本發(fā)明屬于真空開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中重要的開關(guān)設(shè)備，具有控制和保護雙重功能，對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要意義。由于sf6氣體被《京都議定書》指定為一種強溫度效應(yīng)氣體，因而具有環(huán)境友好特性的真空斷路器向更高電壓等級發(fā)展對減少sf6氣體的使用具有重要意義。

真空滅弧室式真空斷路器中的重要組成部分，為了提高高壓真空滅弧室的短路開斷能力，通常在在滅弧室中引入縱向磁場來控制真空電弧。此外，為了提高高壓真空滅弧室的額定通流能力，在真空滅弧室引入了額定電流下的溫升控制技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過觸頭片背部設(shè)置馬蹄形鐵片以在觸頭間產(chǎn)生縱向磁場的馬蹄鐵型縱磁觸頭因其較小的回路電阻，成為能有效提升高壓真空滅弧室額定電流的一種解決方案。然而，馬蹄鐵型縱磁觸頭結(jié)構(gòu)存在一個結(jié)構(gòu)缺陷，即當(dāng)觸頭開距較大(接近馬蹄形鐵片槽口寬度)時，觸頭間縱向磁場對真空電弧的控制作用急劇下降，從而導(dǎo)致真空滅弧室開斷失敗。這一缺陷使得傳統(tǒng)馬蹄鐵型縱磁觸頭難以足高壓真空滅弧室大開距下的滅弧能力要求，限制了其在高電壓等級真空滅弧室中的應(yīng)用。此外，傳統(tǒng)馬蹄鐵型縱磁觸頭由于縱向磁場有效面積占觸頭片總面積的比值不高，還存在觸頭片局部燒蝕嚴(yán)重的問題。因此，如何增強傳統(tǒng)馬蹄鐵型縱磁觸頭在大開距下觸頭間的縱向磁場，提高大開距下的開斷能力已成為急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能在保證高壓真空滅弧室較小回路電阻的情況下，有效增強馬蹄鐵縱磁觸頭在大開距下的縱向磁場，增加縱向磁場的有效面積，提高真空滅弧室馬蹄鐵縱磁觸頭在大開距下的短路電流開斷能力。

為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在真空滅弧室中動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8和靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9；所述動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8包括觸頭片1，設(shè)置在觸頭片1背部的導(dǎo)電桿2，導(dǎo)電桿2臨近觸頭片1的一端安裝有的匯流塊3和支撐座4，支撐座4和導(dǎo)電桿2為一體化結(jié)構(gòu)，匯流塊3的一端與導(dǎo)電桿2連接，匯流塊3的另一端與觸頭片1焊接，支撐座4的另一端與觸頭片1連接，觸頭片1上設(shè)置有馬蹄形鐵片組6，匯流塊3設(shè)置在遠離馬蹄形鐵片組6槽口位置，匯流塊3沿馬蹄形鐵片組6槽口方向的長度小于導(dǎo)電桿2直徑的1/2，匯流塊3作為電連接部件導(dǎo)通導(dǎo)電桿2與觸頭片1中的電流，支撐座4作為非電連接部件無載流作用，其作為導(dǎo)電桿2的支撐部件；所述靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9與動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8的結(jié)構(gòu)相同、觸頭片相對設(shè)置且同軸中心對稱安裝。

所述匯流塊3與觸頭片1采用氬弧焊5連接。

所述匯流塊3為弓形，厚度與支撐座4相同。

所述匯流塊3和支撐座4組成的圓柱型結(jié)構(gòu)的外徑與導(dǎo)電桿2的外徑相同，且均與觸頭片1同軸放置。

所述動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8、靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9和匯流塊3的材料均為無氧銅；所述支撐座4的材料為不銹鋼。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明改進了傳統(tǒng)馬蹄鐵型縱磁觸頭的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，在導(dǎo)電桿與觸頭片之間設(shè)置匯流塊，通過合理設(shè)計電流路徑可額外增加了動、靜觸頭間的縱向磁場，提高了馬鐵形縱磁觸頭在大開距下縱向磁場對真空電弧的控制能力。

(2)設(shè)置匯流塊的真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，回路電阻較小，有利于提高真空滅弧室高額定電流下的溫升水平。

(3)匯流塊與觸頭片之間采用氬弧焊技術(shù)焊接，可在保證焊接點機械強度的情況下降低焊接處的回路電阻，有利于降低焊接處的溫升，從而提高了真空滅弧室的額定通流能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2為本發(fā)明觸頭結(jié)構(gòu)的一種實施方式示意圖。

圖3為本發(fā)明的總體電流路徑示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)相同的動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8和靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9，上述動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8和靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9的材料均為無氧銅。圓柱形的導(dǎo)電桿2同軸置于圓形的觸頭片1背部，導(dǎo)電桿2和觸頭片1之間安裝無氧銅材料的匯流塊3和不銹鋼支撐座4。弓形的匯流塊3作為電連接部件導(dǎo)通導(dǎo)電桿2與觸頭片1中的電流，與匯流塊3厚度相同的不銹鋼支撐座4作為非電連接部件無載流作用，其作為導(dǎo)電桿2的支撐部件。匯流塊3與觸頭片1之間采用氬弧焊5的方式進行焊接，在保證機械強度的同時減小了焊接處的回路電阻，有利于實現(xiàn)對溫升的控制。動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8和靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9沿觸頭間中心平面中心點呈中心對稱同軸安裝。

如圖2所示，馬蹄鐵型縱磁觸頭中馬蹄形鐵片組6單側(cè)開口，匯流塊3設(shè)置在遠離馬蹄形鐵片組6開口一側(cè)，匯流塊3和不銹鋼支撐座4組成的圓柱型結(jié)構(gòu)的外徑與導(dǎo)電桿2的外徑相同，且均與觸頭片1同軸放置。對于一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的具體實施方式，可在圓柱形的導(dǎo)電桿2的末端，將導(dǎo)電桿末端1‐3mm的部分由一側(cè)邊沿向內(nèi)切除，且在另一側(cè)保留一部分，從而形成與導(dǎo)電桿2一體的匯流塊3。在裝配時，將匯流塊3下端通過氬弧焊5焊接于觸頭片1背部。這種實施方式便于加工，且可通過改變匯流塊3沿馬蹄形鐵片組6單側(cè)開口方向的長度來調(diào)整觸頭間縱向磁場的增加量。

如圖3為本發(fā)明的馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在動、靜觸頭分離后，真空電弧燃燒時的電流路徑示意圖。交流電流從靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9流入，從動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8流出，電流依次流過靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9中的導(dǎo)電桿10、匯流塊11和觸頭片12，然后經(jīng)過真空電弧7后，依次流過動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8中的觸頭片1、導(dǎo)流塊3和導(dǎo)電桿2。由于靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)9中導(dǎo)流塊11的存在，使得導(dǎo)電桿10的電流在流向?qū)Я鲏K11時，在導(dǎo)電桿10近觸頭片12的部分產(chǎn)生了橫向電流分量i2；同理，在動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)8中，導(dǎo)流塊3中的電流在流入導(dǎo)電桿2后，在導(dǎo)電桿2近觸頭片1的一端產(chǎn)生了橫向電流分量i1；橫向電流分量i1和i2可在動、靜觸頭間產(chǎn)生額外的縱向磁場。橫向電流分量產(chǎn)生的縱向磁場的方向與馬蹄鐵型縱磁觸頭通過馬蹄形鐵片組6產(chǎn)生的縱向磁場方向相同，二者在動、靜觸頭間的空間內(nèi)疊加。本發(fā)明提出的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)有效增加了馬蹄鐵型縱磁觸頭間的縱向磁場，提高了大開距下馬蹄鐵型縱磁觸頭對真空電弧的控制能力。

以上描述僅為本發(fā)明的具體實施方式之一，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的具體實施方式做出各種改變而不違背本發(fā)明的原理。本發(fā)明的保護范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種高壓真空滅弧室馬蹄鐵型縱磁觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在真空滅弧室中動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)和靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括觸頭片，設(shè)置在觸頭片背部的導(dǎo)電桿，導(dǎo)電桿臨近觸頭片的一端安裝有的匯流塊和支撐座，匯流塊的另一端與觸頭片焊接，觸頭片上設(shè)置有馬蹄形鐵片組，匯流塊設(shè)置在遠離馬蹄形鐵片組槽口位置，匯流塊沿馬蹄形鐵片組槽口方向的長度小于導(dǎo)電桿直徑的1/2，所述靜觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)與動觸頭導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同、觸頭片相對設(shè)置且同軸中心對稱安裝；本發(fā)明結(jié)構(gòu)能在保證高壓真空滅弧室較小回路電阻的情況下，有效增強馬蹄鐵縱磁觸頭在大開距下的縱向磁場，增加縱向磁場的有效面積，提高真空滅弧室馬蹄鐵縱磁觸頭在大開距下的短路電流開斷能力。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志遠;李昊旻;王子寒;耿英三;王建華
受保護的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.08.22