在有效時間內開斷故障電路，熄滅電弧。上述真空斷路器的觸頭結構，在真空斷路器開斷時，由于框架結構和Cu、W的并聯(lián)作用，能夠增大觸頭結構的熱導率和電導率，增大觸頭結構表面散熱，減小電弧對觸頭結構表面的燒蝕，從而減少金屬蒸汽的產(chǎn)生，對電弧快速熄滅起到促進作用。
【主權項】
1.一種真空斷路器的觸頭結構，包括動觸頭結構和靜觸頭結構，其特征在于，動觸頭結構的動觸頭和動觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的Cu/W立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中；靜觸頭結構的靜觸頭和靜觸頭導電桿，均由立方體單元W棱和立方體單元Cu塊組成的立方體單元構成，立方體單元Cu塊填充于立方體單元W棱中。2.根據(jù)權利要求1所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，Cu/W立方體單元的六條棱為金屬媽構成的一體結構，除立方體單元W棱外，剩余部分由立方體單元Cu塊構成。3.根據(jù)權利要求1所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，立方體單元Cu塊為與立方體單元W棱緊密配合結構。4.根據(jù)權利要求1所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，每個立方體單元W棱為1/4圓柱，相鄰四個立方體單元之間的四條立方體單元W棱組合為一 W圓柱。5.根據(jù)權利要求4所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，三個軸向X、Y、Z的W圓柱相連貫通、相互交織，形成立方體單元W棱構成的整體框架部分;每個立方體單元內的立方體單元Cu塊相連貫通，形成立方體單元Cu塊構成的整體填充部分。6.根據(jù)權利要求5所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，立方體單元W棱構成的整體框架部分、立方體單元Cu塊構成的整體填充部分組合，形成Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構，該Cu塊填充部分和W框架構成的觸頭結構為導電桿和觸頭兩部分組成。7.根據(jù)權利要求5所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，Z軸向的W圓柱與觸頭結構的縱向軸線平行，X軸向、Y軸向的W圓柱形成的平面，與觸頭結構的縱向軸線垂直。8.根據(jù)權利要求7所述的真空斷路器的觸頭結構，其特征在于，Z軸向的W圓柱與觸頭結構導電桿夾角為0°，每個立方體單元的Χ、Υ形成平面與觸頭結構導電桿夾角為90°。
【文檔編號】H01H33/664GK205680612SQ201620618464
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620618464.3, CN 201620618464, CN 205680612 U, CN 205680612U, CN-U-205680612, CN201620618464, CN201620618464.3, CN205680612 U, CN205680612U
【發(fā)明人】韓穎, 尚文祥
【申請人】沈陽工業(yè)大學