專利名稱：用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空斷續(xù)器，并且尤其涉及一種用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件，其具有防止隨切換觸點(diǎn)引起的觸點(diǎn)的機(jī)械碰撞的良好機(jī)械公差。
背景技術(shù)：
真空斷續(xù)器是一種用作例如真空斷路器、真空開關(guān)、真空接觸器等的電力設(shè)備的核心構(gòu)件的切換觸點(diǎn)和滅弧單元，以中斷電力系統(tǒng)中的電負(fù)載電流或者故障電流。在真空斷續(xù)器的這種應(yīng)用設(shè)備中，真空斷路器用于保護(hù)電力傳輸控制和電力系統(tǒng)中的電負(fù)載，并且由于真空斷路器具有以下多種優(yōu)勢其具有大的斷路能力(電壓/電流) 以及高的操作可靠性和穩(wěn)定性，并且能夠安裝在小的空間中，所以真空斷路器被廣泛地應(yīng)用在從中壓到高壓的電壓環(huán)境中。而且，真空斷路器的斷路能力隨著工業(yè)設(shè)施的規(guī)模的增加而成比例地線性增加。將參照圖1對真空斷路器中的真空斷續(xù)器的配置示例進(jìn)行描述如下。如圖1所示，通常地，真空斷續(xù)器10包括絕緣容器9，其由具有良好的電絕緣特性和耐熱性的陶瓷材料制成，并且具有上開口部和下開口部；固定電極4，其插入式地位于絕緣容器9中，并且具有固定觸點(diǎn)3通過例如焊接聯(lián)接到的一個端部以及電連接到例如電源的另一個端部；以及活動電極1，其插入式地位于絕緣容器9中，并且具有活動觸點(diǎn)2通過例如焊接聯(lián)接到的一個端部以及電連接到例如電負(fù)載的另一個端部。附圖標(biāo)記5表示由金屬制成的并且可動地支撐活動電極1的氣密性風(fēng)箱(bellows)，而附圖標(biāo)記6表示安裝在活動電極1處以遮蔽和保護(hù)氣密性風(fēng)箱5免受電弧影響的遮護(hù)板。附圖標(biāo)記7表示焊接至絕緣容器9以便被固定地安裝從而密閉地閉合下開口部和活動電極1之間的間隙的第一密封罩。附圖標(biāo)記8表示焊接至絕緣容器9以便被固定地安裝從而密閉地閉合上開口部和固定電極4之間的間隙的第二密封罩。附圖標(biāo)記10表示安裝在絕緣容器9的中心處以保護(hù)絕緣容器9的內(nèi)壁面免受電弧影響的中心遮護(hù)板。如上所述配置的普通真空斷續(xù)器10可以連接至包括例如彈簧或者電機(jī)的驅(qū)動源 (未示出)和連桿機(jī)構(gòu)13的致動器?；顒与姌O1可以通過端子12與負(fù)載側(cè)的電力線(電路)電連接，并且固定電極4可以通過端子11與電源側(cè)的電力線(電路)電連接。在圖1中，附圖標(biāo)記14表示真空斷路器的外殼而附圖標(biāo)記15表示用于移動真空斷路器的輪子。在圖1中，當(dāng)活動電極1根據(jù)來自致動器的連桿機(jī)構(gòu)13的驅(qū)動力(或者動力)的傳送而升高時，安裝在活動電極1的一個端部處的活動觸點(diǎn)2與固定觸點(diǎn)3相接觸，使得通過端子12電連接至活動電極1的電源和通過端子11電連接至固定電極4的負(fù)載被連接成電力電路為閉合電路的操作狀態(tài)。在圖1中，當(dāng)活動電極1根據(jù)來自致動器(致動器包括諸如彈簧或者電機(jī)的驅(qū)動源(未示出)和連桿機(jī)構(gòu)13)的驅(qū)動力的傳遞而降低時，安裝在活動電極1的一個端部處的活動觸點(diǎn)2與固定觸點(diǎn)3分離，從而使得與活動電極1電連接的電負(fù)載和與固定電極電連接的電源電斷開成電路為開路的操作狀態(tài)。如圖2所示，在閉合電路的操作中，電流I流動通過活動電極1、活動觸點(diǎn)2、固定觸點(diǎn)3和固定電極4。在圖2中，附圖標(biāo)記3a和2a表示用于保護(hù)觸點(diǎn)的背部免受觸點(diǎn)斷開時產(chǎn)生的電弧的金屬蒸氣影響的防濺板(splash shields)。在活動觸點(diǎn)2和固定觸點(diǎn)3具有螺旋形狀的情形中，當(dāng)活動觸點(diǎn)2和固定觸點(diǎn)3 斷開時在活動觸點(diǎn)2和固定觸點(diǎn)3之間產(chǎn)生的電弧，在受到圖2中的、由垂直方向上的電流和相應(yīng)的水平磁場產(chǎn)生的、根據(jù)弗萊明左手定則被稱為洛倫茲力的力(F)時被推至外側(cè)， 旋轉(zhuǎn)分散并且熄滅。同時，在如上文所述的現(xiàn)有技術(shù)的真空斷續(xù)器的情形中，在斷開和閉合操作中活動觸點(diǎn)2和固定觸點(diǎn)3都受到機(jī)械應(yīng)力。特別是，如圖3所示，在真空斷續(xù)器采用螺旋形觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的情形中，在固定電極4處和支撐觸點(diǎn)的下端部的活動電極1處的接觸部分SA的水平截面積優(yōu)選地需要小于活動觸點(diǎn)2或固定觸點(diǎn)3處的接觸面積(即，與活動觸點(diǎn)或者固定觸點(diǎn)接觸的接觸部分的面積)，以獲得更強(qiáng)的洛倫茲力(F)從而在切斷(或者中斷)故障電流的初始階段在水平方向上驅(qū)動電弧，因而更有利于切斷(或者中斷)大電流。這是因?yàn)椋捎诨顒佑|點(diǎn)2或者固定觸點(diǎn)3處的接觸面積和活動電極1或者固定電極4的水平截面積之間的差值增加，所以在斷開觸點(diǎn)的初始階段上的洛倫茲力(F)也增加。然而，在觸點(diǎn)的接觸面積的情形中，存在增加接觸面積的限制以保證與真空斷續(xù)器的例如中心遮護(hù)板10等的內(nèi)部構(gòu)件的絕緣距離。而且，固定電極4和支撐觸點(diǎn)下端部的活動電極1的截面積的增加也不可避免地受到限制。因?yàn)檫@些原因，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)的真空斷續(xù)器執(zhí)行閉合操作時，根據(jù)觸點(diǎn)之間的接觸碰撞的機(jī)械應(yīng)力被施加至活動觸點(diǎn)2和固定觸點(diǎn)3，使得觸點(diǎn)機(jī)械地變形。當(dāng)增加操作能量以中斷大電流時，觸點(diǎn)部分與閉合能量的增加成比例地嚴(yán)重變形，這導(dǎo)致了真空斷續(xù)器的原始功能(絕緣、滅弧和電連接)可能會被損壞。因此，迫切需要根據(jù)真空斷路器的能力的增加而增強(qiáng)真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)部分的強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方案提供了這樣一種真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件其能夠防止真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)部分因根據(jù)真空斷路器尺寸的增加而增加的閉合能量而被施加至觸點(diǎn)部分的巨大應(yīng)力所削弱或者損壞。本發(fā)明的另一個方案提供了一種能夠防止中斷故障電流的性能降低的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件。根據(jù)本發(fā)明的方案，提供了一種用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件，包括固定觸點(diǎn)；固定電極，其聯(lián)接至所述固定觸點(diǎn)；活動觸點(diǎn)，其能夠移動至所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)接觸的第一位置和所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)分離的第二位置；活動電極，其聯(lián)接至所述活動觸點(diǎn)并且能夠與所述活動觸點(diǎn)一起移動；以及安裝成與所述活動電極外圍上的所述活動觸點(diǎn)相接觸的觸點(diǎn)支撐構(gòu)件，所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件增加所述活動觸點(diǎn)與所述活動電極接觸的接觸面積，以便當(dāng)所述活動觸點(diǎn)移動至第一位置時減小施加至所述活動觸點(diǎn)和所述活動電極的應(yīng)力。CN 102456505 A說明書3/5 頁所述觸點(diǎn)組件可以進(jìn)一步包括安裝成與所述固定電極外圍上的所述固定觸點(diǎn)相接觸的觸點(diǎn)支撐構(gòu)件，其用于增加所述固定觸點(diǎn)與所述固定電極接觸的接觸面積。所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件可以由與所述活動電極和所述固定電極的材料相比具有高電阻的材料制成。所述活動電極和所述固定電極可以由無氧銅制成，并且所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件可以由不銹鋼制成。所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件可以被配置為中空的管狀構(gòu)件以允許所述活動電極或者所述固定電極穿過其中。當(dāng)結(jié)合附圖時，從本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方案和優(yōu)勢將變得更加明顯。


圖1是示意性地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的包括真空斷續(xù)器的真空斷路器的配置的真空斷路器的垂直剖視圖；圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電流方向和洛倫茲力的方向的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件的主要部分的視圖；圖3是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的當(dāng)觸點(diǎn)相接觸時產(chǎn)生應(yīng)力的電極一部分的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件的主要部分的視圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件的配置的垂直剖視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、與現(xiàn)有技術(shù)相比在真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中顯示產(chǎn)生應(yīng)力的部分的面積增加的主要部分的視圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、流動通過真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中的電極和觸點(diǎn)支撐構(gòu)件的流量比較的視圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖時，通過本發(fā)明的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征、方案和優(yōu)勢將變得更加明顯。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件包括固定觸點(diǎn)3、固定電極4、活動觸點(diǎn)2、活動電極1和觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2。在圖4中，附圖標(biāo)記3a和2a表示用于保護(hù)觸點(diǎn)的背側(cè)免受當(dāng)觸點(diǎn)斷開時產(chǎn)生的電弧的金屬蒸氣影響的防濺板。固定觸點(diǎn)3可以通過固定電極4電連接至電力電路的電源或者電負(fù)載。固定電極4通過焊接等聯(lián)接至固定觸點(diǎn)3，并且可以通過端子(圖1中的11和12) 以及電纜(未示出)與電力電路的電源或者電負(fù)載電連接。活動觸點(diǎn)2可以移動至活動觸點(diǎn)2與固定觸點(diǎn)3接觸的第一位置，或者移動至活動觸點(diǎn)2與固定觸點(diǎn)3分離的第二位置。活動觸點(diǎn)2由導(dǎo)電材料制成?；顒与姌O1通過焊接等聯(lián)接至活動觸點(diǎn)2，并且驅(qū)動活動觸點(diǎn)以使其移動至第一位置或者第二位置。活動電極1的驅(qū)動力(或者動力)由例如驅(qū)動彈簧或者電機(jī)的驅(qū)動源(未示出)和例如連桿的動力傳遞機(jī)構(gòu)(未示出)提供，以便將驅(qū)動力從驅(qū)動源傳遞至活動電極1。在觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2中，第一觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl安裝在活動電極1的外圍以增加活動觸點(diǎn)2與活動電極1接觸的接觸面積，使得當(dāng)活動觸點(diǎn)2移動至第一位置時能夠減小施加至活動觸點(diǎn)2和活動電極1的應(yīng)力。將第一觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl安裝在活動電極 1的外圍以增加接觸活動觸點(diǎn)2的接觸面積的原因是因?yàn)?，?yīng)力與施加的負(fù)載(壓力)成正比并且與接觸面積成反比。即，當(dāng)接觸面積大時，負(fù)載(壓力)同樣多地被分散，從而減小
從承受負(fù)載(壓力)的部分產(chǎn)生的應(yīng)力。這可以由下面示出的等式(1)表示 fσ = — -.....(1)
A在等式(1)中，σ是應(yīng)力，F(xiàn)是負(fù)載(壓力)，而A是接觸面積。如圖5所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，活動電極1和活動觸點(diǎn)2之間的接觸面積與第一接觸面積Φ1 —樣小，但是在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中，由于安裝在活動電極1的外圍上的第一觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl與和活動電極1 一起的活動觸點(diǎn)2的下表面相接觸，所以接觸面積增加至Φ2。即，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)活動觸點(diǎn)2移動至第一位置時，如可參考等式1，在活動電極1和活動觸點(diǎn)2處所產(chǎn)生的應(yīng)力根據(jù)接觸部分SA的接觸面積的增加而成反比地減小。在如圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中，在觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2中，第二觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RM2安裝在固定電極4的外圍，以增加固定觸點(diǎn)3與固定電極4接觸的接觸面積。因而，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)活動觸點(diǎn)2移動至第一位置時，如可參考等式1，在固定電極4和固定觸點(diǎn)3處產(chǎn)生的應(yīng)力根據(jù)接觸面積的增加而成反比地減小。觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2可以被配置為短的、中空的管狀構(gòu)件以允許活動電極1 或者固定電極4穿過其中。由于觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2被配置為中空的管狀構(gòu)件，所以其能夠容易地安裝在活動電極1或者固定電極4的外圍上。同時，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件具有以下配置特征以防止中斷故障電流的性能的降低。即，觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2由與活動電極1和固定電極4的材料相比具有高電阻的材料制成。因而，如圖6所示，由于觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2的材料的電阻遠(yuǎn)大于活動電極1和固定電極4的電阻，因此與通過活動電極1流動通過活動觸點(diǎn) 2的電流I1的量相比，流動通過第一觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl的電流i2的量可以忽略，因此，由于觸點(diǎn)之間的足夠的電流“的量產(chǎn)生了足夠的成比例的磁場和洛倫茲力。因此，在對于故障電流執(zhí)行中斷操作(換句話說，觸點(diǎn)斷開和分離操作)時，觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的電弧能夠被推離觸點(diǎn)并且旋轉(zhuǎn)以便被足夠的洛倫茲力快速熄滅。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件還能夠防止中斷故障電流的性能的降低。在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中，活動電極1和固定電極4可以由無氧銅制成，并且觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2可以由不銹鋼制成。將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件的閉合操作和斷開操作 (觸點(diǎn)斷開和分離操作)。在閉合操作中，驅(qū)動力通過例如連桿(未示出)的動力傳遞機(jī)構(gòu)(其傳遞來自例如驅(qū)動彈簧或者電機(jī)的驅(qū)動源的動力)被傳遞至活動電極1，活動電極1升高。然后，如圖4所示，聯(lián)接至活動電極1的上端部的活動觸點(diǎn)2與被布置成面對活動觸點(diǎn)2的固定觸點(diǎn)3 相接觸，從而形成了經(jīng)由活動電極1、活動觸點(diǎn)2、固定觸點(diǎn)3和固定電極4的電路通道，以允許電流流過其中，從而完成閉合操作。在這種情形中，在如圖4所示的根據(jù)本發(fā)明的用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中，觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2安裝在固定電極4和活動電極1的外圍以增加固定觸點(diǎn)3與固定電極4接觸的接觸面積和增加活動觸點(diǎn)2與活動電極1接觸的接觸面積。因此，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)活動觸點(diǎn)2移動至第一位置時，如參考上文所示的等式 1所表明的，在固定電極4、固定觸點(diǎn)3、活動電極1和活動觸點(diǎn)2處產(chǎn)生的應(yīng)力能夠成反比地減小。因此，能夠同樣地減小固定觸點(diǎn)3和活動觸點(diǎn)2變形和被損壞的可能。在斷開操作中，驅(qū)動力通過例如連桿(未示出)的動力傳遞機(jī)構(gòu)(其傳遞來自例如驅(qū)動彈簧或者電機(jī)的驅(qū)動源的驅(qū)動力)被傳遞至活動電極1，活動電極1降低。然后，如圖4所示，聯(lián)接至活動電極1的上端部的活動觸點(diǎn)2與被布置成面對活動觸點(diǎn)2的固定觸點(diǎn)3相分離，從而斷開了經(jīng)由活動電極1、活動觸點(diǎn)2、固定觸點(diǎn)3和固定電極4的電路通道以防止電流流過其中，從而完成斷開操作。在這種情形中，在根據(jù)本發(fā)明的真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件中，由于觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和冊2由與固定電極4或者活動電極1的材料相比具有高電阻的材料制成，所以多數(shù)電流能夠通過固定電極4或者活動電極1而朝向固定觸點(diǎn)3 和活動觸點(diǎn)2流動，而不是流動至觸點(diǎn)支撐構(gòu)件RMl和RM2。因此，由于觸點(diǎn)之間的足夠的電流量，產(chǎn)生了足夠的成比例的磁場和洛倫茲力，因此，在對于故障電流執(zhí)行斷開操作(換句話說，觸點(diǎn)斷開和分離操作)時，觸點(diǎn)之間產(chǎn)生的電弧能夠被推離觸點(diǎn)并且旋轉(zhuǎn)以便被足夠的洛倫茲力快速熄滅。由于本發(fā)明在不脫離其特性的情況下可具體化為多種形式，所以還應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例不受前述說明書的任何細(xì)節(jié)所限制，除非另有說明，而是應(yīng)當(dāng)在所附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛地解釋，因此，落在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)或者這種精神和范圍的等同布局內(nèi)的所有修改和改進(jìn)意圖由所附的權(quán)利要求所包含。
權(quán)利要求
1.一種用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件，其特征在于所述組件包括固定觸點(diǎn)；固定電極，其聯(lián)接至所述固定觸點(diǎn)；活動觸點(diǎn)，其能夠移動至所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)接觸的第一位置和所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)分離的第二位置；活動電極，其聯(lián)接至所述活動觸點(diǎn)并且能夠與所述活動觸點(diǎn)一起移動；以及安裝成與所述活動電極外圍上的所述活動觸點(diǎn)相接觸的觸點(diǎn)支撐構(gòu)件，所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件增加所述活動觸點(diǎn)與所述活動電極接觸的接觸面積，以便當(dāng)所述活動觸點(diǎn)移動至所述第一位置時減小施加至所述活動觸點(diǎn)和所述活動電極的應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)組件，進(jìn)一步包括安裝成與所述固定電極外圍上的所述固定觸點(diǎn)相接觸的觸點(diǎn)支撐構(gòu)件，其用于增加所述固定觸點(diǎn)與所述固定電極接觸的接觸面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸點(diǎn)組件，其中，所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件由與所述活動電極和所述固定電極的材料相比具有高電阻的材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的觸點(diǎn)組件，其中，所述活動電極和所述固定電極由無氧銅制成，所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件由不銹鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的觸點(diǎn)組件，其中，所述觸點(diǎn)支撐構(gòu)件被配置為中空的管狀構(gòu)件以允許所述活動電極或者所述固定電極穿過其中。
全文摘要
在此公開了一種用于真空斷續(xù)器的觸點(diǎn)組件，包括固定觸點(diǎn)；固定電極，其聯(lián)接至所述固定觸點(diǎn)；活動觸點(diǎn)，其能夠移動至所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)接觸的第一位置和所述活動觸點(diǎn)與所述固定觸點(diǎn)分離的第二位置；活動電極，其聯(lián)接至所述活動觸點(diǎn)并且能夠與所述活動觸點(diǎn)一起移動；以及觸點(diǎn)支撐構(gòu)件，其被安裝成與所述活動電極外圍上的所述活動觸點(diǎn)相接觸并且增加所述活動觸點(diǎn)與所述活動電極接觸的接觸面積，以便當(dāng)所述活動觸點(diǎn)移動至第一位置時減小施加至所述活動觸點(diǎn)和所述活動電極的應(yīng)力。
文檔編號H01H33/664GK102456505SQ20111031915
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者金成泰 申請人:Ls產(chǎn)電株式會社