一种新型复合磁场触头结构及其应用的真空灭弧室制造技术

一种新型复合磁场触头结构及其应用的真空灭弧室，该复合磁场触头结构包括静端触头和动端触头；静端触头包括静端横向磁场触头片，焊接在其背部中心区域的静端励磁触头结构以及焊接在静端励磁触头结构另一端的静端导电杆；静端励磁触头结构的直径小于静端横向磁场触头片的直径；静端横向磁场触头片与静端励磁触头结构的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；动端触头的结构同静端触头结构；动端横向磁场触头片与静端横向磁场触头片的开槽方向相匹配，动端励磁触头结构与静端励磁触头结构的开槽方向相匹配；本发明专利技术还公开了采用该复合磁场触头结构的真空灭弧室；本发明专利技术解决了现有复合磁场触头结构触头表面结构过于复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大电流真空断路器
，具体涉及一种新型复合磁场触头结构及其应用的真空灭弧室。
技术介绍
随着电力系统的发展，真空断路器在整个电力系统中的应用也得以快速的发展。但是，在发展的过程中，对于真空断路器的要求也是不断的提高。为了提高真空灭弧室的短路开断能力，在灭弧室中引入了电弧的磁场控制技术。磁场控制技术主要包括了横向磁场控制技术和纵向磁场控制技术。其中，横向磁场技术是通过特定的触头结构，使得在燃弧过程中形成的电流通路在触头及其触头间隙区域形成与电弧电流流向垂直的横向磁场。横向磁场作用于真空电弧，驱动其在触头表面旋转运动，避免了电弧对于触头局部的过度烧蚀，提高了开关的开断能力。纵向磁场技术也是通过触头结构，形成与电弧电流流向平行的磁场。纵向磁场技术使得真空电弧更加均匀，减少了真空电弧的集聚，减轻电弧对于触头表面的烧蚀，提高了开关的开断能力。在现有的真空灭弧室中，纵向磁场触头结构主要为杯状纵磁触头结构和线圈式纵磁触头结构。横向磁场触头结构主要为杯状横磁触头结构、万字形等开槽式横磁触头结构。纵向磁场触头结构的优势是电弧的控制能力强，开断能力强；缺点是触头结构复杂，触头结构导通电阻大，对于额定电流有较大限制。横向磁场触头结构的优势是触头结构简单，触头导通电阻小，可以导通较大额定电流；缺点是横向磁场控制技术作用下，真空电弧在快速旋转过程中，对于触头有一定的烧蚀，以及电弧的喷溅会对屏蔽罩造成一定程度的烧蚀。综上所述，现有的横向和纵向磁场结构触头在断路器中的应用中各有优劣，其结构也在不断的改进和完善。目前，复合磁场触头结构的研究也取得了一定的发展，尤其是ABB公司提出的复合触头结构设计方案(EUROPEANPATENTAPPLICATION；Applicationnumber:11006056.3)。其设计的触头结构如图1所示。其触头结构主要由外侧触头结构40和内侧触头结构52组成。外侧触头结构40为环状结构，并且在外侧开槽；内侧触头结构52为直径较小的触头结构，置于环状的外侧触头结构内部。通过其开槽的设计，其外侧触头结构40和内部触头结构52均可以产生磁场，对真空电弧进行约束和控制。外侧触头结构40通过开槽的方向的配合可以形成横向磁场和纵向磁场；内侧触头结构52通过开槽方向的配合，也可以形成横向磁场和纵向磁场。上述复合触头结构，通过外侧触头和内侧触头的配合，分别可以形成横向磁场--纵向磁场组合；横向磁场--横向磁场组合；纵向磁场--纵向磁场组合。这种触头结构在燃弧过程中，充分发挥了横向磁场和纵向磁场对于真空电弧的控制。如果仅考虑触头磁场对于电弧的约束，上述触头结构通过组合形成复合磁场，强化并且充分利用了横向和纵向磁场对于电弧的控制。但是，在实际的应用中，上述复合磁场触头结构由于是由外侧环状触头和内侧小直径触头组合而成，触头表面的结构过于复杂。在大电流条件下，容易造成触头表面的过度烧蚀以及结构的破坏，不利于大电流条件下的开断。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种新型复合磁场触头结构及其应用的真空灭弧室，解决了现有复合磁场触头结构触头表面结构过于复杂的问题。为达到以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型复合磁场触头结构，包括静端触头201和动端触头202；所述静端触头201包括静端横向磁场触头片103，焊接在静端横向磁场触头片103背部中心区域的静端励磁触头结构102以及焊接在静端励磁触头结构102另一端的静端导电杆101；所述静端横向磁场触头片103为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述静端励磁触头结构102为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述静端励磁触头结构102的直径小于静端横向磁场触头片103的直径；所述静端横向磁场触头片103与静端励磁触头结构102的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；所述动端触头202包括动端横向磁场触头片104，焊接在动端横向磁场触头片104背部中心区域的动端励磁触头结构105以及焊接在动端励磁触头结构105另一端的动端导电杆106；所述动端横向磁场触头片104为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述动端励磁触头结构105为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述动端励磁触头结构105的直径小于动端横向磁场触头片104的直径；所述动端横向磁场触头片104与动端励磁触头结构105的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；所述动端横向磁场触头片104与静端横向磁场触头片103的开槽方向相匹配，所述动端励磁触头结构105与静端励磁触头结构102的开槽方向相匹配。所述静端横向磁场触头片103的背部中心区域为直径与静端励磁触头结构102直径相同的凹槽，静端励磁触头结构102放置在凹槽中，所述静端励磁触头结构102的边缘位置高于中间区域，静端励磁触头结构102的边缘位置与静端横向磁场触头片103的背部凹槽焊接；所述动端横向磁场触头片104的背部中心区域为直径与动端励磁触头结构105直径相同的凹槽，动端励磁触头结构105放置在凹槽中，所述动端励磁触头结构105的边缘位置高于中间区域，动端励磁触头结构105的边缘位置与动端横向磁场触头片104的背部凹槽焊接。所述预设的角度差为20°～60°，使得静端横向磁场触头片103与静端励磁触头结构102以及动端横向磁场触头片104与动端励磁触头结构105的焊接部位形成匹配。一种真空灭弧室，包括上述所述的新型复合磁场触头结构和中央屏蔽罩108。所述中央屏蔽罩108的材料选择耐电弧烧蚀的CuCr合金材料。本专利技术复合磁场触头结构加强了触头间隙的横向磁场强度，优化了中心区域的横向磁场分布。由于触头开槽结构和角度的配合，在燃弧期间，电弧电流不仅需要经过静端横向磁场触头片103和动端横向磁场触头片104产生横向磁场，还要经过静端励磁触头结构102和动端励磁触头结构105，再次产生横向磁场。这一设计，通过不同直径的静端横向磁场触头片103、和动端横向磁场触头片104与静端励磁触头结构102、动端励磁触头结构105的配合，延长了电流在触头结构中的流通路径；同时通过直径的配合，强化了触头间隙特别是触头中心区域的横向磁场的强度。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1)触头表面结构简单；触头表面形状为开槽式横向磁场触头片的表面，表...

【技术保护点】
一种新型复合磁场触头结构，包括静端触头(201)和动端触头(202)；其特征在于：所述静端触头(201)包括静端横向磁场触头片(103)，焊接在静端横向磁场触头片(103)背部中心区域的静端励磁触头结构(102)以及焊接在静端励磁触头结构(102)另一端的静端导电杆(101)；所述静端横向磁场触头片(103)为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述静端励磁触头结构(102)为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述静端励磁触头结构(102)的直径小于静端横向磁场触头片(103)的直径；所述静端横向磁场触头片(103)与静端励磁触头结构(102)的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；所述动端触头(202)包括动端横向磁场触头片(104)，焊接在动端横向磁场触头片(104)背部中心区域的动端励磁触头结构(105)以及焊接在动端励磁触头结构(105)另一端的动端导电杆(106)；所述动端横向磁场触头片(104)为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述动端励磁触头结构(105)为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述动端励磁触头结构(105)的直径小于动端横向磁场触头片(104)的直径；所述动端横向磁场触头片(104)与动端励磁触头结构(105)的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；所述动端横向磁场触头片(104)与静端横向磁场触头片(103)的开槽方向相匹配，所述动端励磁触头结构(105)与静端励磁触头结构(102)的开槽方向相匹配。...

【技术特征摘要】
1.一种新型复合磁场触头结构，包括静端触头(201)和动端触头(202)；其特征在于：所述静端触头(201)包括静端横向磁场触头片(103)，焊接在静端横向磁场触头片(103)背部中心区域的静端励磁触头结构(102)以及焊接在静端励磁触头结构(102)另一端的静端导电杆(101)；所述静端横向磁场触头片(103)为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述静端励磁触头结构(102)为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述静端励磁触头结构(102)的直径小于静端横向磁场触头片(103)的直径；所述静端横向磁场触头片(103)与静端励磁触头结构(102)的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；
所述动端触头(202)包括动端横向磁场触头片(104)，焊接在动端横向磁场触头片(104)背部中心区域的动端励磁触头结构(105)以及焊接在动端励磁触头结构(105)另一端的动端导电杆(106)；所述动端横向磁场触头片(104)为螺旋槽横向磁场结构或“万”字形横向磁场触头结构；所述动端励磁触头结构(105)为螺旋槽横向磁场结构、“万”字形横向磁场结构、杯状纵向磁场结构或线圈式纵向磁场结构；所述动端励磁触头结构(105)的直径小于动端横向磁场触头片(104)的直径；所述动端横向磁场触头片(104)与动端励磁触头结构(105)的开槽旋转方向相同，但存在预设的角度差；所述动端横向磁场触头片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，马慧，刘志远，耿英三，闫静，王振兴，孙丽琼，李世民，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61