具有可焊接设计的铜开关触头的真空断路器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造用于真空断路器的电开关接触装置的方法，其中，该方法至少包括以下步骤：a)提供由铜或铜合金制成的两个电接触件；b)分别用铝或铝合金涂覆电接触件，其中接触件的涂层通过冷气喷涂方法实现；c)将在方法步骤b)中涂覆的侧面分别与电流过渡触头焊接；d)将在方法步骤b)中获得的单元布置在真空断路器内。此外，本发明专利技术还涉及一种用于真空断路器的电开关接触装置，该电开关接触装置具有按照根据本发明专利技术的方法制造的接触件。有按照根据本发明专利技术的方法制造的接触件。有按照根据本发明专利技术的方法制造的接触件。

Vacuum circuit breaker with solderable copper switch contact

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可焊接设计的铜开关触头的真空断路器


[0001]本专利技术涉及一种用于制造用于真空断路器的电开关接触装置的方法，其中该方法至少包括以下步骤：a)提供两个由铜或铜合金制成的电接触件；b)用铝或铝合金涂覆电接触件，其中接触件的涂层通过冷气喷涂方法实现；c)将在方法步骤b)中涂覆的侧面分别与电流过渡触头焊接；和d)将在方法步骤b)中获得的单元布置在真空断路器内。此外，本专利技术还涉及一种用于真空断路器的电开关接触装置，其具有按照根据本专利技术的方法制造的接触件。

技术介绍

[0002]由于在能源转型的过程中，电能的产生地点和消耗地点之间的距离变得越来越大，因此对高电流或高电压的安全且低维护的控制目前变得更加重要。由此，越来越大的电流量被引导通过现有的基础设施，这对整个系统的易受干扰性产生特别大的影响。为了应对这种情况，更安全且更低维护的单个部件是一个基本要求。
[0003]用于通断中压和高压的真空断路器早已属于现有技术。这种结构形式是鲁棒的并且已经证明特别适用于高电流的吸收。然而相反不利的是，由于吸收高的关断电流和出现的电弧等离子体的与之关联的高的力量，仅特定的材料适合于开关触头。根据这些结构上的边界条件，恰恰对于这些处于电流的直接开关路径上的构件产生了仅非常有限的材料选择并且相应地仅产生了有限的制造可能性。因此，例如真空开关管的接触销基于热特性和电特性优选地由铜或铜合金制成，铜或铜合金于是仅能够非常受限地通过螺旋连接或夹紧连接与真空断路器的其他组成部分机械地连接。这些纯机械的紧固可能性可能是繁琐的并且容易发生故障。
[0004]在专利文献中还涉及用于改进真空断路器的电触头的结构的不同方法。
[0005]因此，例如EP 0 203 367 A1描述了一种用于真空开关的接触装置，其具有两个彼此同轴地相对布置的并且能够在其轴向方向上相对于彼此运动的触头，触头分别由具有接触面的盘形接触件和在接触件之后间隔开的、由导电性良好的材料制成的盘构成，导电性良好的材料直接与中央的馈电销连接并且通过其具有圆形的凹部和缝隙的造型实现径向和方位角地延伸的导电体并且由此实现用于产生轴向磁场的器件，其中，电流从馈电销经由盘的导电体被引导至接触件，其特征在于以下特征：a)缝隙从盘的圆周出发切向地延伸到圆形的留空部上，b)用于在盘和接触件之间引导电流的接片分别由缝隙和留空部限定，c)彼此相对布置的触头方位角地被定向为，使得两个相对置的盘的圆形的留空部在轴向方向上重合，相反地，相关联的切向的缝隙仅在盘的外径上彼此相对置。
[0006]此外，DE 3 347 550 A1公开了一种由铬和铜构成的复合材料，特别是用于能量技术的中压至高压的真空开关中的电接触件，其中，该材料由浸渍有铜或铜合金的铬骨架构成，其中，该材料包含碳，该碳部分地以游离的石墨的形式并且部分地以金属碳化物的结合形式存在，为此，铬骨架附加地具有0.05％至2％质量份的量的金属镍、钴或铁中的一种或多种的含量。
[0007]EP 1 831 903 B1公开了一种真空开关室，该真空开关室具有第一接触件和第二接触件，第一接触件和第二接触件用于开关在接通的切换状态中流过真空开关室的电流，并且具有至少一个包含工作介质的热管，该热管用于导出在真空开关室中由电流产生的热量，其中，热管包括热管的被称为蒸发器的区段和被称为冷凝器的区段，其中，热管具有可柔性变形的区段。
[0008]然而，这种由现有技术已知的用于改进真空断路器的电触头的电和机械特性的解决方案还能够提供进一步的改进潜力，特别是在接触件与真空开关室的其他部件的机械和电连接方面。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是，至少部分地克服由现有技术已知的缺点。本专利技术要解决的技术问题尤其是提供一种解决方案，其特征在于将电接触件特别有利地机械地和电地连接到真空开关室的另外的结构上。
[0010]根据本专利技术，上述技术问题的解决方案至少部分地通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求7的特征的电接触装置来实现。
[0011]因此，本专利技术涉及一种用于制造用于真空断路器的电开关接触装置的方法，该电开关接触装置包括两个能够彼此接触的电接触件，其中，该方法至少包括以下步骤：
[0012]a)提供由铜或铜合金制成的两个电接触件；
[0013]b)分别用铝或铝合金涂覆电接触件的至少一个侧面，其中，接触件的涂层通过冷气喷涂方法实现，并且至少一个涂覆的侧面与两个接触件的接触侧面相对置；
[0014]c)将接触件的在方法步骤b)中用铝涂覆的侧面分别与电流过渡触头焊接；
[0015]d)将在方法步骤b)中获得的由接触件和电流过渡触头构成的单元布置在真空断路器内。
[0016]出人意料地发现，接触件通过由冷气喷涂的铝形成的层机械连接到真空开关室的其他构件上，导致特别长寿命且低维护的真空开关室。因此，到目前为止由现有技术已知的夹紧连接或螺纹连接是多余的，并且有利地通过经由焊接的连接在接触件与电流导出体之间产生更电均匀的接触位置。在根据本专利技术的设计方案中，高电压或高电流的导出通过接触件到电流导出体的均匀连接来实现，从而可以均匀地导出出现的电场和磁场。这在由现有技术已知的设计方案中更困难，其中接触件不对称地连接到电流导出体上。由此总是能够在电流的导出中形成优先方向，该优先方向能够导致接触件的特定区域的磨损增加。另外的优点在于，冷气喷涂的铝涂层是非常致密的，从而即使在运行中也可以在长的使用寿命期间保证真空开关管的真空。接触件通过焊接与电流导出体的连接在机械上可以承受很大程度的负荷，从而可以延长真空开关管的可靠的使用寿命。
[0017]根据本专利技术的方法是用于制造用于真空断路器的电开关接触装置的方法，该电开关接触装置包括两个可彼此接触的电接触件。真空开关管通常由圆柱形的、抽空的、绝缘的陶瓷壳体构成，在该陶瓷壳体中存在两个开关触头。两个开关触头中的一个是固定的，而另一个开关触头可运动地进行布置。陶瓷壳体的端部在端面上被金属化并且与金属法兰焊接。为了将可动触头的运动从真空室的外部传递到内部，该可动触头通过金属波纹管与壳体连接。为了在开关过程期间没有蒸发的接触材料积聚在陶瓷的内表面上并且因此可能削
弱绝缘，在接触的区域中安装有由铜或不锈钢制成的金属蒸汽屏蔽罩。根据实施变型方案，金属蒸汽屏蔽罩可以是无电位的或与其中一个触头连接。为了进行保护，金属波纹管同样可以设有帽。为了避免在从陶瓷到金属端部法兰的过渡处的介电问题，可以集成相应的屏蔽罩。两个接触件形成开关接触装置的部件，并且可以根据两个接触件的间距彼此接触或彼此不接触。电流导出体也还可以属于开关接触装置，该电流导出体继续传导通过接触件传导的电流。
[0018]在方法步骤a)中，提供两个由铜或铜合金制成的电接触件。电接触件在此完全由铜构成或者也可以包括铜合金。例如，铬含量为例如25至50％的铜和铬的合金也被证明是合适的。根据本专利技术，原则上可能的是，仅一个接触件装备有根据本专利技术的铝合金。然而，已经证明明显更有效的是，根据本专利技术，真空开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造用于真空断路器(1)的电开关接触装置的方法，所述电开关接触装置包括两个能够彼此接触的电接触件(4，5)，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：a)提供由铜或铜合金制成的两个电接触件(4，5)；b)分别用铝或铝合金(10)涂覆所述电接触件(4，5)的至少一个侧面，其中，所述接触件(4，5)的涂层(10)通过冷气喷涂方法实现，并且至少一个涂覆的侧面(10)与两个接触件的接触侧面相对置；c)将所述接触件(4，5)的在方法步骤b)中用铝涂覆的侧面(10)分别与电流过渡触头(6，7)焊接；d)将在方法步骤b)中获得的由接触件(4，5)和电流过渡触头(6，7)构成的单元布置在所述真空断路器(1)内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，除了与所述接触侧面相对置的侧面之外，也通过冷气喷涂方法用铝或铝合金(10)涂覆所述两个接触件的与所述侧面邻接的区域。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)中，以恒定的层厚度对与所述接触侧面相对置的侧面进行涂覆。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷气喷涂的铝涂层(10)在施加之后被机械加工。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，方法步骤c)中的焊接方法是电子束焊接方法。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T奇拉，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限公司，
类型：发明
国别省市：