真空灭弧室总成及其触头组件的制作方法

本发明涉及电力系统快速开关装置配套器材技术领域，特别涉及一种触头组件。本发明还涉及一种应用了该触头组件的真空灭弧室总成。

背景技术：

随着电力系统电压等级和容量的增大，短路电流值也随之增加，对开关设备的参数要求也随之有所提高。减小短路开断时间，采用快速开断真空灭弧室成为了未来的发展趋势。随之而来的是，由于快速开断真空灭弧室的触头运动速度快，触头冲击力大，经过反复冲击后，触头片与触头座之间容易产生脱焊和触头片断裂的现象，这一现象将会引起真空灭弧室合闸不到位，真空灭弧室彻底丧失开断能力，从而影响整个电力系统的运行安全性。

具体而言，传统真空灭弧室结构中，触头座由于需要考虑磁场电流流向，在触头座侧面会设置有多条沟槽结构，对触头座的局部结构而言就形成了悬臂梁结构。在触头快速分合闸时，各沟槽所处对应位置处无法对触头片提供足够的支撑力，进而引起触头片的断裂和破碎现象，致使真空灭弧室内的触头组件主体结构受到破坏，其相应开断能力受到不利影响。

因此，如何为触头片提供充足可靠的结构支撑，以免触头动作过程中触头片发生断裂破碎现象，保证触头组件及真空灭弧室的结构可靠和性能稳定是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种触头组件，该触头组件的触头片能够得到充足可靠的结构支撑，以免触头动作过程中触头片发生断裂破碎现象，保证触头组件及真空灭弧室的结构可靠和性能稳定。本发明的另一目的是提供一种应用了该触头组件的真空灭弧室总成。

为解决上述技术问题，本发明提供一种触头组件，包括连接于导电杆顶端的底托，所述底托的上方同轴设置有触头片，所述底托与所述触头片之间同轴嵌装有触头座，所述触头座的外壁上具有沿其周向延伸的间隙槽，所述间隙槽内嵌装有若干垫片，所述垫片的顶面和底面分别与所述间隙槽的顶部内壁及底部内壁相抵。

优选地，所述触头座的中部同轴设置有与所述触头片适配的加强支撑件，所述加强支撑件包括嵌装于所述触头片与所述触头座之间的支撑筒，所述支撑筒的顶端外周部具有与所述触头片的底面相抵的上环形加强筋，所述支撑筒的底端外周部具有与所述触头座的顶部相抵的下环形加强筋。

优选地，所述上环形加强筋的外径大于所述下环形加强筋的外径。

优选地，所述上环形加强筋及所述下环形加强筋自靠近所述支撑筒处至各自外沿部厚度递减。

优选地，所述触头座包括自内而外同轴布置并通过焊接形成一体式结构的内撑体和外撑体，所述内撑体的顶部具有承托槽，所述支撑筒的底端及所述下环形加强筋对位嵌装于所述承托槽内。

优选地，所述上环形加强筋与所述触头片间焊接固定，所述上环形加强筋与所述触头片间的焊缝至少为3个并沿所述触头片的周向均匀排布，且各所述焊缝沿所述触头片的径向延伸。

优选地，所述触头片的底部具有与所述上环形加强筋对位适配的扣合槽。

优选地，各所述垫片沿所述触头座的周向均匀排布，且所述垫片焊接固定于所述间隙槽内。

优选地，所述垫片为绝缘材料制件。

本发明还提供一种真空灭弧室总成，包括壳体，所述壳体内设置有与开关动作机构的导电杆联动的触头组件，该触头组件为如上文任一项所述的触头组件。

相对上述背景技术，本发明所提供的触头组件，其工作运行过程中，位于间隙槽内的各垫片能够为间隙槽对应位置处的触头片结构提供充足可靠的结构支撑，保证触头组件随导电杆移动过程中的结构强度，避免因触头片在开断闸过程中因承受结构冲击而导致与间隙槽对应位置处发生断裂或破碎，充分保证触头组件的结构可靠性及其工作性能稳定性。

在本发明的另一优选方案中，所述触头座的中部同轴设置有与所述触头片适配的加强支撑件，所述加强支撑件包括嵌装于所述触头片与所述触头座之间的支撑筒，所述支撑筒的顶端外周部具有与所述触头片的底面相抵的上环形加强筋，所述支撑筒的底端外周部具有与所述触头座的顶部相抵的下环形加强筋。上环形加强筋和下环形加强筋能够进一步优化触头座及触头片间的应力分布，同时支撑筒能够与触头座和触头片同轴适配，并为上环形加强筋和下环形加强筋提供充足可靠的结构支撑，由此可使加强支撑件整体结构稳定可靠，并能够为触头座和触头片提供稳定可靠的结构支撑，保证触头座和触头片等触头组件的主要组成部件间的装配强度及冲击耐受性，以进一步提高所述触头组件在动作过程中的结构可靠性和功能稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的触头组件的结构剖视图；

图2为图1中触头座与垫片间的安装结构俯视剖视图；

图3为图1中触头片与加强支撑件间的焊接结构仰视图。

其中，

10-导电杆；

101-底托；

11-触头片；

111-扣合槽；

112-焊缝；

12-触头座；

121-间隙槽；

122-内撑体；

123-外撑体；

124-承托槽；

13-垫片；

14-加强支撑件；

141-支撑筒；

142-上环形加强筋；

143-下环形加强筋。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种触头组件，该触头组件的触头片能够得到充足可靠的结构支撑，以免触头动作过程中触头片发生断裂破碎现象，保证触头组件及真空灭弧室的结构可靠和性能稳定；同时，提供一种应用了该触头组件的真空灭弧室总成。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明一种具体实施方式所提供的触头组件的结构剖视图；图2为图1中触头座与垫片间的安装结构俯视剖视图；图3为图1中触头片与加强支撑件间的焊接结构仰视图。

在具体实施方式中，本发明所提供的触头组件，包括连接于导电杆10顶端的底托101，底托101的上方同轴设置有触头片11，底托101与触头片11之间同轴嵌装有触头座12，触头座12的外壁上具有沿其周向延伸的间隙槽121，间隙槽121内嵌装有若干垫片13，垫片13的顶面和底面分别与间隙槽121的顶部内壁及底部内壁相抵。

在所述触头组件的工作运行过程中，位于间隙槽121内的各垫片13能够为间隙槽121对应位置处的触头片11结构提供充足可靠的结构支撑，保证触头组件随导电杆10移动过程中的结构强度，避免因触头片11在开断闸过程中因承受结构冲击而导致与间隙槽121对应位置处发生断裂或破碎，充分保证触头组件的结构可靠性及其工作性能稳定性。

具体而言，上述各垫片13应选用绝缘材料制件，以此避免对触头组件内部电磁场及相关电磁感应部件的稳定工作造成干扰，在此基础上，考虑到垫片13作为结构支撑部件的结构强度和支撑效果，垫片13以陶瓷制件为宜。当然，考虑到实际应用时的设备成本及不同工况条件下的使用需求，该垫片13的材质还可以为其他具备一定结构强度的绝缘材料，工作人员可以依据实际工况需求灵活选择和调整，原则上，只要是能够满足所述触头组件的实际应用需要均可。

需要进一步说明的是，为了保证垫片13在触头组件运动过程中的结构稳定性和支撑效果，垫片13可以通过焊接的形式可靠固定于触头座12的主体结构上，具体而言，可以将垫片13的顶部贴合焊接于间隙槽121的顶部内壁上，并将垫片13的底部贴合焊接于间隙槽121的底部内壁上，以此实现对垫片13与间隙槽121间相对装配位置的可靠固定，以免触头组件运动过程中发生垫片13错位或脱出等现象，避免垫片13及其相应的支撑适配结构失效。

此外，请着重参考图2，图2为图1中触头座与垫片间的安装结构俯视剖视图。

位于间隙槽121内的各垫片13以沿触头座12的周向等距均匀排布为宜，以此进一步优化组装完成后间隙槽121与各垫片13间的应力分布，避免触头片11随触头组件同步移动过程中受到结构冲击时，应力过于集中于个别垫片13及相应的触头座12局部结构上，由此进一步避免触头片11和触头座12等主要功能部件产生结构损伤，从而有效保证触头组件的结构稳定可靠，并保证其稳定工作运行。

进一步地，触头座12的中部同轴设置有与触头片11适配的加强支撑件14，加强支撑件14包括嵌装于触头片11与触头座12之间的支撑筒141，支撑筒141的顶端外周部具有与触头片11的底面相抵的上环形加强筋142，支撑筒141的底端外周部具有与触头座12的顶部相抵的下环形加强筋143。上环形加强筋142和下环形加强筋143能够进一步优化触头座12及触头片11间的应力分布，同时支撑筒141能够与触头座12和触头片11同轴适配，并为上环形加强筋142和下环形加强筋143提供充足可靠的结构支撑，由此可使加强支撑件14整体结构稳定可靠，并能够为触头座12和触头片11提供稳定可靠的结构支撑，保证触头座12和触头片11等触头组件的主要组成部件间的装配强度及冲击耐受性，以进一步提高触头组件在动作过程中的结构可靠性和功能稳定性。

更进一步地，上环形加强筋142的外径大于下环形加强筋143。具有较大外径的上环形加强筋142的有效承载面积更大，由此能够进一步降低触头片11受到结构冲击时上环形加强筋142所承受的压强，提高上环形加强筋142对触头片11的有效承托面积和承托效果，以此进一步提高触头片11的结构冲击耐受性和结构强度。

具体地，上环形加强筋142及下环形加强筋143自靠近支撑筒141处至各自外沿部厚度递减。如此厚度渐变结构，能够进一步优化上环形加强筋142和下环形加强筋143的承重效果和应力耐受性，保证触头片11等相关部件的结构强度和冲击耐受性。

需要相应说明的是，此处提及的厚度递减结构，可参考图1所示，能够直观看出，无论是下环形加强筋143亦或是上环形加强筋142，其厚度以靠近支撑筒141处为最大，并以距离支撑筒141最远处，也即下环形加强筋143以及上环形加强筋142的外边沿部为最小，并且，由图1所示可知，下环形加强筋143的厚度变化幅度要大于上环形加强筋142的厚度变化幅度，如此能够有效保证下环形加强筋143对整个加强支撑件14以及触头片11的结构支撑效果和结构强度。

更具体地，触头座12包括自内而外同轴布置并通过焊接形成一体式结构的内撑体122和外撑体123，内撑体122的顶部具有承托槽124，支撑筒141的底端及下环形加强筋143对位嵌装于承托槽124内。同轴配合的内撑体122与外撑体123间能够通过间隙配合形成杯状结构，以此优化所述触头组件内部磁场布局及电磁感应效果；通过下环形加强筋143与承托槽124间的对位嵌装结构，能够进一步提高加强支撑件14的整体对位精度和装配强度，同时配合内撑体122与外撑体123间的焊接一体式结构，能够大幅提高触头座12乃至所述触头组件的整体结构联动性和可靠性。

当然，具体到实际应用中，上述内撑体122与外撑体123间的组装连接形式并不局限于上文所示的焊接，工作人员还可以根据实际工况灵活选择粘接甚至螺纹件组装等其他连接形式。原则上，只要是能够保证内撑体122和外撑体123间的装配强度及结构联动效果，并满足所述触头组件的实际应用需要均可。

请着重参考图3，图3为图1中触头片与加强支撑件间的焊接结构仰视图。

上环形加强筋142与触头片11间焊接固定，上环形加强筋142与触头片11间的焊缝112至少为3个并沿触头片11的周向均匀排布，且各焊缝112沿触头片11的径向延伸。以长焊缝112为基础的焊装结构能够显著增大上环形加强筋142与触头片11间的有效焊接面积，提高二者间的装配强度，而将各焊缝112沿触头片11的周向均匀布置，并结合各焊缝112沿触头片11的径向延伸结构，能够进一步提高各焊缝112的有效焊装作用面积，并优化焊接组装后上环形加强筋142与触头片11间的应力分布，避免因局部应力过于集中导致的结构松脱或损伤。

应当说明的是，具体到实际应用中，上环形加强筋142与触头片11间焊装固定时并不局限于如上文所述的焊缝112结构形式，还可以采用多焊点配合的结构，需要注意的是，若采用多焊点焊装结构，则各焊点也以依照如图3所示的焊缝112大体走向和布置位置来布局为宜，即，多个焊点沿触头片11的径向排布形成单个焊接区域，而多个焊接区域间沿触头片11的周向均匀布置。当然，上述焊点布置方式仅为较为优选的方案，实际操作时工作人员可以依据实际工况需求并结合自身劳动强度等因素综合考虑后，对上环形加强筋142与触头片11间的焊接固定形式进行灵活选择和调整。

相应地，还可以在触头片11的底部设置与上环形加强筋142对位适配的扣合槽111。如此，可在触头片11与上环形加强筋142对位组装后，为上环形加强筋142提供充足的装配空间，提高触头片11与上环形加强筋142间的结构适配效果和装配强度。

当然，考虑到通常情况下触头片11与触头座12间是间隙配合，因此，即使不在触头片11的底部设置扣合槽111，也能够保证上环形加强筋142具有充足可靠的装配空间，保证上环形加强筋142与触头片11间的充分适配和可靠组装。

在具体实施方式中，本发明一种具体实施方式中所提供的一种真空灭弧室总成，包括壳体，该壳体内设置有与开关动作机构的导电杆联动的触头组，该触头组件为如上文所述的触头组件。该真空灭弧室总成的触头组件的触头片能够得到充足可靠的结构支撑，以免触头动作过程中触头片发生断裂破碎现象，保证触头组件及真空灭弧室的结构可靠和性能稳定。

综上可知，本发明中提供的触头组件，其工作运行过程中，位于间隙槽内的各垫片能够为间隙槽对应位置处的触头片结构提供充足可靠的结构支撑，保证触头组件随导电杆移动过程中的结构强度，避免因触头片在开断闸过程中因承受结构冲击而导致与间隙槽对应位置处发生断裂或破碎，充分保证触头组件的结构可靠性及其工作性能稳定性。

此外，本发明提供的应用了该触头组件的真空灭弧室总成，其触头组件的触头片能够得到充足可靠的结构支撑，以免触头动作过程中触头片发生断裂破碎现象，保证触头组件及真空灭弧室的结构可靠和性能稳定。

以上对本发明所提供的触头组件以及应用了该触头组件的真空灭弧室总成进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。