專利名稱：真空開關(guān)觸頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空開關(guān)觸頭，尤其涉及一種真空開關(guān)管滅弧室內(nèi)的觸 頭，屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
開關(guān)設(shè)備是電路中必然應(yīng)用的設(shè)備，它起著關(guān)合、開斷電路的作用。在 開關(guān)觸頭的開斷過程中需要進(jìn)行滅弧，以便觸頭能夠果斷分離并防止電弧使 開關(guān)的溫度升高而損耗開關(guān)。由于真空開關(guān)具有較小的觸頭間隙、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。
現(xiàn)有真空開關(guān)觸頭多為柱狀體，每個(gè)觸頭內(nèi)設(shè)有導(dǎo)磁部和導(dǎo)電部。真空 開關(guān)觸頭后部分別連接動(dòng)導(dǎo)電桿和靜導(dǎo)電桿，觸頭斷開的動(dòng)作是通過操控 動(dòng)導(dǎo)電桿機(jī)械分開觸頭。斷開時(shí)，觸頭的接觸區(qū)域越來越小，直到觸頭僅 有一個(gè)接觸點(diǎn)，同時(shí)接觸電阻增加，區(qū)域的溫度在增加，直到接觸點(diǎn)熔化、 蒸發(fā)并電離，金屬蒸汽使得真空中的放電得以維持，產(chǎn)生真空電弧，最后 完成觸頭電氣斷開。
現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷是由于結(jié)構(gòu)形狀的限制，真空開關(guān)觸頭往往難以 形成良好的縱向磁場(chǎng)進(jìn)行消弧，且難以解決高壓分?jǐn)鄷r(shí)所出現(xiàn)的電場(chǎng)集中、 耐壓不夠和重燃可能性大等問題；對(duì)于高壓電路只能夠?qū)崿F(xiàn)36千伏電壓的分 斷，對(duì)于更高的電壓電路，尤其是72千伏的高壓，目前還不存在一種真空開 關(guān)觸頭結(jié)構(gòu)能夠滿足分?jǐn)鄷r(shí)有效滅弧的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種真空開關(guān)觸頭，以降低電壓分?jǐn)鄷r(shí)的重燃可能
性，降低電弧電壓，實(shí)現(xiàn)有效滅弧，滿足高壓分?jǐn)嗟囊蟆?br> 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種真空開關(guān)觸頭，包括相對(duì)設(shè)置的第 一觸頭和第二觸頭，所述第一觸頭的前端為凸半球體，所述第二觸頭為與所 述凸半球體形狀相適配的環(huán)狀體，所述第一觸頭包括第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo) 磁部件，所述第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件沿相同方向延伸且相互鄰接配合， 所述第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件形狀為陰陽魚配合，即所述第一觸頭橫截 面由自身的縱向中線和橫向中線等分為左上區(qū)域、左下區(qū)域、右上區(qū)域和右 下區(qū)域，所述右上區(qū)域分為鄰接左上區(qū)域的第一右上區(qū)域和第一右上區(qū)域以 外的第二右上區(qū)域，所述左下區(qū)域分為鄰接右下區(qū)域的第 一左下區(qū)域和第一 左下區(qū)域以外的第二左下區(qū)域，所述第一右上區(qū)域和所述第一左下區(qū)域?yàn)橹?徑等于第 一觸頭橫截面半徑的半圓形，且所述第 一右上區(qū)域半圓形的直徑邊 與所述左上區(qū)域鄰接，所述第 一左下區(qū)域半圓形的直徑邊與所述右下區(qū)域鄰 接，所述第一導(dǎo)電部件設(shè)置在所述第一右上區(qū)域、左上區(qū)域和第二左下區(qū)域 中，所述第一導(dǎo)磁部件設(shè)置在所述第一左下區(qū)域、右下區(qū)域和第二右上區(qū)域 中；所述第二觸頭包括第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件，所述第二導(dǎo)電部件和 第二導(dǎo)磁部件被所述第二觸頭的中線分割，且所述第 一觸頭的第 一導(dǎo)磁部件 與所述第二觸頭的第二導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置，所述第二觸頭的第二導(dǎo)》茲部件與 所述第 一觸頭的第 一 導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置。
本發(fā)明真空開關(guān)觸頭一方面將第一導(dǎo)磁部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成使得磁力線具 有從環(huán)繞觸頭外圍轉(zhuǎn)向流入另一觸頭的趨勢(shì)，能夠在兩觸頭間形成縱向磁場(chǎng)， 另一方面將二個(gè)觸頭設(shè)置成匹配套接的凸半球體和環(huán)狀體，將現(xiàn)有技術(shù)在兩 個(gè)平行的平面之間形成均勻磁力線的^茲場(chǎng)分布改變?yōu)樵趦蓚€(gè)空間的表面之間 形成放射狀磁力線的磁場(chǎng)分布，在有效降低磁場(chǎng)強(qiáng)度的同時(shí)，使觸頭表面之 間更容易形成磁力線旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)的閉合的磁場(chǎng)回路，提高了觸頭表面的 耐高壓能力，提高真空開關(guān)觸頭的電流分?jǐn)嗄芰?，可適合用于更高電壓線路， 滿足了電力設(shè)備中對(duì)真空開關(guān)管耐高壓的要求。
下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第
圖2為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第
圖3為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第
圖4為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第 面結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意實(shí)施例中第 一觸頭的橫截面結(jié)構(gòu)示意
實(shí)施例中第 一觸頭的外輪廓結(jié)構(gòu)示意
實(shí)施例中帶有固定桿的第 一觸頭的橫截
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明真空開關(guān)觸頭包括相對(duì)設(shè)置的第一觸頭和第二觸頭，第一觸頭的 前端為凸半球體，第二觸頭為與凸半5求體相適配的環(huán)狀體，第一觸頭包括第 一導(dǎo)電部件和第 一導(dǎo),茲部件，第一導(dǎo)電部件和第 一導(dǎo)磁部件沿相同方向延伸 且相互鄰接配合，第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件形狀為陰陽魚配合，即第一 觸頭橫截面由自身的縱向中線和橫向中線等分為左上區(qū)域、左下區(qū)域、右上 區(qū)域和右下區(qū)域，右上區(qū)域分為鄰接左上區(qū)域的第一右上區(qū)域和第一右上區(qū) 域以外的第二右上區(qū)域，左下區(qū)域分為鄰接右下區(qū)域的第一左下區(qū)域和第一 左下區(qū)域以外的第二左下區(qū)域，第一右上區(qū)域和第一左下區(qū)域?yàn)橹睆降扔诘?一觸頭橫截面半徑的半圓形，且第一右上區(qū)域半圓形的直徑邊與左上區(qū)域鄰 接，第一左下區(qū)域半圓形的直徑邊與右下區(qū)域鄰接，第一導(dǎo)電部件設(shè)置在第 一右上區(qū)域、左上區(qū)域和第二左下區(qū)域中，第一導(dǎo)^f茲部件設(shè)置在第一左下區(qū) 域、右下區(qū)域和第二右上區(qū)域中；第二觸頭包括第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部 件，第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件被第二觸頭的中線分割，且第一觸頭的第 一導(dǎo)磁部件與第二觸頭的第二導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置，第二觸頭的第二導(dǎo)磁部件
與第 一觸頭的第 一導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置第 一導(dǎo)石茲部件第二導(dǎo)》茲部件。
由此可知，本發(fā)明 一方面提供了相對(duì)設(shè)置的凸半球體觸頭和與其形狀相
適配的環(huán)狀體觸頭，另 一方面第 一觸頭的導(dǎo)電部間和導(dǎo)^f茲部件形狀為陰陽魚
配合，且第一觸頭和第二觸頭的導(dǎo)電部件和導(dǎo)^f茲部件反對(duì)稱設(shè)置，最終在兩
個(gè)相對(duì)設(shè)置的觸頭表面之間形成旋轉(zhuǎn)的磁力線。 真空開關(guān)觸頭第一實(shí)施例
圖1為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第一實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，
第一觸頭1的前端，即第一觸頭1與第二觸頭2相互接觸的部分為凸半球體 30,第一觸頭1的后端為與該凸半球體30形狀相同的半球體，即第一觸頭l 整體為一球體。第二觸頭2可以采用環(huán)狀體觸頭40，該環(huán)狀體觸頭40垂直 于軸線的橫截面為圓環(huán)形，且環(huán)狀體觸頭40沿軸線方向的縱截面為圓形，則 該圓環(huán)形的環(huán)狀體觸頭40與第一觸頭1的前端的凸半球體30套接匹配。
本實(shí)施例中第一觸頭的后端也可以為圓柱體，該圓柱體的4黃截面與該半 球體的橫截面為面積相同的圓形。本實(shí)施例中的第 一 觸頭的后端也可以為其
它任意形狀，只要其前端保持凸半球體，且后端與其前端連接處的橫截面為 圓形即可。
環(huán)狀體觸頭沿軸線方向的縱截面既可以為圓形、橢圓形、三角形，也可 以為正方形或者矩形。在具體應(yīng)用中，環(huán)狀體觸頭沿軸線方向的縱向橫截面 形狀還可以為多種形式，并不限于上迷的圓形、橢圓形或三角形等，只要環(huán) 狀體垂直于軸線方向的橫截面形狀與第 一觸頭前端的形狀相匹配，能套接配 合即可。
圖2本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第一實(shí)施例中第一觸頭的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖2所示，第一觸頭1可以包括第一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)磁部件11,第 一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)磁部件11沿相同方向延伸且相互鄰接配合，呈陰陽 魚配合。該第一觸頭1的橫截面形狀為圓形，且任意一個(gè)橫截面由自身的縱 向中線Y和;f黃向中線X等分為左上區(qū)域lOO、左下區(qū)域200、右上區(qū)域300和 右下區(qū)域400。右上區(qū)域300分為鄰接左上區(qū)域100的第一右上區(qū)域310和
第一右上區(qū)域310以外區(qū)域形成的第二右上區(qū)域320。該左下區(qū)域200分為 鄰接右下區(qū)域400的第一左下區(qū)域210和第一左下區(qū)域210以外區(qū)域形成的 第二左下區(qū)域220。該第一右上區(qū)域310、左上區(qū)域100和第二左下區(qū)域220 設(shè)置導(dǎo)電材料形成第一導(dǎo)電部件10,例如銅金屬。該第一左下區(qū)域210、右 下區(qū)域400和第二右上區(qū)域320設(shè)置導(dǎo);茲材料形成第一導(dǎo)》茲部件11,例如鐵 金屬。
第一右上區(qū)域310和第一左下區(qū)域210為直徑等于所在橫截面半徑的半 圓形，且第一右上區(qū)域310的直徑邊與左上區(qū)域100鄰接。第一左下區(qū)域210 的直徑邊與右下區(qū)域400鄰接。則第一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)i茲部件11形成 了相互鄰接配合的陰陽魚形狀。
環(huán)狀體觸頭40的俯視結(jié)構(gòu)為一環(huán)形。該環(huán)狀體觸頭40被其中線分割成 第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件，在設(shè)置兩觸頭時(shí)，第一觸頭1的第一導(dǎo)磁部 件11與第二觸頭2的第二導(dǎo)磁部件呈反對(duì)稱設(shè)置，即第一觸頭1的第一導(dǎo)磁 部件11與第二觸頭的第二導(dǎo)電部件對(duì)應(yīng)設(shè)置，第一觸頭1的第一導(dǎo)電部件 10與第二觸頭2的第二導(dǎo)石茲部件對(duì)應(yīng)設(shè)置。
在真空開關(guān)觸頭工作的過程中，第一導(dǎo)^f茲部件11在第一導(dǎo)電部件10中 通有電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁力線，磁力線的分布趨勢(shì)是從陰陽魚的面積較大端流入 面積較小端。在應(yīng)用該觸頭時(shí)，將第一觸頭1與環(huán)狀體觸頭40反對(duì)稱設(shè)置， 第一觸頭1的第一導(dǎo)電部件10與環(huán)狀體觸頭40的第二導(dǎo)》茲部件正對(duì)設(shè)置， 第一觸頭1的第一導(dǎo)^f茲部件11與環(huán)狀體觸頭40的第二導(dǎo)電部件正對(duì)設(shè)置。 當(dāng)兩個(gè)真空開關(guān)觸頭之間的距離小于真空開關(guān)觸頭橫截面周長(zhǎng)的一半時(shí)，則 從第一觸頭1中陰陽魚較大端流入較小端的磁力線就會(huì)改變?yōu)榱魅氕h(huán)狀體觸 頭40的第二導(dǎo)磁部件。
此方案基于的原理是磁力線總是選擇最短的路徑分布。通過反對(duì)稱設(shè)置 的兩個(gè)真空開關(guān)觸頭使其觸頭表面之間的磁力線形成旋轉(zhuǎn)的閉合的i茲場(chǎng)回 路，使得真空開關(guān)觸頭具有更好的電流分?jǐn)嗄芰?，提高了真空開關(guān)觸頭的耐 高壓能力；上述技術(shù)方案一方面將第一導(dǎo)磁部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得磁力線具有
從環(huán)繞觸頭外圍轉(zhuǎn)向流入另 一觸頭的趨勢(shì)，能夠在兩觸頭間形成縱向^f茲場(chǎng)， 另一方面將二個(gè)觸頭設(shè)置成匹配套接的球體和圓環(huán)體形狀，將現(xiàn)有技術(shù)在兩 個(gè)平; 亍的平面之間形成均勻》茲力線的,茲場(chǎng)分布，改變?yōu)樵趦蓚€(gè)空間的表面之 間形成放射狀磁力線的磁場(chǎng)分布，在有效降低磁場(chǎng)強(qiáng)度的同時(shí)，使觸頭表面 之間更容易形成磁力線旋轉(zhuǎn)，形成旋轉(zhuǎn)的閉合的磁場(chǎng)回路，提高了觸頭表面 的耐高壓能力，提高真空開關(guān)觸頭的電流分?jǐn)嗄芰Γ蛇m合用于更高電壓線 路，滿足了電力設(shè)備中對(duì)真空開關(guān)管耐高壓的要求。本實(shí)施例的技術(shù)方案能
夠達(dá)到分?jǐn)?0. 5千伏以上，如55千伏、72. 5千伏以及110千伏等電壓的能 力。
真空開關(guān)觸頭第二實(shí)施例
圖3本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第二實(shí)施例中第一觸頭的外輪廓結(jié)構(gòu)示意圖。 如圖3所示，第一觸頭1可以由相互疊設(shè)的多層片體組成，每個(gè)片體的橫截 面形狀及其中的第一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)》茲部件11的結(jié)構(gòu)關(guān)系可以采用上 述第一觸頭1的任一結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的技術(shù)方案能夠簡(jiǎn)化觸頭的生產(chǎn)制造， 以簡(jiǎn)便的成型工藝制備得到多個(gè)片體后，可以將片體放入一對(duì)應(yīng)第 一導(dǎo)電部 件10形狀輪廓和/或第一導(dǎo)磁部件11形狀輪廓的金屬殼體中，通過加熱使片 體金屬熔化，分別形成第一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)磁部件11,并組成一體的 第一觸頭1。
本實(shí)施例的技術(shù)方案在本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第一實(shí)施例達(dá)到的技術(shù)效果 上進(jìn)一步簡(jiǎn)化了觸頭的生產(chǎn)制造。 真空開關(guān)觸頭第三實(shí)施例
為使片體在熔化凝固前，使第一導(dǎo)電部件10與第一導(dǎo)》茲部件11的相對(duì) 位置固定，可以進(jìn)一步在第一導(dǎo)電部件10和第一導(dǎo)磁部件11上開設(shè)有使固 定桿12貫穿于數(shù)個(gè)片體的固定孔，固定孔中插設(shè)固定桿12，固定桿12的一 端固定于金屬殼體內(nèi)側(cè)的底部。圖4為本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第三實(shí)施例中帶 有固定桿的第一觸頭的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該固定桿12貫穿于 各層片體之中，固定桿12的材質(zhì)可以與第一導(dǎo)電部件10的材料相同，例如
銅金屬。固定桿12的設(shè)置便于本發(fā)明真空開關(guān)觸頭第二實(shí)施例中導(dǎo)電片和導(dǎo) 磁片的組裝固定。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn) 行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種真空開關(guān)觸頭，包括相對(duì)設(shè)置的第一觸頭和第二觸頭，其特征在于，所述第一觸頭的前端為凸半球體，所述第二觸頭為與所述凸半球體形狀相適配的環(huán)狀體，所述第一觸頭包括第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件，所述第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件沿相同方向延伸且相互鄰接配合，所述第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件形狀為陰陽魚配合，即所述第一觸頭橫截面由自身的縱向中線和橫向中線等分為左上區(qū)域、左下區(qū)域、右上區(qū)域和右下區(qū)域，所述右上區(qū)域分為鄰接左上區(qū)域的第一右上區(qū)域和第一右上區(qū)域以外的第二右上區(qū)域，所述左下區(qū)域分為鄰接右下區(qū)域的第一左下區(qū)域和第一左下區(qū)域以外的第二左下區(qū)域，所述第一右上區(qū)域和所述第一左下區(qū)域?yàn)橹睆降扔诘谝挥|頭橫截面半徑的半圓形，且所述第一右上區(qū)域半圓形的直徑邊與所述左上區(qū)域鄰接，所述第一左下區(qū)域半圓形的直徑邊與所述右下區(qū)域鄰接，所述第一導(dǎo)電部件設(shè)置在所述第一右上區(qū)域、左上區(qū)域和第二左下區(qū)域中，所述第一導(dǎo)磁部件設(shè)置在所述第一左下區(qū)域、右下區(qū)域和第二右上區(qū)域中；所述第二觸頭包括第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件，所述第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件被所述第二觸頭的中線分割，且所述第一觸頭的第一導(dǎo)磁部件與所述第二觸頭的第二導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置，所述第二觸頭的第二導(dǎo)磁部件與所述第一觸頭的第一導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空開關(guān)觸頭，其特征在于，所述第一觸頭 包括相互疊設(shè)的數(shù)層片體，每層片體由導(dǎo)電片和導(dǎo)磁片鄰接組合構(gòu)成，數(shù)個(gè) 導(dǎo)電片組成所述第一導(dǎo)電部件，數(shù)個(gè)導(dǎo)^f茲片組成所述第一導(dǎo)-茲部件；所述第 一觸頭設(shè)置于形狀適配的金屬殼體之中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空開關(guān)觸頭，其特征在于，所述導(dǎo)電片和 導(dǎo)磁片上開設(shè)有貫穿各個(gè)片體的固定孔，所述固定孔中插設(shè)有固定桿，所述 固定桿的一端固定于所述金屬殼體內(nèi)側(cè)的底部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空開關(guān)觸頭，包括相對(duì)設(shè)置的第一觸頭和第二觸頭，第一觸頭的前端為凸半球體，第二觸頭為與凸半球體形狀相適配的環(huán)狀體，所述第一觸頭包括第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件，所述第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件沿相同方向延伸且相互鄰接配合，第一觸頭的第一導(dǎo)電部件和第一導(dǎo)磁部件形狀為陰陽魚配合，所述第二觸頭包括第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件，所述第二導(dǎo)電部件和第二導(dǎo)磁部件被所述第二觸頭的中線分割，且所述第一觸頭的第一導(dǎo)磁部件與所述第二觸頭的第二導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置，所述第二觸頭的第二導(dǎo)磁部件與所述第一觸頭的第一導(dǎo)電部件相對(duì)設(shè)置。本發(fā)明降低了電壓分?jǐn)鄷r(shí)重燃可能性和電弧電壓，滿足高壓分?jǐn)嗟囊蟆?br> 文檔編號(hào)H01H33/04GK101359557SQ20081022381
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者任建昌 申請(qǐng)人:北京京東方真空電器有限責(zé)任公司