以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，包括相對配置的動觸頭和靜觸頭，所述動觸頭套接在動觸桿上端，動觸桿下端固定在銜鐵上，所述動觸頭和靜觸頭封裝在密封腔內(nèi)，所述密封腔內(nèi)填充3～4個大氣壓的氫氣。本滅弧室采用了先進(jìn)的激光封焊工藝，封焊時熱影響區(qū)小，傳入接觸器的熱量少，可消除封焊對陶瓷-金屬封結(jié)的不利影響，可在任何保護(hù)氣氛中進(jìn)行焊接，保證了焊接的工藝性和可行性，滿足密封性的要求，提高了可靠性；同時由于采用了高壓氫氣作為滅弧介質(zhì)，可縮短觸點(diǎn)的開距，從而縮小體積，減輕重量。
【專利說明】以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電器開關(guān)領(lǐng)域，具體涉及一種接觸器用以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室。
【背景技術(shù)】
[0002]真空接觸器主要由真空滅弧室和操作機(jī)構(gòu)組成:真空滅弧室具有通過正常工作電流和頻繁切斷工作電流時可靠滅弧兩個作用，但不能切斷過負(fù)荷電流和短路電流；操作機(jī)構(gòu)由帶鐵芯的吸持線圈和銜鐵構(gòu)成。線圈通電，吸引銜鐵，接觸器閉合；線圈失電，接觸器斷開。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，接觸器切換的功率要求越來越大，提高切換功率、減小體積是電器廠追求的目標(biāo)。
[0003]真空滅弧室，又名真空開關(guān)管，其主要作用是，通過管內(nèi)真空優(yōu)良的絕緣性使中高壓電路切斷電源后能迅速熄弧并抑制電流，避免事故和意外的發(fā)生。目前市場上所見到的真空滅弧室均為80年代初產(chǎn)品，如用于cKJ5、cKG1-3系列高低壓真空交流接觸器上的真空滅弧室，它包括相對配置的動觸頭和靜觸頭、與所述動觸頭相連的動導(dǎo)電桿、與所述靜觸頭相連的靜導(dǎo)電桿和波紋管，上述元件封裝在外殼內(nèi)固定，并抽成真空狀態(tài)。所述外殼的主體是由陶瓷或玻璃材料制成，內(nèi)設(shè)有一層屏蔽罩，該屏蔽罩的作用是吸收電弧產(chǎn)生的金屬顆粒，避免所述金屬顆粒進(jìn)入到絕緣外殼上，以保證絕緣外殼的絕緣性能。由于真空是絕熱的，即散熱性差，這就需要增大外殼的表面積，從而需要增大滅弧室體積，這與減小接觸器體積的需求是不相符的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，該滅弧室采用氣密封結(jié)構(gòu)，以高壓氫氣作為介質(zhì)，解決了普通介質(zhì)散熱差的難題，適用于作為分?jǐn)嘀绷鞔箅娏鹘佑|器的接觸系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，包括相對配置的動觸頭和靜觸頭，所述動觸頭套接在動觸桿上端，動觸桿下端固定在銜鐵上，所述動觸頭和靜觸頭封裝在密封腔內(nèi)，所述密封腔內(nèi)填充3~4個大氣壓的氫氣。
[0006]為簡潔說明問題起見，以下對本實(shí)用新型所述以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室均簡稱為本滅弧室。
[0007]本滅弧室用氫氣作為滅弧介質(zhì)，氫氣是最輕的氣體，在O 1:和一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，每升氫氣只有0.09 g，僅相當(dāng)于同體積空氣重量的十四點(diǎn)五分之一。同時氫氣具有較好的導(dǎo)熱性能，O 1:時，熱導(dǎo)率為0.1745K W.m-1.k—1 (數(shù)據(jù)來自《真空設(shè)計手冊》第三版第53頁，達(dá)道安著)。根據(jù)氣體的巴申曲線，較高壓力的氣體是提高電氣絕緣的途徑，但考慮到工藝性，對滅弧室填充3~4個大氣壓的氫氣，可同時滿足工藝性和設(shè)計的要求。
[0008]所述密封腔由陶瓷外殼、可伐環(huán)和金屬密封體圍成。為了有良好的絕緣介電性能，密封腔采用陶瓷外殼與金屬密封體封接的形式，采用真空釬焊技術(shù)，陶瓷外殼采用95氧化鋁陶瓷材料，金屬密封體采用與陶瓷外殼材料膨脹系數(shù)相接近的4J33高鎳合金材料，克服了不同材料熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應(yīng)力的問題，密封指標(biāo)可達(dá)到lX10_4Pa.cm3/s0
[0009]可伐環(huán)上有用于填充氫氣的封排管。封排銅管是用來抽氣和充氣的，待充氣完成后，用冷壓焊的方法截斷密封，從而增加密封腔的密封性，降低漏率。
[0010]所述靜觸頭通過過渡環(huán)固定在陶瓷外殼上，靜觸頭材料是銅，銅與陶瓷外殼焊接后易開焊，而在銅質(zhì)靜觸頭和陶瓷外殼之間增加過渡環(huán)可以使靜觸頭更加牢固地固定在陶瓷外殼上。
[0011]銜鐵外有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與金屬密封體固定連接，銜鐵與金屬密封體間有間隙，該間隙大于動觸頭與靜觸頭之間的距離。當(dāng)接觸器的吸持線圈通電后，產(chǎn)生磁場，銜鐵沿導(dǎo)向套移動，由于銜鐵上固定有動觸桿，動觸桿也同步向上移動，從而使動觸頭和靜觸頭接通。
[0012]動觸頭上端有一個上擋圈，動觸頭下端有一個下?lián)跞Γ蠐跞拖聯(lián)跞Χ脊潭ㄔ趧佑|桿上，下?lián)跞εc動觸頭間有彈簧。擋圈是為了限制動觸頭在動觸桿上的活動范圍，彈簧可將動觸頭壓緊在靜觸頭上。當(dāng)動觸頭與靜觸頭接觸后，由于銜鐵與金屬密封體間仍有間隙，銜鐵繼續(xù)移動，此時，動觸頭已與靜觸頭緊密接觸，所以，動觸頭位置不變，而動觸桿會繼續(xù)上移，擠壓彈簧，從而將動觸頭壓緊上靜觸頭上，保證電路接通。
[0013]本滅弧室采用了先進(jìn)的激光封焊工藝，封焊時熱影響區(qū)小，傳入接觸器的熱量少，可消除封焊對陶瓷-金屬封結(jié)的不利影響，可在任何保護(hù)氣氛中進(jìn)行焊接，保證了焊接的工藝性和可行性，滿足密封性的要求。
[0014]滅弧室作為接觸器的關(guān)鍵部件，對產(chǎn)品的性能起著關(guān)鍵的作用。本滅弧室采用密封結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，同時由于采用了高壓氫氣作為滅弧介質(zhì)，可縮短觸點(diǎn)的開距，從而縮小體積，減輕重量。應(yīng)用本滅弧室的接觸器可廣泛應(yīng)用于新能源汽車的電源切換和充放電，礦用電器，航空航天等，具有較好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本滅弧室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是圖1的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型:
[0018]如圖1及圖2所示，以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，包括相對配置的動觸頭I和靜觸頭2、陶瓷外殼3、可伐環(huán)4和金屬密封體5。所述動觸頭I套接在動觸桿7上端，動觸頭I上端有一個上擋圈8，下端有一個下?lián)跞?，上擋圈8和下?lián)跞?都固定在動觸桿7上端部，下?lián)跞?與動觸頭I間有彈簧10，動觸桿7下端固定在銜鐵11上，銜鐵11外有導(dǎo)向套12，導(dǎo)向套12與金屬密封體5采用激光封焊工藝焊接在一起，金屬密封體5的材料為軛鐵，銜鐵11與金屬密封體12間有間隙13，該間隙13大于動觸頭I與靜觸頭2之間的距離；所述靜觸頭2通過過渡環(huán)14焊接在陶瓷外殼3上，靜觸頭2材料是銅，銅與陶瓷焊接后易開焊，而在銅質(zhì)靜觸頭2和陶瓷外殼3之間增加過渡環(huán)14可以使靜觸頭2更加牢固地焊接在陶瓷外殼3上。所述陶瓷外殼3、可伐環(huán)4和金屬密封體5用真空釬焊技術(shù)焊在一起，圍成密封腔6，使密封腔6有良好的絕緣介電性能，陶瓷外殼3采用95氧化鋁陶瓷材料，金屬密封體5采用與陶瓷外殼3材料膨脹系數(shù)相接近的4J33高鎳合金材料，克服了不同材料熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生應(yīng)力的問題，密封指標(biāo)可達(dá)到1X 10_4 Pa ·cm3/s。動觸頭1和靜觸頭2封裝在密封腔6內(nèi)，可伐環(huán)4上有用于填充氫氣的封排管15，封排銅管15是用來抽氣和充氣的，待密封腔內(nèi)填充3~4個大氣壓的氫氣后，用冷壓焊的方法截斷密封，從而增加密封腔6的密封性，降低漏率。
[0019]本滅弧室采用密封結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，同時由于采用了高壓氫氣作為滅弧介質(zhì)，可縮短觸點(diǎn)的開距，從而縮小體積，減輕重量。應(yīng)用本滅弧室的接觸器可廣泛應(yīng)用于新能源汽車的電源切換和充放電，礦用電器，航空航天等，具有較好的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，包括相對配置的動觸頭和靜觸頭，所述動觸頭套接在動觸桿上端，動觸桿下端固定在銜鐵上，所述動觸頭和靜觸頭封裝在密封腔內(nèi)，其特征在于:所述密封腔內(nèi)填充3?4個大氣壓的氫氣。
2.如權(quán)利要求1所述的以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，其特征在于:所述密封腔由陶瓷外殼、可伐環(huán)和金屬密封體圍成，可伐環(huán)上有用于填充氫氣的封排管。
3.如權(quán)利要求2所述的以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，其特征在于:所述靜觸頭通過過渡環(huán)固定在陶瓷外殼上。
4.如權(quán)利要求2所述的以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室,其特征在于:銜鐵外有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套與金屬密封體固定連接，銜鐵與金屬密封體間有間隙。
5.如權(quán)利要求1所述的以氫氣作為滅弧介質(zhì)的滅弧室，其特征在于:動觸頭上端有一個上擋圈，動觸頭下端有一個下?lián)跞?，上擋圈和下?lián)跞Χ脊潭ㄔ趧佑|桿上，下?lián)跞εc動觸頭間有彈簧。
【文檔編號】H01H33/664GK203573900SQ201320719360
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】邵冬陽 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十研究所