本发明专利技术提供了弧触头组件和断路器。弧触头组件包括：基座；支撑杆，支撑杆下端部沿垂直于基座的第一方向立设在基座上，在支撑杆上端部处形成有螺纹部；弧触头主体400，包括：触点和远离触点的底部，在底部开设有螺纹孔，其套设在支撑杆的螺纹部上；长度补偿机构，包括：热双金属弹簧构件、第一连接构件和第二连接构件，其中，热双金属弹簧构件的弹簧上端部与第二连接构件连接，双金属弹簧的弹簧下端部与第一连接构件连接，使得热双金属弹簧构件在根据温度发生形变时，产生扭矩以使弧触头主体围绕螺纹部转动并通过螺纹配合的引导沿远离基座的方向移动。由此，解决了现有技术中弧触头由于损耗而无法满足较高的、尤其在20次以上的电寿命要求的问题。要求的问题。要求的问题。
【技术实现步骤摘要】
弧触头组件以及断路器
[0001]本专利技术涉及电气设备领域，具体而言，涉及弧触头组件以及断路器。
技术介绍
[0002]在现有的断路器中，在断路器开断短路电流时，电弧触头将由于电弧的作用而逐渐烧蚀进而产生损耗，弧触头的长度将因损耗而变短。当弧触头烧减到一定程度时，即当弧触头的长度缩减到无法满足断路器的开断时，那么断路器将达到电寿命的极限。根据目前市场的特殊需求，要求电寿命在开断额定短路电流时大于20次。然而当前的灭弧装置无法达到20次以上更多的寿命。
[0003]目前为止该问题未完全解决，而在正在开发的解决方案中，大多数可能会影响到其他的性能，而无法适应现有的标准。
技术实现思路
[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种弧触头组件，以解决现有技术中弧触头由于损耗而无法满足在延长电寿命方面的高要求的问题，尤其是无法满足达到20次以上的电寿命要求的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面提供了一种弧触头组件，其包括：基座；支撑杆，包括：支撑杆上端部和支撑杆下端部，其中，支撑杆下端部沿垂直于基座的第一方向立设在基座上，在支撑杆上端部处形成有螺纹部；弧触头主体，包括：触点和远离触点的底部，在底部开设有螺纹孔，弧触头主体通过螺纹孔与螺纹部的螺纹配合套设在支撑杆的端部上；长度补偿机构，包括：热双金属弹簧构件、第一连接构件和第二连接构件，其中，热双金属弹簧构件包括具有第一热膨胀系数的第一簧体部件和具有第二热膨胀系数的第二簧体部件，热双金属弹簧构件的弹簧上端部与设置在基座处的第二连接构件连接，双金属弹簧的远离基座的弹簧下端部通过与设置在弧触头主体处的第一连接构件连接，使得热双金属弹簧构件在根据温度发生形变时，产生沿螺纹部的螺纹盘旋上升的方向的扭矩，以使弧触头主体围绕螺纹部转动并通过螺纹配合的引导沿远离基座的方向移动。
[0006]以这样的方式，在断路器开断电流时，产生的电弧将使周围温度升高，热双金属弹簧构件由于升温而产生与螺纹盘旋上升的方向相同的扭矩。此时，弹簧下端部通过第二连接构件相对于基座静止，而热双金属弹簧构件的弹簧上端部由于扭矩而转动，并通过第一连接构件将扭转传递给弧触头主体，使得弧触头主体沿螺纹方向在螺纹配合的引导下旋转升高。由此，弧触头主体的升高便补偿了弧触头主体由于烧蚀而产生的损耗，进而延长了弧触头及断路器的电寿命，从而满足了在电寿命方面的要求。在此，热双金属弹簧构件为热敏双金属弹簧，其是由线膨胀系数不同的金属构成的。当温度改变时，由于两种金属的线膨胀不同，热双金属弹簧构件产生扭矩。优选地，热双金属弹簧构件为螺旋双金属弹簧，并且套设在支撑杆外侧，使得结构紧凑。需要指出的是，弹簧在此的设计及运动与电弧产生的温度有关，弧触头的抬升量则与电弧的持续时间及电弧能量有关。由此，能够通过定量地设计弹
簧的运动来实现精确的长度补偿，并且不影响断路器的正常运行。
[0007]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，在弧触头主体的底部还开设有销孔，第一连接构件包括：第一连接体，其具有朝向弧触头主体的第一面和朝向基座的第二面；销柱，其立设在第一面上，并且能沿第一方向移动地插设在销孔中；其中，弹簧上端部连接在第二面上。
[0008]以这样的方式，在热双金属弹簧构件受热产生扭矩时，扭矩通过第一连接体传递给销柱，而销柱通过对销孔内壁的力作用，将扭矩传递给了弧触头主体，弧触头主体在销柱所施加的周向力的推动下沿着螺纹盘旋上升的方向移动，从而实现抬升。在此，销孔的内径略大于销柱的直径，因此销柱能够沿轴向方向、即第一方向在销孔中移动。因此，热双金属弹簧构件不会随弧触头主体的抬升而被拉伸，确保了热双金属弹簧不会受到其他力的影响。
[0009]进一步地，在销柱上开设有沿第一方向延伸的长孔，长孔具有垂直于第一方向的限位开口，在销孔的与限位开口相对的内壁处设置有垂直于第一方向延伸的限位销，使得限位销插设在长孔中并能沿第一方向相对于销柱移动。
[0010]以这样的方式，在弧触头主体抬升时，位于长孔中的限位销能够防止销柱由于弧触头主体抬升过多从销孔中脱出，避免了传递扭矩的失效。
[0011]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，第二连接构件包括单向轴承，单向轴承包括轴承内环和轴承外环，轴承内环固定地套设在支撑杆下端部的外周上，弹簧下端部连接在轴承外环上。
[0012]在热双金属弹簧构件受热而产生正向扭矩时，单向轴承在该正向扭矩方向上处于锁死状态，即此时的热双金属弹簧构件的弹簧下端部固定在基座上不发生转动。弹簧上端部则通过产生的扭矩带动弧触头主体一起转动，从而使得弧触头主体抬升。电弧断开后，温度将逐渐降低，此时热双金属弹簧构件由于温度此时的变化而产生反向扭矩。单向轴承在反向扭矩的方向上是可动的，那么热双金属弹簧构件的弹簧下端部推动单向轴承转动释放了所产生的反向扭矩，因此弧触头主体受到的螺纹连接的摩擦力大于热双金属弹簧构件的扭矩而静止。以这样的方式，防止了在热双金属弹簧构件降温时反向转动弧触头主体使其下降。
[0013]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，弧触头组件包括环形凸台，环形凸台从基座的表面向上凸出，支撑杆下端部立设在环形凸台上，环形凸台支撑单向轴承并且环形凸台的外径等于单向轴承的内环的直径。
[0014]以这样的方式，通过设置环形凸台，减小了单向轴承的转动的外环与基座的摩擦，保证了单向轴承的正常转动，并减小了摩擦磨损。
[0015]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，弧触头组件还包括导向筒，导向筒的导向筒下端部固定地立设在基座上，使得支撑杆、弧触头主体、双金属弹簧位于导向筒中。
[0016]以这样的方式，通过设置导向筒，能够对弧触头主体的运动进行引导，从而避免因径向受力不平衡而导致对抬升运动的妨碍。优选地，导向筒的内壁与弧触头主体相接触。由此不仅能够更好地引导弧触头主体，还能够阻挡外部的热量进入到导向筒内，避免热双金属弹簧构件受热升温过高。
[0017]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，导向筒包括第一环形容纳槽，第一环形容纳
槽开设在从导向筒的导向筒上端部的内壁处，在第一环形容纳槽中设置有气体屏蔽环，使得气体屏蔽环完全占据第一环形容纳槽并且气体屏蔽环的内周壁密封地贴靠在弧触头主体的外周上，以屏蔽外部高温气体进入导向筒中。
[0018]以这样的方式，通过屏蔽外部热量进入导向筒中，能够避免热双金属弹簧受热过多，并且，导向筒在此优选不与弧触头主体直接接触，仅通过气体屏蔽环与弧触头主体接触，从而减少了摩擦面积，减少了弧触头主体运动时受到的阻力。在此，气体屏蔽环还起到了导向的作用。
[0019]进一步地，根据本专利技术的一个实施例，导向筒包括第二环形容纳槽，第二环形容纳槽开设在导向筒下端部与导向筒下端部之间的内壁处，使得设置在第二环形容纳槽中并完全占据第二环形容纳槽的导向环的内周壁，在弧触头主体移动期间始终贴靠在弧触头主体的外周上，以引导弧触头主体在第一方向上运动。
[0020]以这样的方式，通过在靠近弧触头主体的底部附近设置导向环，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.弧触头组件，其特征在于，所述弧触头组件包括：基座(100)；支撑杆(300)，包括：支撑杆上端部(310)和支撑杆下端部(320)，其中，所述支撑杆下端部(310)沿垂直于所述基座(100)的第一方向立设在所述基座(100)上，在所述支撑杆上端部(320)处形成有螺纹部；弧触头主体(400)，包括：触点和远离触点的底部，在所述底部开设有螺纹孔(410)，所述弧触头主体(400)通过所述螺纹孔(410)与所述螺纹部的螺纹配合套设在所述支撑杆(300)的端部上；长度补偿机构，包括：热双金属弹簧构件(500)、第一连接构件(600)和第二连接构件，其中，所述热双金属弹簧构件(500)包括具有第一热膨胀系数的第一簧体部件和具有第二热膨胀系数的第二簧体部件，所述热双金属弹簧构件(500)的弹簧上端部(510)与设置在所述基座(100)处的第二连接构件连接，所述双金属弹簧(500)的远离所述基座(100)的弹簧下端部(520)与设置在所述弧触头主体(400)处的第一连接构件(600)连接，使得所述热双金属弹簧构件(500)在根据温度发生形变时，产生沿所述螺纹部的螺纹盘旋上升的方向的扭矩，以使所述弧触头主体(400)围绕所述螺纹部转动并通过螺纹配合的引导沿远离所述基座(100)的方向移动。2.根据权利要求1所述的弧触头组件，其特征在于，在所述弧触头主体(400)的底部还开设有销孔(420)，第一连接构件(600)包括：第一连接体(610)，具有朝向所述弧触头主体(400)的第一面和朝向所述基座(100)的第二面；销柱(620)，立设在所述第一面上，并且能沿所述第一方向移动地插设在所述销孔中；其中，所述弹簧上端部(520)连接在所述第二面上。3.根据权利要求2所述的弧触头组件，其特征在于，在所述销柱(620)上开设有沿第一方向延伸的长孔(630)，所述长孔(630)具有垂直于所述第一方向的限位开口，在所述销孔(420)的与所述限位开口相对的内壁处设置有垂直于所述第一方向延伸的限位销(430)，所述限位销(430)插设在所述长孔(630)中并能沿所述第一方向相对于所述销柱(620)移动。4.根据权利要求1所述的弧触头组件，其特征在于，所述第二连接构件包括单向轴承(900)，所述单向轴承(900)包括轴承内...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚斯，
申请(专利权)人：西门子能源国际公司，
类型：发明
国别省市：
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