具有用于纵向磁化的磁部件的真空断路器的电极装置制造方法及图纸

本发明专利技术披露了一种用于通断电路的真空断路器的电极结构，包括：一对触头部件，用于通过使触头沿着预定方向彼此相对运动而使触头相互接触和分开；一对导电杆，分别和所述一对触头部件相连，用于对触头部件提供导电通路；以及具有磁本体的磁化装置，用于在触头部件之间产生平行于预定方向的磁场，所述磁本体由铁合金构成，所述铁合金包括按重量计算０．０２到１．５％的碳和铁。铁合金还包括至少锰和硅之一。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有改进的遮断性能的真空断路器的电极装置，尤其涉及一种具有磁部件的真空断路器的电极装置，所述磁部件用于在一对用来接通和断开的触头部件之间产生纵向磁场。附图说明图1所示的真空断路器一般包括真空壳体1，其具有绝缘的壳体2，壳体2具有两个敞开部分的端部，利用盖3a,3b封闭，还包括一对电极。所述成对的电极包括触头4和5，它们被相互面向地设置在真空壳体1中，和导电杆6和7，其分别通过盖3a,3b被插入真空壳体1内。触头4和5被分别提供在导电杆6和7的端部。一个导电杆7通过操作机构(未示出)可以沿轴向运动，使得一个触头(以后叫做“定触头”)4可以和另一个触头(以后叫做“动触头”)5接触和释放。在盖3a和导电杆7之间提供有一个波纹管8，用于保持真空壳体1内的真空度，同时又允许导电杆7沿轴向运动。标号9是一个这样提供的屏蔽，使得其包围触头4,5和导电杆6,7。真空断路器一般在两个触头相互接触时被激励。在这种状态下，当导电杆7沿箭头M的方向运动时，动触头5和定触头4分开，并在触头4、5之间产生电弧。该电弧通过从阴极例如动触头5产生金属蒸汽而得以维持。当触头相互分开一段距离时，电弧不能被维持，没有电流流过，并且停止产生金属蒸汽，借以完全遮断电路。如果要被切断的电流很大，则由于由电弧本身产生的磁场和由外部电路产生的磁场之间的相互作用，在触头4,5之间产生的电弧便成为极不稳定的状态。结果，电弧在触头的表面上运动，并被向着触头的端部或圆周部分偏移。这些有电弧的部分被局部加热，释放出大量的金属蒸汽，使得真空壳体1内的真空度降低。因而使真空断路器的断路特性变劣。如果触头被整体地形成在电极上，电弧可能会在电极表面上运动。为了避免断路特性变劣，已经提出，例如，(a)一种电极结构，其中触头表面具有较大面积；(b)一种电极结构，其中在触头表面上或者在电极表面上提供螺旋槽使电弧旋转；以及(c)如图2所示，借助于流过线圈电极10和10’的自身电流的圆周分量对触头之间的间隙施加和电弧平行的纵向磁场，线圈电极10和10’分别被提供在触头4,5的后面。在上述(a)的电极结构的情况下，如上所述仍然产生偏移的电弧。结果，触头(电极)被局部熔化而产生更多的蒸汽，可能使得不能切断电路。在上述(b)的电极结构的情况下，也不能在触头的整个面积上均匀地流过电流，因而发生和(a)相同的情况。在上述(c)的电极结构的情况下，如果电流流过触头后面的线圈电极，在触头之间沿垂直于触头表面的方向产生磁场。在遮断操作期间，在两个触头之间产生的电弧受到纵向磁场的约束。电弧的分布和触头之间的磁力线相同。然而，这种分布不需要是均匀的和平行的。此外，发生电弧不垂直于触头表面发射的现象，即使从触头之间的空间移动到各个触头的端部附近的外部，因而，不能实现期望的断路特性。如上所述，对触头和其上提供有触头的电极结构尝试了各种改进。然而，其中的一些提供了不好的断路特性，其它一些则使成本增加。根据这些问题，因此，本专利技术的目的在于提供一种真空断路器的电极结构，其能够以最佳的方式控制触头部件之间的磁场分布，因而提高断路特性。本专利技术的另一个目的在于，提供一种真空断路器的电极结构，其中具有磁装置，用于在用来实现电路通断的一对触头部件之间产生合适的纵向磁场。本专利技术的另一个目的在于，提供一种真空断路器的电极结构，其中具有磁装置，所述磁装置不会使其承受高电压的能力下降，并阻止限制频率增加，同时改善耐弧性能。为了实现上述目的，按照本专利技术的用于通断电连接的真空断路器的电极结构包括一对触头部件，用于通过使触头沿着预定方向彼此相对运动而使触头相互接触和分开；一对导电杆，分别和所述一对触头部件相连，用于对触头部件提供导电通路；以及具有磁本体的磁化装置，用于在触头部件之间产生平行于预定方向的磁场，所述磁本体由铁合金构成，所述铁合金包括按重量计算占0.02到1.5％的碳和铁。按照本专利技术的一个方面，碳作为颗粒被包含在磁本体的铁合金中，颗粒的平均颗粒直径为0.01到10μm。按照本专利技术的另一个方面，磁本体的铁合金还包括至少锰和硅之一。按照本专利技术的另一个方面，所述一对触头部件由导电材料构成，其中包括导电成分和耐弧成分，其中的导电成分至少是铜和银之一，并且耐弧成分从一个组中选择，所述的组包括Ti,Zr,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W，它们的碳化物和硼化物，并具有1500℃或更高的熔融温度。按照本专利技术的另一个方面，所述一对导电杆沿所述预定方向对准，所述触头部件中的每一个具有接触表面，在其上触头部件实现接触，并且接触表面垂直于预定方向。按照本专利技术的另一个方面，磁本体包括至少一对磁部件，所述磁部件的一个被设置在所述一对触头部件的一个上，并且另一个磁部件被设置在另一个触头部件上。每个磁部件可以具有这样的形状，使得当磁部件被周向磁场磁化时，在磁部件中沿着磁场产生开环磁通。所述一对触头部件的每一个可以具有至少一个导电销，其沿着平行于所述预定方向和触头部件相连，并且从导电销产生使磁部件磁化的周向磁场。按照本专利技术的真空断路器的电极结构相对于现有技术的特点和优点，通过结合附图对其优选实施例的详细说明，将看得更加清楚，附图中相似的部件用相同的标号表示，其中图1是常规的真空断路器的结构示意图，用于说明真空断路器的基本结构；图2是其中使用线圈的另一种常规的真空断路器的示意的侧视图；图3是用于制造按照本专利技术的真空断路器的成对的电极的一个例子的拆开的透视图；图4是按照本专利技术的真空断路器的电极的另一个例子的拆开的透视图；以及图5是按照本专利技术的真空断路器的电极的另一个例子的拆开的透视图。下面详细说明本专利技术。在真空断路器触头之间产生的电弧可以通过产生平行于纵向的磁场进行控制。此处的纵向指的是在触头之间电流流动的方向(和上述的类似，以后称为“纵向磁场”)。如上所述使用线圈的真空断路器被设计用于通过线圈流过电流而在触头之间产生纵向磁场。然而，已经发现，存在一个合适的纵向磁场，用于提供耐弧性好的真空断路器，因而需要产生这种磁场。换句话说，需要调整在触头之间产生的纵向磁场的分布或磁通密度的分布。特别是，需要使触头的圆周比其中心具有较高的磁通密度。为了调整纵向磁场的产生，提供一种磁场产生装置是有效的，其中使用磁材料作为产生纵向磁场的装置。例如，在设置有线圈的真空断路器的两个触头的每一个上，沿着触头的外圆周部分提供一个环形磁部件，其中线圈如此设置，使得线圈的轴向对应于真空断路器的纵向，此时，在通过来自线圈的电流产生的磁场中，在触头的外圆周部分附近磁通密度较高，因而在一对相邻的磁部件之间可以获得增强的纵向磁场。此外，可以不使用线圈而使用磁部件可以由垂直于真空断路器的纵向的方向的磁通产生纵向磁场。如果一个磁体位于磁场中，它便按照外部磁场的强度和磁材料的导磁率被磁化。如果由磁化产生的磁通在磁本体中提供的不是闭合的而是敞开的环路，那么在磁通被终止的磁体的远端将作为磁极。利用这些特点，如果磁体被合适地设置并被围绕真空断路器的电极而产生的磁场磁化，则可以产生纵向磁场并根据需要进行调整。图3到图5用于说明这种类型的真空断路器的结构的例子，并表示真空断路器的一对电极中的一个电极。图3到图5中的所示的电极和另一个相同的电极构成一对电极，用于构成图1所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通断电连接的真空断路器的电极结构，包括：一对触头部件，用于通过使触头沿着预定方向彼此相对运动而使触头相互接触和分开；一对导电杆，分别和所述一对触头部件相连，用于对触头部件提供导电通路；以及具有磁本体的磁化装置，用于在触头 部件之间产生平行于预定方向的磁场，所述磁本体由铁合金构成，所述铁合金包括按重量计算０．０２到１．５％的碳和铁。

【技术特征摘要】
JP 1997-12-16 346066/971.一种用于通断电连接的真空断路器的电极结构，包括一对触头部件，用于通过使触头沿着预定方向彼此相对运动而使触头相互接触和分开；一对导电杆，分别和所述一对触头部件相连，用于对触头部件提供导电通路；以及具有磁本体的磁化装置，用于在触头部件之间产生平行于预定方向的磁场，所述磁本体由铁合金构成，所述铁合金包括按重量计算0.02到1.5％的碳和铁。2.如权利要求1所述的电极结构，其中碳作为颗粒被包含在磁本体的铁合金中，颗粒的平均颗粒直径为0.01到10μm。3.如权利要求1所述的电极结构，其中磁本体的铁合金还包括至少锰和硅之一。4.如权利要求1所述的电极结构，其中磁本体的铁合金还包括按重量计算0.1到15％的锰。5.如权利要求1所述的电极结构，其中磁本体的铁合金还包括按重量计算0.01到5％的硅。6.如权利要求1所述的电极结构，其中磁本体具有不小于0.5Wh/m2的饱和磁通密度。7.如权利要求1所述的电极结构，其中所述一对触头部件由导电材料构成，所述导电材料包括导电成分和耐弧成分，其中的导电成分至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥富功，关经世，大岛岩，本间三孝，染井宏通，内山工美，丹羽芳充，渡边宪治，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]