專利名稱：耐弧件結(jié)構(gòu)及真空開關(guān)觸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及耐弧件結(jié)構(gòu)及真空開關(guān)觸頭，尤其是用于高壓真空開關(guān)的耐弧件結(jié)構(gòu)及真空開關(guān)觸頭。
背景技術(shù)：
開關(guān)設(shè)備是電路中必然應(yīng)用的一種設(shè)備，它起著關(guān)合、開斷電路的作用。開關(guān)觸頭的開斷過程中，會產(chǎn)生電弧，從陰極斑點燃燒產(chǎn)生弧柱為錐面的等離子弧。尤其在高壓電路中，開關(guān)產(chǎn)生的電弧尤其強烈。
電弧會使開關(guān)的溫度升高而損耗開關(guān)，而且電弧的存在會減小觸頭的電流分?jǐn)嗄芰?。因此開關(guān)觸頭的開關(guān)過程中必須進行滅弧?，F(xiàn)在的開關(guān)設(shè)備中大多使用諸如油、六氟化硫、空氣、半導(dǎo)體或真空等進行滅弧，不同的滅孤介質(zhì)其相應(yīng)的特點不同，由于真空開關(guān)具有較小的間隙、較高的耐電壓能力、較低的電弧電壓、較高的分?jǐn)嚯娏髂芰?、較低的電磨損以及較高的電壽命，因此被廣泛地應(yīng)用于電力電路中。
開關(guān)在斷開時，開關(guān)兩端觸頭的接觸區(qū)域逐漸減小，直到觸頭間只有一個接觸點，同時接觸電阻逐漸增加，因此接觸點所在區(qū)域的溫度逐漸升高，直到溫度高于接觸點的熔點，接觸點熔化并蒸發(fā)電離，金屬蒸氣使得真空中的放電得以維持，產(chǎn)生真空電弧，在觸頭斷開的瞬間，觸頭表面形成燃燒狀的陰極斑點，最后完成觸頭電氣斷開。
但是，電弧是不可能被完全消滅地，因此現(xiàn)有的高壓開關(guān)均在開關(guān)觸頭上具有耐弧件。現(xiàn)有技術(shù)的真空開關(guān)觸頭的耐弧件使用銅或鉻等金屬，或者使用銅鉻合金，由于銅的電阻小耐壓能力強但是抗熔焊能力差，而鉻的抗熔焊能力強但是電阻大耐壓能力差，因此雖然希望能同時達(dá)到抗熔焊能力強，分?jǐn)嗄芰姾徒亓髦敌?，但是這卻成為一種矛盾，無法同時實現(xiàn)。只能通過選擇不同的銅和鉻的比例來實現(xiàn)分?jǐn)嗄芰?、耐壓能力和截流值的要求的其中之一，但必然會犧牲其他能力，無法同時實現(xiàn)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是能夠同時實現(xiàn)真空開關(guān)觸頭的耐弧件的高的抗熔焊能力，強的分?jǐn)嗄芰托〉慕亓髦怠?br> 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，包括一個具有強分?jǐn)嗄芰Φ哪突〔考?，該耐弧部件上表面具有至少一個防止觸頭開斷時熔化粘合在一起的抗熔焊部件。
所述耐弧部件的材質(zhì)為CuCr，其中的Cr含量為10％至30％。所述CuCr為粉狀，Cu為-80目至-400目，Cr為-80目至-400目。所述抗熔焊部件的材質(zhì)為CuCr，其中的Cr的含量為30％至90％。所述CuCr為粉狀，Cu為-80目至-400目，Cr為-80目至-400目。所述抗熔焊部件的材質(zhì)還可以為CuW，其中W的含量為0.5％至2％。所述CuW為粉狀，Cu為-80目至-400目。所述抗熔焊部件材質(zhì)又可以為CuWWC，其中WWC的含量為0.5％至2％。所述耐弧部件表面嵌有至少一個用來切斷真空開關(guān)開斷時產(chǎn)生的電弧的小截流值部件。所述小截流值部件具有至少一個貫穿的孔，所述耐弧部件的對應(yīng)位置也具有至少一個貫穿的孔。所述小截流值部件的材質(zhì)為AgWC，其中Ag的含量為10％至90％。小截流值部件為一個以上。所述小截流值部件設(shè)置在耐弧部件與抗熔焊部件之間。所述抗熔焊部件位于所述耐弧部件中部，所述小截流值部件環(huán)設(shè)于所述抗熔焊部件周圍。所述抗熔焊部件為環(huán)狀，且為至少一個設(shè)于所述耐弧部件上，所述小截流值部件位于所述耐弧部件中部和環(huán)設(shè)于所述抗熔焊部件周圍。所述抗熔焊部件嵌入耐弧部件，整體表面為平面。所述抗熔焊部件嵌入的深度為耐弧部件厚度的0％至100％。所述抗熔焊部件凸起設(shè)置在耐弧部件上。所述小截流值部件嵌入耐弧部件內(nèi)。所述小截流值部件嵌入的深度為耐弧部件厚度的0％至100％。本實用新型還提供了一種真空開關(guān)觸頭，包括殼體、導(dǎo)電部件、導(dǎo)電底層、磁產(chǎn)生部件以及前述耐弧件結(jié)構(gòu)，其中，所述殼體內(nèi)部布設(shè)導(dǎo)電底層，該導(dǎo)電底層上布設(shè)磁產(chǎn)生部件，該磁產(chǎn)生部件上布設(shè)耐弧件結(jié)構(gòu)；該磁產(chǎn)生部件自一側(cè)邊向內(nèi)部、自上到下開設(shè)貫通凹缺，凹缺內(nèi)插設(shè)導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件一端抵觸導(dǎo)電底層，另一端抵觸耐弧件結(jié)構(gòu)，所述磁產(chǎn)生部件比導(dǎo)電底層、耐弧件結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部件的導(dǎo)電率低，所述殼體的材質(zhì)為熔點高于其內(nèi)設(shè)置的各個部件熔點的剛性材質(zhì)。
所述真空開關(guān)的觸頭位于耐弧件結(jié)構(gòu)的小截流值部件處具有貫穿真空開關(guān)觸頭的孔。
由于本實用新型在真空開關(guān)觸頭的強分?jǐn)嗄芰Φ哪突〖显O(shè)置了，當(dāng)開關(guān)開斷時防止觸頭熔化粘合在一起的抗熔焊部件，和用來切斷真空開關(guān)開斷時產(chǎn)生的電弧的小截流值部件，因此本實用新型抗熔焊能力強、分?jǐn)嗄芰姴⑶医亓髦档汀?br> 以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例1的俯視圖。
圖2為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例1的剖視圖。
圖3為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例2的俯視圖。
圖4為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例2的剖視圖。
圖5為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐孤件結(jié)構(gòu)抗熔焊部件與耐弧部件相平時的剖視圖。
圖6為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)抗熔焊部件貫穿耐弧部件時的剖視圖。
圖7為本實用新型真空開關(guān)觸頭的剖面示意圖。
圖8為本實用新型真空開關(guān)觸頭的截面示意圖。
具體實施方式
真空開關(guān)觸頭的材料銅鉻合金中，銅和鉻的含量不同所產(chǎn)生的效果也不同。由于銅的電阻小，所以分?jǐn)嗄芰玫强谷酆改芰Σ睿欢t的電阻大，耐電壓能力強，所以抗熔焊能力好，但是分?jǐn)嗄芰Σ?。而且兩者的截流值都不是很小。如CuCr20的截流值為8A，CuCr25的截流值為5A。而銀炭化鎢(AgWC)的截流值很小，一般為0.5-1A。如果銅鉻合金中鉻的含量大，如30％至90％，則抗熔焊能力強而分?jǐn)嗄芰Σ?；如過鉻的含量小，如10％至30％則分?jǐn)嗄芰姸谷酆改芰Σ?。因此本實用新型的思想就是利用這些材料的各自優(yōu)點而整合為一個真空開關(guān)的觸頭。
實施例1如圖1和圖2所示，為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例1的俯視圖和剖視圖。耐弧部件1為圓形，厚度為10mm，材質(zhì)為銅鉻合金，鉻含量為10％(CuCr10)；Cu為-80目，Cr為-80目，耐弧部件1上表面嵌有圓形抗熔焊部件2，厚度為5mm，材質(zhì)為鎢化銅(CuW)，W含量為1％，Cu為-325目，抗熔焊部件2的表面高于耐弧部件1的表面。
當(dāng)真空開關(guān)的觸頭斷開時，觸頭的接觸區(qū)域逐漸減小，直到觸頭間只有一個接觸點，同時接觸電阻逐漸增加，因為耐弧層1為CuCr10，其電阻小，因此觸頭的分?jǐn)嗄芰?。直到溫度高于接觸點的熔點時，接觸點熔化并蒸發(fā)電離，金屬蒸氣使得真空中的放電得以維持，產(chǎn)生真空電弧，在觸頭斷開的瞬間，觸頭表面形成燃燒狀的陰極斑點，又因為抗熔焊部件2為CuW，其抗熔焊能力強，溫度升高時接觸點的熔化非常小，所以不會使兩觸頭粘合在一起。因此既實現(xiàn)了強的分?jǐn)嗄芰?，又具備了好的抗熔焊能力?br> 實施例2如圖3和圖4所示，為本實用新型真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)實施例2的俯視圖和剖視圖。耐弧部件1為圓形，厚度為15mm，材質(zhì)為銅鉻合金，鉻含量為20％(CuCr20)；Cu為-325目，Cr為-325目，耐孤部件1上表面嵌有環(huán)形抗熔焊部件2，厚度為17mm，材質(zhì)為銅鉻合金，鉻含量為50％(CuCr50)，Cu為-325目，Cr為-325目，抗熔焊部件2的表面高于耐弧部件1的表面。耐弧部件1上表面抗熔焊部件2的周圍嵌有三個圓形小截流值部件3，材質(zhì)為AgWC合金，Ag的含量為2％，厚度為7mm，與耐弧部件1的表面相平。
當(dāng)真空開關(guān)的觸頭斷開時，觸頭的接觸區(qū)域逐漸減小，直到觸頭間只有一個接觸點，同時接觸電阻逐漸增加，因為耐弧層1為CuCr20，其電阻小，因此觸頭的分?jǐn)嗄芰?。直到溫度高于接觸點的熔點，接觸點熔化并蒸發(fā)電離，金屬蒸氣使得真空中的放電得以維持，產(chǎn)生真空電弧，在觸頭斷開的瞬間，觸頭表面形成燃燒狀的陰極斑點，又因為抗熔焊部件2為CuCr50，其抗熔焊能力強，溫度升高時熔化很少，而不會使兩觸頭粘合在一起，再有因為小截流值部件3的截流電流很小，所以可以馬上切斷電弧。因此既實現(xiàn)了強的分?jǐn)嗄芰?，又具備了好的抗熔焊能力，而且截流值很小?br> 本實施例中，耐弧部件1可以是任何具有強分?jǐn)嗄芰Φ慕饘倩蚝辖?，如鉻含量從10％至30％的銅鉻合金，其分?jǐn)嗄芰Χ己軓姟６谷酆覆考?可以為任何具有強抗熔焊能力的金屬或合金，都是用來防止觸頭開合時熔化粘合在一起，如W含量為0.5至2％的鎢化銅(CuW)，或鎢炭化鎢(WWC)含量為0.5至2％的銅鎢炭化鎢(CuWWC)，或者為鉻含量從30％至90％的銅鉻合金，其抗熔焊能力都不差。上述銅鉻合金中的Cu可以為-80目至-400目，而Cr可以從-80目至-400目。耐弧部件1一般為10至20mm，抗熔焊部件2為5至20mm，嵌入耐弧部件1的深度為耐弧部件1的厚度的0％至100％，即既可以突出于耐弧部件1或者為很薄的一層也可以在嵌入后與耐弧部件1的上表面相平(如圖5所示)或貫穿耐弧部件1(如圖6所示)?？谷酆覆考?可以為一個以上并且形狀沒有限制，如圓形、矩形或者環(huán)形等等。小截流值部件可以為任何截流值很小的金屬或合金，如Ag含量為10至90％的銀炭化鎢(AgWc)，一般為5至10mm厚，可以嵌入耐弧部件1內(nèi)部或與耐弧部件1相平，嵌入的深度為耐弧部件1厚度的0％至100％，即可以為很薄的一層也可以貫穿。并且本觸頭可以在小截流值部件3處具有一個貫穿的孔，用來引導(dǎo)出開關(guān)開斷時產(chǎn)生的電弧，更加有利于減小電弧和切斷電弧。
如圖7和圖8所示，為本實用新型真空開關(guān)觸頭的剖面示意圖和截面示意圖。該真空開關(guān)觸頭包括一個殼體4，該殼體為熔點為1100℃的不銹鋼，該殼體4底部設(shè)有導(dǎo)電底層5，該導(dǎo)電底層5為銅，50mm厚；該導(dǎo)電底層5上布設(shè)有磁產(chǎn)生部件8，該磁產(chǎn)生部件8包覆有絕緣層80，該磁產(chǎn)生部件8為銅材質(zhì)；該磁產(chǎn)生部件8上布設(shè)耐弧件結(jié)構(gòu)9，該磁產(chǎn)生部件8自一側(cè)邊向內(nèi)部、自上到下開設(shè)貫通凹缺6，凹缺6的寬度可以為殼體寬度的10％至90％之間，此處為40％，凹缺6內(nèi)插設(shè)導(dǎo)電部件7，該導(dǎo)電部件8一端抵觸導(dǎo)電底層5，另一端抵觸耐弧件結(jié)構(gòu)9。因此，磁產(chǎn)生部件8與導(dǎo)電底層5、耐弧件結(jié)構(gòu)9和導(dǎo)電部件7均絕緣，而且磁產(chǎn)生部件8的導(dǎo)電率比導(dǎo)電底層5、耐弧件結(jié)構(gòu)9和導(dǎo)電部件7均低。導(dǎo)電底層還可以為銀，厚度為1mm-100mm之間。耐弧件結(jié)構(gòu)9與實施例2相同，此處不再贅述。本觸頭在位于耐弧件結(jié)構(gòu)的小截流值部件處可以具有貫穿真空開關(guān)觸頭的孔，用來引導(dǎo)出開關(guān)開斷時產(chǎn)生的電弧，更加有利于減小電弧和切斷電弧。
本實用新型的真空開關(guān)觸頭整體為集成化直接組裝結(jié)構(gòu)，不需要進行釬焊連接，改變現(xiàn)有技術(shù)中各部件分離設(shè)置的結(jié)構(gòu)。觸頭的磁場強度大，導(dǎo)熱性能好，具有高分?jǐn)嚯娏髂芰洼^長的電壽命。觸頭的縱向磁場在觸頭表面的分布均勻，更適合于大容量開關(guān)，具有更大的分?jǐn)嗄芰?。在制造時，磁產(chǎn)生材料如粉狀的軟磁物質(zhì)和層狀片置入殼體中，經(jīng)過高溫爐熔融燒結(jié)即可。從而大大簡化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，包括一個具有強分?jǐn)嗄芰Φ哪突〔考?，其特征在于該耐弧部件上表面具有至少一個防止觸頭開斷時熔化粘合在一起的抗熔焊部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述耐弧部件的材質(zhì)為CuCr，其中的Cr含量為10％至30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CuCr為粉狀，Cu為-80目至-400目，Cr為-80目至-400目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件的材質(zhì)為CuCr，其中的Cr的含量為30％至90％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CuCr為粉狀，Cu為-80目至-400目，Cr為-80目至-400目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件的材質(zhì)為CuW，其中W的含量為0.5％至2％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述CuW為粉狀，Cu為-80目至-400目。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件材質(zhì)為CuWWC，其中WWC的含量為0.5％至2％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述耐弧部件表面嵌有至少一個用來切斷真空開關(guān)開斷時產(chǎn)生的電弧的小截流值部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小截流值部件具有至少一個貫穿的孔，所述耐弧部件的對應(yīng)位置也具有至少一個貫穿的孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小截流值部件的材質(zhì)為AgWC，其中Ag的含量為10％至90％。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于小截流值部件為一個以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小截流值部件設(shè)置在耐弧部件與抗熔焊部件之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件位于所述耐弧部件中部。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件位于所述耐弧部件中部，所述小截流值部件環(huán)設(shè)于所述抗熔焊部件周圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件為環(huán)狀，且為至少一個設(shè)于所述耐弧部件上。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件為環(huán)狀，且為至少一個設(shè)于所述耐弧部件上，所述小截流值部件位于所述耐弧部件中部和環(huán)設(shè)于所述抗熔焊部件周圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求1、14或16所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件嵌入耐弧部件，整體表面為平面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件嵌入的深度為耐弧部件厚度的0％至100％。
20.根據(jù)權(quán)利要求1、14或16所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抗熔焊部件凸起設(shè)置在耐弧部件上。
21.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小截流值部件嵌入耐弧部件內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，其特征在于所述小截流值部件嵌入的深度為耐弧部件厚度的0％至100％。
23.一種包含上述任一權(quán)利要求所述的耐弧件結(jié)構(gòu)的真空開關(guān)觸頭，其特征在于包括殼體、導(dǎo)電部件、導(dǎo)電底層及磁產(chǎn)生部件，其中，所述殼體內(nèi)部布設(shè)所述導(dǎo)電底層，該導(dǎo)電底層上布設(shè)所述磁產(chǎn)生部件，該磁產(chǎn)生部件上布設(shè)所述耐弧件結(jié)構(gòu)；該磁產(chǎn)生部件自一側(cè)邊向內(nèi)部、自上到下開設(shè)貫通凹缺，凹缺內(nèi)插設(shè)導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件一端抵觸導(dǎo)電底層，另一端抵觸耐弧件結(jié)構(gòu)，所述磁產(chǎn)生部件比導(dǎo)電底層、耐弧件結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部件的導(dǎo)電率低，所述殼體的材質(zhì)為熔點高于其內(nèi)設(shè)置的各個部件熔點的剛性材質(zhì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的真空開關(guān)觸頭，其特征在于所述真空開關(guān)的觸頭位于耐弧件結(jié)構(gòu)的小截流值部件處具有貫穿真空開關(guān)觸頭的孔。
專利摘要本實用新型涉及一種真空開關(guān)觸頭的耐弧件結(jié)構(gòu)，包括一個具有強分?jǐn)嗄芰Φ哪突〔考?，該耐弧部件上表面具有至少一個防止觸頭開斷時熔化粘合在一起的抗熔焊部件。本實用新型還涉及一種真空開關(guān)觸頭，包括殼體、導(dǎo)電部件、導(dǎo)電底層、磁產(chǎn)生部件和上述耐弧件結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)部布設(shè)導(dǎo)電底層，該導(dǎo)電底層上布設(shè)磁產(chǎn)生部件，該磁產(chǎn)生部件上布設(shè)耐弧件結(jié)構(gòu)；磁產(chǎn)生部件自一側(cè)邊向內(nèi)部、自上到下開設(shè)貫通凹缺，凹缺內(nèi)插設(shè)導(dǎo)電部件，該導(dǎo)電部件一端抵觸導(dǎo)電底層，另一端抵觸耐弧件結(jié)構(gòu)，磁產(chǎn)生部件比導(dǎo)電底層、耐弧件結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電部件的導(dǎo)電率低，殼體的材質(zhì)為熔點高于其內(nèi)設(shè)置的各個部件熔點的剛性材質(zhì)。因此本實用新型抗熔焊能力強、分?jǐn)嗄芰姴⑶医亓髦档汀?br> 文檔編號H01H33/664GK2770071SQ20052000192
公開日2006年4月5日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者任建昌 申請人:京東方科技集團股份有限公司